MicroRNAs (miRNAs)是一类18-25个碱基的非编码单RNA，可通过转录后介导下游mRNA调控，调控高达30%的基因表达。miRNA表达突变或异常与肺癌、结直肠癌、乳腺癌、前列腺癌等多种癌症的发病有关。因此，灵敏准确地检测miRNA已成为重要而迫切的目标之一。鉴于此，西华师范大学Juan Zhang, Hongquan Fu, Fang Liao等人建立电化学发光(ECL)和电化学(EC)双模生物传感器平台，并采用自供电DNAzyme行走机对miRNA-21进行准确灵敏的检测。

本文要点：

（1）采用依赖于镁离子(Mg²⁺)的DNAzyme裂解循环反应，将DNAzyme行走链和二茂铁(Fc)标记的底物链组装在Au纳米粒子和石墨化碳纳米片(g-C₃N₄ NS)覆盖的电极上，构建了行走机器。DNAzyme行走链首先被阻断链所禁止。在加入目标miRNA-21和Mg²⁺后，由依赖Mg²⁺的DNAzyme催化的底物裂解而无需额外的能量供应，DNAzyme行走器被激活并沿着电极轨迹产生自主运动。

（2）值得注意的是，每走一步都会导致底物链的切割和Fc标记的DNA链片段释放，使得受Fc抑制的g-C₃N₄ECL信号恢复。同时，大量Fc标记的DNA片段从电极表面逃逸，直接导致同一传感平台上Fc的方波伏安(SWV)信号明显下降。这项工作不仅避免了各种信号指标组装的困难，而且通过使用自供电的DNAzyme-walker放大，显著提高了灵敏度。

（3）此外，该设计采用相同的反应产生两种信号输出模式，可以消除不同反应路径对输出结果的干扰，相互提高精度。因此，双模miRNA-21生物传感器具有100 ~ 100 nM的宽检测范围，ECL和SWV模式的检测限分别为54.3 aM和78.6 aM，是一种高效、通用的生物传感方法，在疾病早期诊断和生物分析中具有广泛的应用前景。

参考文献：

Shimao Du, Benting Xie, Hejun Gao, Juan Zhang, Hongquan Fu, Fang Liao, and Yunwen Liao.

Self-Powered DNAzyme Walker Enables Dual-Mode Biosensor Construction for Electrochemiluminescence and Electrochemical Detection of MicroRNA. Anal. Chem. 2023

DOI: 10.1021/acs.analchem.3c00546

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c00546