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微小RNA(miRNA)是一类典型的、小的、由内源基因编码的单链RNA分子(大约含有22个碱基),它们在动植物中参与转录后基因的表达与调控,在生命体中具有十分重要的意义。经研究发现,miRNA的异常表达与疾病的发生和发展有关,它们已成为人类早期癌症诊断和疾病预防的新型标志物。发展在复杂的生物环境中,高效、快速地检测微小RNA,成为近年来科学家们的研究热点。 荧光的检测手段具有响应性高、易操作等优点,被广泛应用于生化分子(如:DNA、酶)的检测。然而,传统的荧光分子在生物体系中存在稳定性差、易被体系中荧光蛋白干扰等缺点,限制了它的实际应用。为解决这一问题,我们之前开发了一种聚二乙炔微米管光波导检测平台,用于微小RNA的响应性检测。它的一维波导结构,能够有效避免生命体系中自体荧光的干扰。考虑到Au@PDA微米管很难在缓冲液中长期储存,我们将三明治杂交设计与微米管体系相结合。在该策略中,三明治结构的形成简化了反应及制备过程,提高反应效率,提高检测器的回收利用能力及稳定性,为制备早期疾病筛查设备带来了意义与价值。 为了在复杂环境中实现目标分子的痕量检测,科学家们建立了许多信号放大策略,如催化Hairpin探针自组装反应(CHA)。然而,在CHA回路反应中,两个发夹探针在不存在目标分子时也能够潜在的发生非特异性结合反应,产生较强的背景信号,妨碍了CHA设计对于痕量miRNA的分析与应用。为解决这一问题,我们将微米管波导体系与CHA回路反应相结合,设计了异相CHA反应。并且证实了在微米管表面的链反应性能提高,同时背景信号降低。值得注意的是,该微米管检测平台在分析实体样本时表现出优异的性能,可用于区分癌症的血清样本与健康人的血清样本中微小RNA的表达水平。这项工作不仅对实际复杂生物环境中的miRNA检测提供了应用基础,并且也为制备便携式医疗检测设备提供了可能。