单核苷酸突变病毒RNA的超灵敏电化学检测_王震.pdf

第 42 卷第 3 期2 0 2 2 年 9 月Vol.42,No.1Sept.2022化 学 传 感 器CHEMICAL SENSORS基金项目：国家自然科学基金（22276152）*通信联系人：E-mail:靶向病毒核酸检测可轻松的确定突变，这对其他生物标志物（如膜蛋白等）来说是一个挑战。确定核酸突变的发生至关重要，尤其是单点突变，因此迫切需要开发一种无需常规靶标扩增和标记过程即可检测核酸的方法，以便能够快速、直接地检测突变的发生。最近，美国新泽西州立罗格斯大学 Ki-Bum Lee 教授实验室报道了一种新的无需常规标记即可准确测定病毒单点突变并实现靶核酸多重检测的电化学生物传感器1。这一研究成果近期发表于美国ACS Nano 杂志上。传统电极的低电化学灵敏度限制了基于电化学生物传感器的病毒性疾病早期检测。本实验引入了一种均匀的具有高表面积体积比的金纳米多孔电极阵列（NPEA）电极，与传统电极相比，其可以提供更快的电子转移并提高传质效率，从而有效提高电化学输出。特定的氧化还原金属离子可以选择性且有效地插入双链核酸的错配序列中，通过形成错配的核酸-金属离子(MNM)纳米复合物来稳定错配序列。利用这种现象，作者通过目标 RNA 杂交形成预期类型和数量的错配序列来设计传感探针。检测到目标序列后，通过错配序列中插入的氧化还原单核苷酸突变病毒 RNA 的超灵敏电化学检测王震，王海军*（西南大学化学化工学院，重庆400715）王震等：单核苷酸突变病毒 RNA 的超灵敏电化学检测3 期65金属离子作为氧化还原探针以去除传统的标记探针。得益于嵌入的金属离子出色的氧化还原特性，在无需靶放大的情况下即可实现高灵敏度的检测。由于具有固有氧化峰的不同金属离子可以特异性地与其他错配结合，因此通过简单地将两种错配序列与金属离子结合，即可进一步实现 RNA 单点突变的测定。作者使用了新型冠状病毒（SARS-CoV-2）RNA 及其突变衍生物作为概念验证，该生物传感器可以对 SARS-CoV-2 RNA 进行高灵敏度的检测，且可以在单核苷酸水平上确定 SARS-CoV-2 RNA 的突变。此外，作者使用四个 NPEA 组成的单个生物传感器芯片，引入 3D 打印室修改传感探针，成功实现对 SARS-CoV-2 RNA 的多重检测。该研究提供了一种可以广泛地适用于确定和区分各种病毒 RNA 及其突变衍生物的技术，为单核苷酸突变病毒 RNA 的检测提供了方法。参考文献1 Yoon J,Conley B M,Lee K B,et al.Ultrasensitive Electrochemical Detection of Mutated Viral RNAs with Single-Nucleotide Resolution Using a Nanoporous Electrode Array(NPEA).ACS Nano.2022,16(4):5764-5777.化学传感器编辑部声明凡向本刊所投稿件，视为作者将该论文的复制权、发行权、信息网络传播权、翻译权、汇编权等权利转让给本刊。本刊已加入中国学术期刊网络出版总库、万方数据数字化期刊群，被中国期刊全文数据库、中国核心期刊（遴选）数据库、维普网、超星“城出版”收录。凡被本刊录用的稿件将同时通过因特网进行网络出版或提供信息服务。稿件一经刊用，印刷版、光盘版及网络版等各种使用方式著作权归本刊所有。