紙基比距傳感器是圍繞紙基材料的功能化設(shè)計(jì)的，根據(jù)待測(cè)目標(biāo)觸發(fā)反應(yīng)產(chǎn)生的可觀測(cè)距離信號(hào)進(jìn)行定性或定量分析，具有讀數(shù)直觀且操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，是新興的即時(shí)檢測(cè)裝置。

近期，中科院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所繆鵬課題組結(jié)合鏈置換策略開發(fā)出基于可編程DNA水凝膠的紙基比距傳感器。目標(biāo)miRNA引發(fā)的鏈置換聚合反應(yīng)能夠生成大量的單鏈DNA，用于與另一條序列雜交并協(xié)助DNA水凝膠的組裝。該體系在紙基條帶上的浸潤距離可用于反映目標(biāo)miRNA的濃度。實(shí)驗(yàn)采用蘇州醫(yī)工所自主研發(fā)的血栓彈力圖儀驗(yàn)證并優(yōu)化DNA水凝膠的形成和反應(yīng)參數(shù)。該研究發(fā)現(xiàn)紙基傳感器通道上流動(dòng)距離的變化與DNA水凝膠的粘度（組裝程度）相關(guān)。研究根據(jù)反應(yīng)溶液沿條帶流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)紙基傳感器的通道寬度、樣品量、反應(yīng)時(shí)間以及DNA水凝膠的制備條件進(jìn)行了全面優(yōu)化。在相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)下，研究進(jìn)行了miRNA定量、選擇性檢驗(yàn)及臨床樣品測(cè)試。相應(yīng)結(jié)果與實(shí)時(shí)定量反轉(zhuǎn)錄PCR得出的結(jié)果高度一致。

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基于距離分析的miRNA紙基傳感器示意圖

該方法具有靈敏度高、操作方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足即時(shí)檢測(cè)的要求，在生物學(xué)研究和臨床疾病診斷方面展現(xiàn)出應(yīng)用潛力。

相關(guān)研究成果發(fā)表在ACS Materials Letters上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金等的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsmaterialslett.4c00650