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中國科學(xué)院大學(xué)溫州研究所Gen Yang等--MXene增強在復(fù)雜背景的基因組DNA5-羥甲基胞嘧啶超靈敏電化學(xué)檢測
      基因組DNA中的5-羥甲基胞嘧啶(5-Hydroxymethylcytosine in genomic DNA, 5hmC-DNA)是一種主要的表觀遺傳標(biāo)記,在癌癥進展等廣泛的生物過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。然而,由于5hmC-DNA豐度低且非靶點干擾嚴(yán)重,在高度復(fù)雜的生物標(biāo)本中高效檢測5hmC-DNA仍然是一個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。利用MXene作為信號助推器,本文提出了一種電化學(xué)生物傳感技術(shù),用于超靈敏地檢測復(fù)雜生物樣本中的5hmC-DNA。該技術(shù)集成了5hmC羥基的酶催化轉(zhuǎn)化、5hmC- dna靶點的序列特異性識別和簡單的電化學(xué)反應(yīng)。值得注意的是,納米Ti3C2Tx MXene作為一種高導(dǎo)電劑被引入,大大提高了信號。該技術(shù)不僅在5hmC- dna (1.0 × 10−13 ~ 1.0 × 10−9 m)范圍內(nèi)具有良好的線性反應(yīng),最低檢測限為59 fM,而且對包括胞嘧啶(C)和5-甲基胞嘧啶(5mC)在內(nèi)的5hmC類似物具有良好的選擇性。更重要的是,概念驗證證明了該技術(shù)可以直接從復(fù)雜的背景中檢測5hmC-DNA,包括受照或未受照小鼠的細(xì)胞基因組提取物和血清,這表明該技術(shù)在早期癌癥篩查等多種應(yīng)用中具有良好的應(yīng)用前景。
 
圖1. 5個hmC-DNA在復(fù)雜背景下的電化學(xué)檢測示意圖,包括樣品預(yù)處理和MXene增強的電化學(xué)檢測。
 
圖2. 生物傳感器的修飾與表征。
 
圖3. 檢測5hmC不同材料的選擇與驗證。
 
圖4. Ti3C2Tx MXene增強5hmC-DNA檢測方法的優(yōu)化。
 
圖5。所開發(fā)技術(shù)的分析性能。
 
圖6. 從復(fù)雜標(biāo)本中檢測5hmC-DNA技術(shù)的驗證。
 
       相關(guān)科研成果由中國科學(xué)院大學(xué)溫州研究所Gen Yang等人于2024年發(fā)表在Advanced Functional Materials(DOI: 10.1002/adfm.202313118)上。原文:MXene Boosted Ultrasensitive Electrochemical Detection of 5-Hydroxymethylcytosine in Genomic DNA from Complex Backgrounds.
原文鏈接:https://doi.org/10.1002/adfm.202313118

轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號


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