Programmable Dual-Phase Electrochemical Biosensor Combines Homogeneous CRISPR/Cas12a Activation with Interfacial Poly-G Signaling for miRNA-21 Detection

化学 生物传感器 同种类的 组合化学 对偶(语法数字) 清脆的 电化学 小RNA 纳米技术 计算生物学 电极 生物化学 材料科学 物理化学 生物 热力学 基因 物理 文学类 艺术
作者
Jia Zhao,Zhuqi Sui,Yi Wang,Haiyan Dong,Baoqiang Chen,Jianguo Xu
出处
期刊:Analytical Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:97 (37): 20515-20526 被引量:1
标识
DOI:10.1021/acs.analchem.5c04010
摘要

Despite the promise of electrochemical biosensors in amplified nucleic acid diagnostics, existing high-sensitivity platforms often rely on a multilayer surface assembly and cascade amplification confined to the electrode interface. These stepwise strategies suffer from inefficient enzyme activity, poor mass transport, and inconsistent probe orientation, which compromise the amplification efficiency, reproducibility, and practical applicability. To address these limitations, we report a programmable dual-phase electrochemical biosensing system that decouples amplification from signal transduction. In the homogeneous phase, a palindromic allosteric hairpin probe undergoes target-triggered polymerization and bidirectional strand extension, generating double-stranded DNA (dsDNA) amplicons. These dsDNAs activate CRISPR/Cas12a complexes, which, in turn, cleave thiolated reporter DNA immobilized on a gold electrode. The exposed 3'-hydroxyl termini then initiate terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT)-mediated polyguanine (poly-G) extension in the presence of dGTP. Methylene blue, selectively binding to G-rich sequences, produces a strong voltammetric signal proportional to the original miRNA-21 concentration. By integration of homogeneous amplification with localized electrochemical signal generation, this dual-phase design circumvents the drawbacks of interface-bound cascades while leveraging their sensitivity advantages. The system achieves a detection limit of 25 attomolar for miRNA-21, excellent sequence specificity, and reliable performance in human blood samples. This approach provides a robust and generalizable platform for nucleic acid diagnostics with high sensitivity, modularity, and operational simplicity.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
虚心的阿松完成签到,获得积分10
1秒前
方继潘完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
小豹子发布了新的文献求助10
2秒前
小水发布了新的文献求助10
4秒前
蒙森爱阿洋完成签到,获得积分20
4秒前
5秒前
周正发布了新的文献求助30
5秒前
贪玩笑容完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
紫色奶萨完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
8秒前
8秒前
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
爱听歌的悒完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
隐形曼青应助可可采纳,获得10
10秒前
SciGPT应助松松松采纳,获得10
10秒前
Ppao7ii完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
11秒前
CodeCraft应助不安雪一采纳,获得10
11秒前
才染发布了新的文献求助10
12秒前
依古比古发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
MET1发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
xxcccc发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
无极微光应助小怪采纳,获得20
15秒前
才染发布了新的文献求助10
15秒前
Erste完成签到 ,获得积分10
15秒前
逍遥游发布了新的文献求助10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5730174
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5321976
关于积分的说明 15318160
捐赠科研通 4876827
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2619662
邀请新用户注册赠送积分活动 1569070
关于科研通互助平台的介绍 1525722