CRISPR-Cas12a-mediated luminescence resonance energy transfer aptasensing platform for deoxynivalenol using gold nanoparticle-decorated Ti3C2Tx MXene as the enhanced quencher

适体 发光 化学 费斯特共振能量转移 纳米技术 检出限 猝灭(荧光) 纳米颗粒 表面等离子共振 材料科学 荧光 色谱法 光电子学 物理 生物 量子力学 遗传学
作者
Xianfeng Lin,Changxin Li,Xiangyi Meng,Wenyan Yu,Nuo Duan,Zhouping Wang,Shijia Wu
出处
期刊:Journal of Hazardous Materials [Elsevier]
卷期号:433: 128750-128750 被引量:65
标识
DOI:10.1016/j.jhazmat.2022.128750
摘要

Deoxynivalenol (DON) is a typical mycotoxin in cereals and poses tremendous threats to the ecological environment and public health. Therefore, exploiting sensitive and robust analytical methods for DON is particularly important. Here, we fabricated a CRISPR-Cas12a-mediated luminescence resonance energy transfer (LRET) aptasensor to detect DON by using single-stranded DNA modified upconversion nanoparticles (ssDNA-UCNPs) as anti-interference luminescence labels and gold nanoparticle-decorated Ti3C2Tx MXene nanosheets (MXene-Au) as enhanced quenchers. The DON aptamer can activate the trans-cleavage activity of Cas12a to indiscriminately cut nearby ssDNA-UCNPs into small fragments, which prevents ssDNA-UCNPs from adsorbing onto MXene-Au, and the upconversion luminescence (UCL) remains. Upon the binding of the aptamer with DON, the trans-cleavage activity of Cas12a was suppressed, and the ssDNA-UCNPs were not cleaved and easily adsorbed onto MXene-Au, which caused UCL quenching. Under optimized conditions, the limit of detection was determined to be 0.64 ng/mL with a linear range of 1 - 500 ng/mL. In addition, the sensor was successfully applied to detect DON in corn flour and Tai Lake water with recoveries of 96.2 - 105% and 95.2 - 104%, respectively. This platform achieves a sensitive and specific analysis of DON and greatly broadens the detection range of CRISPR-Cas sensors for non-nucleic acids hazards in the environment and food.
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