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Terahertz Let-7a specific sensing and DNA differentiation enabled by Q-BIC metasurface and phenylboronic acid-gold nanoprobe

纳米探针 化学 核酸 太赫兹辐射 生物传感器 DNA 检出限 苯硼酸 胶体金 纳米技术 纳米颗粒 光电子学 物理 材料科学 色谱法 催化作用 生物化学
作者
Weinan Shi,Fei Fan,Jia Zhang,Lu Zhang,Guohui Xiao,Zhong Ren,Juanli Zhao,Xianghui Wang
出处
期刊:Talanta [Elsevier BV]
卷期号:297 (Pt A): 128577-128577 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.talanta.2025.128577
摘要

Nucleic acids are genetic molecules that carry biological information, the development of accurate nucleic acid detection technology is of great significance for the treatment of some diseases. Here, we proposed a novel scheme to specific detect Let-7a (miRNA) and simultaneous discrimination from DNA based on terahertz (THz) metasurface. The metasurface is designed for supporting quasi-bound states in continuum (Q-BIC) resonance, which can effectively improve the sensing performance. Numerical simulation consistent with experimental results confirms the Q-BIC is induced by the symmetry broken between the metal wires. To specific detect trace amount Let-7a, the PBA-AuNPs probe developed by modifying Au nanoparticles (AuNPs) with phenylboronic acid (PBA), is integrated into metasurface for signal amplification. Our results show that highly sensitive and selective detection of Let-7a is achieved, the detection limit can reach to 0.01 nM. More importantly, due to the selective binding of the nanoprobe, the sensitivity for Let-7a is more than 3 times that of DNA sharing the same sequence. Even in serum samples, the frequency shift of resonance still maintains a good linear relationship with the logarithm of the Let-7a concentration. This miRNA-targeted PBA-AuNPs amplification technology offers a versatile platform with translational potential across disciplines, particularly advancing emerging THz metasurface-based biosensing.
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