microRNA是一類非編碼RNA，在細胞內(nèi)具有多種重要的調(diào)節(jié)作用，被認為是一種新型的包括癌癥在內(nèi)幾乎所有人類疾病的理想候選生物標(biāo)志物。因此，高靈敏和高選擇性地檢測microRNA對于早期疾病診斷、病情監(jiān)測和預(yù)后評估具有重要意義。近日，西南大學(xué)的袁若、柴雅琴教授團隊通過將PTB7-Th/CdTe QDs敏化結(jié)構(gòu)作為光電信號標(biāo)簽、將苯并-4-氯-己二烯酮（4-CD）沉淀作為有效的信號淬滅物，構(gòu)建了一種高效的光電化學(xué)生物傳感器，實現(xiàn)了對microRNA-141的超靈敏檢測。

　　光電化學(xué)分析方法（PEC）與傳統(tǒng)的光分析、電分析方法相比具有更高的靈敏度、更好的穩(wěn)定性、更低的背景噪音，因此近年來受到了越來越多的關(guān)注。常規(guī)PEC傳感器的構(gòu)建都需要外加電子供體以中和光生空穴，從而獲得連續(xù)穩(wěn)定的光電流信號。然而，這種情況下，電子供體與光電材料之間的電子傳輸屬于分子間的電子傳輸，將在一定程度上限制光電轉(zhuǎn)化效率。

　　近日，袁若、柴雅琴教授團隊將電子供體-受體于一體的光電材料（PTB7-Th）與CdTe QDs結(jié)合，形成敏化結(jié)構(gòu)，并將其用作光電信號標(biāo)簽。在沒有外界補充電子供體的情況下，PTB7-Th/CdTe QDs敏化結(jié)構(gòu)可通過自身的供體部分補給電子，實現(xiàn)分子內(nèi)電子傳輸，進而產(chǎn)生一個較高的初始光電流信號。另外，該團隊采用酶輔助的目標(biāo)物循環(huán)放大，將少量目標(biāo)物microRNA-141轉(zhuǎn)化成大量DNA產(chǎn)物。在該DNA產(chǎn)物的引發(fā)下，電極表面形成DNA超夾心結(jié)構(gòu)用于實現(xiàn)對催化劑MnPP的簡單、高效固載。最后，當(dāng)4-CN與H2O2同時存在時，卟啉錳（MnPP）將催化4-CN產(chǎn)生4-CD沉淀。大量的4-CD沉淀產(chǎn)生于電極表面，作為有效的信號淬滅劑實現(xiàn)對光電信號的有效淬滅。

　　該傳感器對濃度在0.1 fM-1 nM范圍內(nèi)的microRNA-141表現(xiàn)出良好的線性響應(yīng)，其檢測限低至33 aM。實驗結(jié)果表明，這項工作為疾病診斷、病情監(jiān)測和預(yù)后評估中高靈敏、高選擇性檢測microRNA開辟了一條有效的途徑。

　　圖1. PEC生物傳感器的構(gòu)建過程及電子傳輸過程

　　圖2. PEC生物傳感器對microRNA-141的線性響應(yīng)

　　這一研究成果發(fā)表于Analytical Chemistry 上，文章的第一作者是西南大學(xué)的博士研究生李孟潔。