乙型肝炎是由乙型肝炎病毒(HBV)感染引起的肝臟疾病，引起了公共衛(wèi)生的關注。感染乙型肝炎病毒的人死于肝硬化和癌癥的風險更大，因此檢測這種高度傳染性和致病性的病毒至關重要。因此，選擇HBV作為實驗模型。雜交鏈式反應(HCR)是一種無酶信號擴增技術，反應條件溫和(37°C，與CRISPR/Cas反應條件相當)，擴增效率高。

福州大學林振宇、邱彬和莆田學院Zhonghui Chen結合雜交鏈式反應(HCR)的高擴增效率、CRISPR/Cas12a系統(tǒng)的高特異性以及基于報告探針負電荷調節(jié)的均勻電化學發(fā)光(ECL)分析的便利性，開發(fā)了一種靈敏的乙型肝炎病毒DNA ECL生物傳感器。該傳感器不需要復雜的電極改性；因此，具有較好的再現(xiàn)性。此外，由于雙信號放大，傳感器具有高靈敏度。在10 fM至10 nM的范圍內(nèi)，ECL強度與目標濃度的對數(shù)呈強線性關系，檢測極限為7.41 fM。

研究要點

要點1. 作者首先合成釕聯(lián)吡啶摻雜的二氧化硅納米粒子(Ru@SiO2 NPs)，然后在納米粒子上修飾可誘導HCR擴增的引發(fā)鏈觸發(fā)DNA，通過HCR擴增反應在顆粒上實現(xiàn)了大量的負電荷修飾。納米顆粒到達帶負電荷的工作電極的效率可以被調節(jié)，并實現(xiàn)ECL信號的變化。發(fā)光體表面的長DNA可以阻止共反應劑進入孔與聯(lián)吡啶釕反應。這些因素結合在一起產(chǎn)生了一個低背景系統(tǒng)。

要點2. 在靶存在的情況下，Cas12a的反式切割活性被觸發(fā)，發(fā)光體表面的觸發(fā)DNA被Cas12a切割；因此不能發(fā)生HCR擴增。因此，發(fā)光體的電負性降低，導致與帶負電的氧化銦錫(ITO)電極的靜電排斥減少，允許發(fā)光體更容易接近工作電極。此外，由于發(fā)光體表面沒有阻礙電子和共反應劑傳輸?shù)拈L鏈DNA，因此ECL信號很強。在沒有靶標的情況下，Cas12a的活性不能被激活，并且發(fā)光表面上修飾的起始鏈DNA觸發(fā)HCR擴增。這在發(fā)光體的表面上產(chǎn)生大量的長鏈DNA，導致發(fā)光的負電荷增加以及與帶負電荷的ITO電極的靜電排斥。因此，發(fā)光體到達電極界面變得具有挑戰(zhàn)性。此外，HCR產(chǎn)生的較長DNA鏈會堵塞發(fā)光體的表面，從而阻礙電子和助反應劑的傳輸。由于靜電排斥和材料傳輸阻塞的雙重作用，ECL信號進一步降低。

要點3. 該傳感器不需要復雜的電極修改；因此具有較好的再現(xiàn)性。此外，由于雙信號放大，傳感器具有高靈敏度。在10 fM至10 nM的范圍內(nèi)，ECL強度與目標濃度的對數(shù)呈強線性關系，檢測極限為7.41 fM。

該傳感器在檢測臨床樣本方面顯示出較高的準確性，在臨床測試中具有巨大的應用潛力。

來源：傳感器專家網(wǎng)