Herein, a highly-sensitive microRNA (miRNA) detection strategy was developed by combining bio-bar-code assay (BBA) with catalytic hairpin assembly (CHA). In the proposed system, two nanoprobes of magnetic nanoparticles functionalized with DNA probes (MNPs-DNA) and gold nanoparticles with numerous barcode DNA (AuNPs-DNA) were designed. In the presence of target miRNA, the MNP-DNA and AuNP-DNA hybridized with target miRNA to form a "sandwich" structure. After "sandwich" structures were separated from the solution by the magnetic field and dehybridized by high temperature, the barcode DNA sequences were released by dissolving AuNPs. The released barcode DNA sequences triggered the toehold strand displacement assembly of two hairpin probes, leading to recycle of barcode DNA sequences and producing numerous fluorescent CHA products for miRNA detection. Under the optimal experimental conditions, the proposed two-stage amplification system could sensitively detect target miRNA ranging from 10 pM to 10 aM with a limit of detection (LOD) down to 97.9 zM. It displayed good capability to discriminate single base and three bases mismatch due to the unique sandwich structure. Notably, it presented good feasibility for selective multiplexed detection of various combinations of synthetic miRNA sequences and miRNAs extracted from different cell lysates, which were in agreement with the traditional polymerase chain reaction analysis. The two-stage amplification strategy may be significant implication in the biological detection and clinical diagnosis.

中文翻译：

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基于生物条形码分析和催化发夹组装两阶段扩增的高灵敏度微小RNA检测

在此，通过将生物条形码分析 (BBA) 与催化发夹组装 (CHA) 相结合，开发了一种高度灵敏的 microRNA (miRNA) 检测策略。在所提出的系统中，设计了两个用 DNA 探针（MNPs-DNA）功能化的磁性纳米粒子的纳米探针和具有大量条码 DNA（AuNPs-DNA）的金纳米粒子。在目标miRNA存在下，MNP-DNA和AuNP-DNA与目标miRNA杂交形成“三明治”结构。通过磁场将“三明治”结构与溶液分离并通过高温脱杂后，通过溶解 AuNPs 释放出条码 DNA 序列。释放的条形码 DNA 序列触发了两个发夹探针的立足点链置换组装，导致条形码 DNA 序列的回收并产生大量用于 miRNA 检测的荧光 CHA 产物。在最佳实验条件下，所提出的两阶段扩增系统可以灵敏地检测范围从 10 pM 到 10 aM 的目标 miRNA，检测限 (LOD) 低至 97.9 zM。由于其独特的夹层结构，它表现出良好的区分单碱基和三碱基错配的能力。值得注意的是，它对合成 miRNA 序列和从不同细胞裂解物中提取的 miRNA 的各种组合进行选择性多重检测具有良好的可行性，这与传统的聚合酶链反应分析一致。两阶段扩增策略可能对生物检测和临床诊断具有重要意义。在最佳实验条件下，所提出的两阶段扩增系统可以灵敏地检测范围从 10 pM 到 10 aM 的目标 miRNA，检测限 (LOD) 低至 97.9 zM。由于其独特的夹层结构，它表现出良好的区分单碱基和三碱基错配的能力。值得注意的是，它对合成 miRNA 序列和从不同细胞裂解物中提取的 miRNA 的各种组合进行选择性多重检测具有良好的可行性，这与传统的聚合酶链反应分析一致。两阶段扩增策略可能对生物检测和临床诊断具有重要意义。在最佳实验条件下，所提出的两阶段扩增系统可以灵敏地检测范围从 10 pM 到 10 aM 的目标 miRNA，检测限 (LOD) 低至 97.9 zM。由于其独特的夹层结构，它表现出良好的区分单碱基和三碱基错配的能力。值得注意的是，它对合成 miRNA 序列和从不同细胞裂解物中提取的 miRNA 的各种组合进行选择性多重检测具有良好的可行性，这与传统的聚合酶链反应分析一致。两阶段扩增策略可能对生物检测和临床诊断具有重要意义。所提出的两阶段扩增系统可以灵敏地检测范围从 10 pM 到 10 aM 的目标 miRNA，检测限 (LOD) 低至 97.9 zM。由于其独特的夹层结构，它表现出良好的区分单碱基和三碱基错配的能力。值得注意的是，它对合成 miRNA 序列和从不同细胞裂解物中提取的 miRNA 的各种组合进行选择性多重检测具有良好的可行性，这与传统的聚合酶链反应分析一致。两阶段扩增策略可能对生物检测和临床诊断具有重要意义。提出的两阶段扩增系统可以灵敏地检测范围从 10 pM 到 10 aM 的目标 miRNA，检测限 (LOD) 低至 97.9 zM。由于其独特的夹层结构，它表现出良好的区分单碱基和三碱基错配的能力。值得注意的是，它对合成 miRNA 序列和从不同细胞裂解物中提取的 miRNA 的各种组合进行选择性多重检测具有良好的可行性，这与传统的聚合酶链反应分析一致。两阶段扩增策略可能对生物检测和临床诊断具有重要意义。它对合成miRNA序列和从不同细胞裂解物中提取的miRNA的各种组合的选择性多重检测具有良好的可行性，这与传统的聚合酶链反应分析一致。两阶段扩增策略可能对生物检测和临床诊断具有重要意义。它对合成miRNA序列和从不同细胞裂解物中提取的miRNA的各种组合的选择性多重检测具有良好的可行性，这与传统的聚合酶链反应分析一致。两阶段扩增策略可能对生物检测和临床诊断具有重要意义。