一种基于本征同位素检测的免标签miRNA分析方法

MicroRNA（miRNA）被认为是肿瘤早期诊断和状态监测的重要生物标志物，其细胞内异常表达与多种病理疾病密切相关。和所有其他内源性生物标志物一样，miRNA的检测通常都使用“标记法”，通过化学标签将低浓度的miRNA转化为检测仪器可以识别的信号。为了解决标记法标签合成复杂、成本和高昂等问题，利用“无标记”检测方法对miRNA进行准确定量的研究在近年来受到了广泛关注。

近日，四川大学的吕弋教授、刘睿副教授团队报道了一种基于本征同位素检测的免标签miRNA分析方法，通过结合串联发卡催化放大（C-HCR）策略和高分辨率电感耦合等离子体质谱（HR-ICPMS）检测，实现了利用磷作为本征元素来准确定量miRNA。与之前报道的无标记miRNA检测方法相比，该方法省略了传感单元的预合成环节，利用C-HCR的良好扩增性能和HR-ICPMS的高灵敏元素检测能力实现了对miRNA的直接高灵敏定量分析。

在优化条件后，该免标签的miRNA分析方法对待测miR-21获得了13 fM的检出限 （LOD），并且干扰实验也证明磷酸盐缓冲溶液和细胞培养液或非目标miRNA的干扰很难对该免标签miRNA检测产生显著影响。进一步的，该团队还探索了将方法应用于实际细胞提取液的检测中，利用HeLa和HepG2细胞作为实际的生物样品平台进行miRNA检测。如图所示，低至1000 cells的信号都可以与空白信号区分。随着浓度呈指数增长，两种细胞系的 ³¹P - ICPMS强度均有显著增强。与常用的miRNA定量方法RT-PCR 结果相对比，基于HR-ICPMS的检测结果与RT-PCR结果保持了较好的相关性 (R² = 0.981), 证明该方法的可靠性。

这一研究不仅可以为miRNA的检测提出一种更加彻底的免标签策略，还可以适用于肿瘤细胞中准确定量miRNA，在癌症的早期诊断和状态监测中具有一定的应用前景。相关研究成果近期发表在Analytical Chemistry 上，论文的第一作者为博士研究生胡建煜。

近年来四川大学吕弋教授、刘睿副教授团队已开发了一系列基于稳定同位素检测的生物分析方法，用于构建高灵敏的生物传感平台（Anal Chem, 2020, 92, 2876-2881.; Anal Chem, 2020, 92, 4807-4813.; Anal Chem, 2019, 91, 10870-10878.; Chem. Commun., 2019, 55, 10665-10668; Anal. Chem., 2019, 13, 8691-8696; TrAC Trend Anal. Chem., 2018, 105, 436-452; Chem. Eur. J., 25, 12270-1227; Anal. Chem., 2018, 90, 14469-14474; Chem. Commun., 2018, 54, 13782-13785; J. Anal. At. Spectrum., 2018, 1, 57-67）。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Tag-Free Methodology for Ultrasensitive Biosensing of miRNA Based on Intrinsic Isotope Detection

Jianyu Hu, Ziyan Li, Hu Zhang, Rui Liu*, Yi Lv

Anal. Chem., 2020, 92, 8523–8529, DOI: 10.1021/acs.analchem.0c01295

导师介绍

吕弋

https://www.x-mol.com/university/faculty/12770