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Label-free sensing platform for miRNA-146a based on chromo-fluorogenic pyrophosphate recognition.
Journal of Inorganic Biochemistry ( IF 3.8 ) Pub Date : 2019-10-24 , DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2019.110867 Anup Pandith 1 , Young Jun Seo 1
Journal of Inorganic Biochemistry ( IF 3.8 ) Pub Date : 2019-10-24 , DOI: 10.1016/j.jinorgbio.2019.110867 Anup Pandith 1 , Young Jun Seo 1
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In this study we applied the dual-responsive chromo-fluorescent Cu2+ chelate 1C for the recognition of miRNA-146a through a pyrophosphate (PPi) sensing strategy in a rolling circle amplification (RCA) process. This approach for the recognition of miRNA-146a was highly robust, selective, and sensitive down to the attomolar (fluorogenic) and sub-micromolar (chromogenic) ranges under modified biochemical conditions at elevated temperature. Probe 1 selectively recognized Cu2+ and PPi ions in a sequential manner, as evidenced by colorless→pink→colorless transitions; the fluorescence emissions centered at 480 nm underwent a corresponding on-off-on sequence in the bluish-green region. We attribute this reversible switching upon the addition of Cu2+/PPi ions to effective chelation-induced ligand-to-metal charge/electron transfer that resulted in opening of the lactam ring upon complexation and closing of the lactam ring upon decomplexation. We also report a label-free approach for monitoring miRNA-146a amplification in an RCA process under modified T4 ligase and ϕ29 buffer conditions, using the Cu2+ ensemble 1C at pH 7.0 (4-(2-hydroxyethyl)piperazine-1-ethanesulfonic acid: HEPES, 10 mM MgCl2); the time required to perform this process (40-50 min) was relatively shorter than conventional RCA process. This ensemble 1C could recognize miRNA-146a colorimetrically (from pink to colorless) and fluorimetrically ("turn-on" mode) at concentrations within the highly sensitive atto-/nanomolar range under physiological conditions. This cost-effective label-free sensing strategy appears to be a universal method for detecting miRNAs according to the specified length of the template.
中文翻译：
基于发色荧光焦磷酸盐识别的miRNA-146a无标记传感平台。
在这项研究中，我们在滚环扩增（RCA）过程中通过焦磷酸酯（PPi）传感策略将双响应性发色荧光的Cu2 +螯合物1C应用于miRNA-146a的识别。在高温下，在改良的生化条件下，这种识别miRNA-146a的方法具有高度的鲁棒性，选择性和敏感性，低至attomolar（荧光）和亚微摩尔（生色）范围。探针1以顺序方式选择性地识别Cu2 +和PPi离子，这由无色→粉红色→无色过渡所证明；中心在480 nm处的荧光发射在蓝绿色区域经历了相应的开关过程。我们将这种在添加Cu2 + / PPi离子后的可逆转换归因于有效的螯合诱导的配体到金属的电荷/电子转移，这导致络合时内酰胺环打开，解配时内酰胺环闭合。我们还报告了一种无标记的方法，用于在修改的T4连接酶和ϕ29缓冲液条件下，使用Cu2 +集成1C在pH 7.0（4-（2-羟乙基）哌嗪-1-乙磺酸： HEPES，10 mM MgCl2）；与传统的RCA过程相比，执行此过程所需的时间（40-50分钟）相对较短。该集合体1C在生理条件下，在高度敏感的atto / nanomolar范围内的浓度下，可以比色（从粉红色到无色）和荧光地（“打开”模式）识别miRNA-146a。
更新日期：2019-11-18
中文翻译：
基于发色荧光焦磷酸盐识别的miRNA-146a无标记传感平台。
在这项研究中，我们在滚环扩增（RCA）过程中通过焦磷酸酯（PPi）传感策略将双响应性发色荧光的Cu2 +螯合物1C应用于miRNA-146a的识别。在高温下，在改良的生化条件下，这种识别miRNA-146a的方法具有高度的鲁棒性，选择性和敏感性，低至attomolar（荧光）和亚微摩尔（生色）范围。探针1以顺序方式选择性地识别Cu2 +和PPi离子，这由无色→粉红色→无色过渡所证明；中心在480 nm处的荧光发射在蓝绿色区域经历了相应的开关过程。我们将这种在添加Cu2 + / PPi离子后的可逆转换归因于有效的螯合诱导的配体到金属的电荷/电子转移，这导致络合时内酰胺环打开，解配时内酰胺环闭合。我们还报告了一种无标记的方法，用于在修改的T4连接酶和ϕ29缓冲液条件下，使用Cu2 +集成1C在pH 7.0（4-（2-羟乙基）哌嗪-1-乙磺酸： HEPES，10 mM MgCl2）；与传统的RCA过程相比，执行此过程所需的时间（40-50分钟）相对较短。该集合体1C在生理条件下，在高度敏感的atto / nanomolar范围内的浓度下，可以比色（从粉红色到无色）和荧光地（“打开”模式）识别miRNA-146a。
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