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Detección plasmónica mejorada con MXene para la detección ultrasensible de miARN sin etiquetas

Fecha:

31 de octubre de 2023 (Noticias de Nanowerk) Los microARN (miARN) son pequeñas moléculas de ARN no codificantes que desempeñan un papel importante en el desarrollo y progresión de varios tipos de cáncer, lo que los convierte en biomarcadores. La detección de miARN es de vital importancia para el diagnóstico y pronóstico en etapas tempranas. Sin embargo, las estrategias tradicionales de detección de miARN se han enfrentado al desafío debido a sus características intrínsecas, como tamaño pequeño, longitud de secuencia corta, bajos niveles de concentración y alta homología de secuencia en muestras reales complejas.

Puntos clave

  • Un equipo de investigación del Instituto de Tecnología Avanzada de Shenzhen ha desarrollado un biosensor ultrasensible que mejora significativamente la detección de miARN, moléculas importantes en el diagnóstico del cáncer.
  • El nuevo biosensor emplea nanohojas MXene para amplificar las señales de resonancia de plasmones de superficie, logrando un límite de detección tan bajo como 10 fM y distinguiendo entre secuencias de miARN estrechamente relacionadas.
  • La tecnología se muestra prometedora para aplicaciones clínicas, capaz de detectar miARN en medios complejos como el suero humano sin diluir sin pérdida de sensibilidad.
  • texto Diagrama esquemático del esquema de detección de miARN basado en la medición del desplazamiento lateral inducido por fase. Figura insertada (a) Mecanismo de detección basado en un cambio brusco de fase. (b) Señal de detección tras la inyección de miARN. (Imagen: SIAT)

    La investigación

    Un grupo de investigación dirigido por el profesor YANG Hui en el Instituto de Tecnología Avanzada de Shenzhen (SIAT) de la Academia de Ciencias de China ha propuesto un biosensor plasmónico ultrasensible mejorado con MXene para la detección de miARN en tiempo real y sin etiquetas. El estudio fue publicado en acceso abierto en Nanofotónica ("Detección ultrasensible de miRNA-21 sin etiquetas basada en la medición del desplazamiento lateral plasmónico mejorado con MXene"). Los investigadores explotaron eficazmente las propiedades únicas de MXeno para mejorar el rendimiento de detección de los sensores de resonancia de plasmón superficial (SPR). Al recubrir por rotación una fina capa de nanohojas de MXene sobre el sustrato plasmónico, la reflectividad se puede reducir significativamente, lo que da como resultado un cambio brusco de fase en el ángulo SPR. El cambio brusco de fase inducirá una gran señal de desplazamiento lateral, lo que mejora en gran medida la sensibilidad de detección. Utilizando este enfoque de biodetección, los investigadores realizaron la detección ultrasensible de miARN objetivo con un límite de detección tan bajo como 10 fM. Más importante aún, la señal de detección permite la fácil diferenciación del miARN objetivo del miARN de base única que no coincide. Además, este biosensor plasmónico demuestra la capacidad de detectar miARN en medios complejos, como muestras de suero humano sin diluir, sin comprometer la sensibilidad de detección. “Nuestra técnica de biodetección proporciona una herramienta prometedora para la detección eficaz de miARN y podría evolucionar hasta convertirse en una plataforma para detectar una amplia clase de nanoobjetos, como muchos otros biomarcadores tumorales en el diagnóstico clínico, partículas virales o para monitorear procesos de síntesis y agregación. a nivel molecular”, dijo el profesor YANG.
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