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Simple Tripedal DNA Walker Prepared by Target-Triggered Catalytic Hairpin Assembly for Ultrasensitive Electrochemiluminescence Detection of MicroRNA
ACS Sensors ( IF 8.2 ) Pub Date : 2020-11-10 , DOI: 10.1021/acssensors.0c01864 Li Wang 1, 2 , Pengfei Liu 2 , Zhijun Liu 2 , Kairen Zhao 2 , Shuying Ye 3 , Guoxi Liang 3 , Jun-Jie Zhu 1
ACS Sensors ( IF 8.2 ) Pub Date : 2020-11-10 , DOI: 10.1021/acssensors.0c01864 Li Wang 1, 2 , Pengfei Liu 2 , Zhijun Liu 2 , Kairen Zhao 2 , Shuying Ye 3 , Guoxi Liang 3 , Jun-Jie Zhu 1
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In contrast to common DNA walkers, multipedal DNA walkers exhibit larger walking area and faster walking kinetics and provide increased amplification efficiency. Consequently, they have received a considerable amount of attention in biosensing. However, most of them are synthesized by immobilizing multiple DNA walking strands on the surface of Au nanoparticles, which is tedious and time-consuming. Simple preparation of multipedal DNA walkers remains a challenge. Herein, we adopted a simple enzyme-free target-triggered catalytic hairpin assembly (CHA) circuit to synthesize a tripedal DNA walker. By walking on a DNA track-functionalized electrode, a sensitive electrochemiluminescence DNA nanomachine biosensor was constructed for sensing miRNA-21. The DNA walker was powered by toehold-mediated strand displacement; the whole process did not need the assistance of enzymes, thus avoiding tedious procedures and enzyme degradation under unfavorable environmental conditions. Specifically, a superior detection limit of 4 aM and a broad linear range of 10 aM to 1 pM were achieved. This CHA–tripedal DNA walker biosensor was then applied for the detection of miRNA-21 in human serum and showed high selectivity and excellent reproducibility, demonstrating its practical application in bioanalysis. In particular, the Y-shaped tripedal DNA walker comes from the DNA circuit, which makes the approach ideally suited for biosensing of small nucleic acid targets.
中文翻译：
由目标触发的催化发夹组装制备的简单三足 DNA Walker 用于 MicroRNA 的超灵敏电化学发光检测
与普通 DNA 步行器相比，多足 DNA 步行器具有更大的步行面积和更快的步行动力学，并提供更高的扩增效率。因此，它们在生物传感领域受到了相当多的关注。然而，它们中的大多数是通过将多条DNA行走链固定在Au纳米粒子表面来合成的，这既繁琐又耗时。多足 DNA 步行器的简单制备仍然是一个挑战。在这里，我们采用了一种简单的无酶靶触发催化发夹组装 (CHA) 电路来合成三足 DNA 步行器。通过在DNA轨迹功能化电极上行走，构建了一种灵敏的电化学发光DNA纳米机器生物传感器，用于传感miRNA-21。DNA walker 由立足点介导的链位移提供动力；整个过程不需要酶的辅助，从而避免了繁琐的程序和不利环境条件下的酶降解。具体而言，实现了 4 aM 的卓越检测限和 10 aM 至 1 pM 的宽线性范围。这种 CHA-tripedal DNA walker 生物传感器随后被应用于检测人血清中的 miRNA-21，并显示出高选择性和优异的重现性，证明了其在生物分析中的实际应用。特别是，Y 形三足 DNA walker 来自 DNA 回路，这使得该方法非常适合小核酸靶标的生物传感。实现了 4 aM 的卓越检测限和 10 aM 至 1 pM 的宽线性范围。这种 CHA-tripedal DNA walker 生物传感器随后被应用于检测人血清中的 miRNA-21，并显示出高选择性和优异的重现性，证明了其在生物分析中的实际应用。特别是，Y 形三足 DNA walker 来自 DNA 回路，这使得该方法非常适合小核酸靶标的生物传感。实现了 4 aM 的卓越检测限和 10 aM 至 1 pM 的宽线性范围。这种 CHA-tripedal DNA walker 生物传感器随后被应用于检测人血清中的 miRNA-21，并显示出高选择性和优异的重现性，证明了其在生物分析中的实际应用。特别是，Y 形三足 DNA walker 来自 DNA 回路，这使得该方法非常适合小核酸靶标的生物传感。
更新日期：2020-11-25
中文翻译：
由目标触发的催化发夹组装制备的简单三足 DNA Walker 用于 MicroRNA 的超灵敏电化学发光检测
与普通 DNA 步行器相比，多足 DNA 步行器具有更大的步行面积和更快的步行动力学，并提供更高的扩增效率。因此，它们在生物传感领域受到了相当多的关注。然而，它们中的大多数是通过将多条DNA行走链固定在Au纳米粒子表面来合成的，这既繁琐又耗时。多足 DNA 步行器的简单制备仍然是一个挑战。在这里，我们采用了一种简单的无酶靶触发催化发夹组装 (CHA) 电路来合成三足 DNA 步行器。通过在DNA轨迹功能化电极上行走，构建了一种灵敏的电化学发光DNA纳米机器生物传感器，用于传感miRNA-21。DNA walker 由立足点介导的链位移提供动力；整个过程不需要酶的辅助，从而避免了繁琐的程序和不利环境条件下的酶降解。具体而言，实现了 4 aM 的卓越检测限和 10 aM 至 1 pM 的宽线性范围。这种 CHA-tripedal DNA walker 生物传感器随后被应用于检测人血清中的 miRNA-21，并显示出高选择性和优异的重现性，证明了其在生物分析中的实际应用。特别是，Y 形三足 DNA walker 来自 DNA 回路，这使得该方法非常适合小核酸靶标的生物传感。实现了 4 aM 的卓越检测限和 10 aM 至 1 pM 的宽线性范围。这种 CHA-tripedal DNA walker 生物传感器随后被应用于检测人血清中的 miRNA-21，并显示出高选择性和优异的重现性，证明了其在生物分析中的实际应用。特别是，Y 形三足 DNA walker 来自 DNA 回路，这使得该方法非常适合小核酸靶标的生物传感。实现了 4 aM 的卓越检测限和 10 aM 至 1 pM 的宽线性范围。这种 CHA-tripedal DNA walker 生物传感器随后被应用于检测人血清中的 miRNA-21，并显示出高选择性和优异的重现性，证明了其在生物分析中的实际应用。特别是，Y 形三足 DNA walker 来自 DNA 回路，这使得该方法非常适合小核酸靶标的生物传感。
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