Page 48 - 《精细化工》2023年第11期

·2360· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

和 1.76 的印迹因子。为降低血清样本在检测过程中的 DNA 水凝胶生物测定策略对 MiRNA-21 具有良好的
变异情况，SINGH 等 [55] 利用介孔纳米结构半胱氨酸 稳定性和极高的灵敏度，具有合适的线性范围（0.1~
石墨烯水凝胶制备了一种用于人心肌肌红蛋白定量 125 fmol/L）和检测限（0.03 fmol/L）。样品分析中，
检测的双模微流控生物传感器。该生物传感器的灵 生物传感器与 MCF-7 癌细胞浓度在 1000~25000、
2
敏度为 196.66 μA·μg/(L·cm )，检测浓度线性范围为 1000~25000 和 1000~6000 个细胞/mL 之间具有良好
0.004~1000 μg/L，检测下限为 4 ng/L，标准样品和 的线性关系。如图 4 所示，YANG 等 [60] 将光电化学
真实血清样本的检测内变异系数分别＜8%和 9%。 （PEC）信号分子嵌入由透明质酸钠盐、胺修饰 DNA
2+
同时，LIN 等 [56] 利用海藻酸钠与 Ca 的物理相互作 双链和富含胺基的聚乙烯亚胺形成的 DNA 水凝胶
用，合成了凝血酶适体 1 功能化的磁性海藻酸钠水凝 中制备了生物传感器。该传感器对 MiRNA-155 具有
胶（Malg-Apt1），并将其用于分离和富集凝血酶的 较高的灵敏度，检测限低至 0.41 fmol/L，线性范围为
“信号启动”化学发光生物传感器。在最佳条件下， 1.0~100 pmol/L。该生物传感平台为构建用于检测不同
–13
该传感器可检测低至 2.178×10 mol/L 的凝血酶，检 目标的同质 PEC 生物传感器提供了一种通用策略。
–13
测范围为 8.934×10 ~ 5.956×10 –10 mol/L，具有良好
的选择性，在检测体液凝血酶方面显示出潜在的应
用。
2.1.3 MiRNA 检测
生物质基水凝胶可作为具有高灵敏度和宽检测
范围的 MiRNA 传感器的组成部分 [57] 。为打破交联
固有限制，LANGFORD 等 [58] 将巯基寡核苷酸（MO）
与丙烯酰胺部分功能化，并纳入聚合物水凝胶作为
响应交联用于 MiRNA 序列检测（如图 3 所示）。MO
交联可以被基于 MiRNA 的短目标分析物单链 DNA
序列选择性地裂解，诱导出用光学方法测量的独特膨
胀反应。MO 交联通过改善热稳定性、无盐要求和比

同类生物传感器高 1000 倍的灵敏度，提供了比基于
注：EDC 为 1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐；NHS
DNA 的系统更重要的改进，促进了更广泛的感应条件。
为 N-羟基丁二酰亚胺

图 4 TiO 2 包埋水凝胶的构建示意图（a）；基于目标响应
水凝胶耦合核酸外切酶Ⅲ（Exo Ⅲ）和切刻内切酶
（Nb.BbvCI）的 miRNA-155 均相 PEC 传感器的原
理示意图（b） [60]
Fig. 4 Schematic diagram of construction of TiO 2 embedded
hydrogel (a); Schematic diagram of principle of
miRNA-155 homogeneous PEC sensor based on target
response hydrogel coupling exonuclease Ⅲ (Exo
Ⅲ) and endonuclease (Nb.BbvCI) (b) [60]

图 3 1 μL MO 交联水凝胶（黑色“凝胶区”）在硅片（7.6 mm
宽）上用 A1 单链 DNA 或 R1 单链 DNA（10 pmol/L） 2.1.4 无机盐检测
溶胀 30 min 的图像（硅片的边缘被用作计量刻度， 生物质基水凝胶也可用于制备高选择性和低检
[58]
凝胶区被手动识别，忽略浸出的碳和硅片上的反射） 测限的无机盐传感器 [61] 。为提高传感器对无机盐离
Fig. 3 Analyzed image taken using a mobile phone of 1 μL 子的高选择性，WANG 等 [62] 研制了一种具有良好生
MO cross-linked hydrogel (black "gel area") on 物相容性的双功能纤维素纳米纤维（CNF）仿生生
silicon wafer (7.6 mm wide) swollen in A1
+
single-stranded DNA or R1 single-stranded DNA 物传感器，该传感器将捕获的 Ag 作为乙酰胆碱酯
(10 pmol/L) for 30 min (Wafer edges were used for 酶（AChE）检测的识别位点，如图 5 所示。基于
scale and gel area was manually identified, ignoring
leached carbon and the reflection on the wafer) [58] CNF 的仿生生物传感器（CNF-DNA）在其他干扰金
+
属离子存在下仍可以检测低至 6~10 nmol/L 的 Ag 。
为了提高 MiRNA 检测的准确性，MOHAMMADI 之后，SU 等 [63] 用玉米淀粉和海藻酸钠的天然成分制
等 [59] 将多种醛前体合成的碳点与壳聚糖反应制备碳 造双网水凝胶。淀粉-海藻酸钠水凝胶表现出多孔的
点-壳聚糖纳米复合水凝胶，然后用 DNA 探针对其 微观结构和高强度。用淀粉和海藻酸钠制备的水凝
2+
进行功能化，以检测 MCF-7 癌细胞中的 MiRNA-21。 胶在检测到混合溶液体积分数 0.4%的 Ca 后，同时