微针由微米级三维阵列组成，可穿过皮肤角质层屏障，广泛用于皮肤组织液提取和疾病诊断领域。多孔微针表面和内部均含有大量随机分布的孔，其独特的毛细管作用能够确保间质液的快速提取。同时，多孔结构增大了微针的比表面积，能够提供更多探针的结合位点，进一步提高微针的检测能力。目前，多孔微针常用的制备方法，包括致孔剂刻蚀法、热压法、微球焊接法等，存在步骤复杂、有机试剂残留等问题。
据麦姆斯咨询介绍，南京工业大学缪文俊教授、黄蓉蓉副教授团队报道了一种绿色环保的多孔微针制备方法，并结合银纳米簇荧光探针用于皮肤间质液miRNA的提取和检测，相关成果以“Silver Nanoclusters-Decorated Porous Microneedles Coupling Duplex-Specific Nuclease-Assisted Signal Amplification for Sampling and Detection of MicroRNA in Interstitial Fluid”为题发表在国际化学权威杂志ACS Sensors上。
研究的主要内容
该研究首先通过酵母发酵法结合冻融循环法制备了聚乙烯醇（PVA）多孔微针，该制备方法具有简便快速、绿色环保的优点，避免了常用多孔微针制备方法易残留有机试剂的问题。此外，通过改变发酵时间，可调节微针的孔径大小和孔隙率，进一步调节微针的机械性能和吸水率。经过实验条件优化，制备所得的多孔微针具有足够的机械强度用于穿过皮肤角质层屏障，结合其独特的多孔结构和PVA良好的溶胀性能，可在5分钟内提取2.7 ± 0.3 mg皮肤间质液。
图1 （A）多孔微针制备流程；（B）微针SEM表征；（C）微针机械性能表征；（D）不同发酵时间制备的微针机械性能；（E）不同发酵时间制备的微针取样效率；（F）微针皮肤穿刺前后照片；（G）穿刺后小鼠皮肤组织切片。
之后，将以DNA为模板制备的高荧光银纳米簇作为miRNA的捕获探针，修饰在多孔微针表面和内部密集分布的微孔中，银纳米簇与miRNA结合导致荧光信号猝灭，同时辅助双链特异性核酸酶介导的靶物质循环，进一步提高荧光猝灭效率，最终用于皮肤间质液miRNA的高灵敏检测。
图2 多孔微针结合银纳米簇荧光探针用于皮肤间质液miRNA的快速提取和检测原理图
小结
总之，该研究开发了一种银纳米簇修饰多孔聚合物微针结合双链特异性核酸酶的检测平台，该平台具有绿色环保、高效皮肤间质液提取和高灵敏miRNA检测等优势，能够有效区分癌症小鼠和正常小鼠，在疾病监测和诊断领域具有一定的应用潜力。
https://doi.org/10.1021/acssensors.4c02458
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