环状RNA是非编码RNA，通过各种作用机制在癌症的发展和进展中发挥关键作用，使其成为癌症诊断、预后和治疗的有前途的生物标志物。本研究首次开发了一种基于表面增强拉曼光谱(SERS)的生物传感器，用于快速、简便、灵敏地定量检测细胞内的环状RNA。制备了具有4MBN和ROX信号分子的双信号SERS纳米探针，并且ROX信号强度用于确定靶circSATB2的浓度。使用4MBN作为内部标准来校准ROX信号，从而实现对目标circRNA的高度灵敏和可靠的检测，检测极限为0.043 pM。此外，与正常肺上皮细胞相比，circSATB2在肺癌细胞中的相对高表达通过所提出的SERS成像方法成功表征，这与标准逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)的结果一致。使用这种基于SERS的生物传感器监测特定的环RNA是癌症诊断和基因治疗的一种有前途的方法。![]()
(a)金纳米颗粒、金@4MBN纳米颗粒、金@ 4MBN @金纳米颗粒和SERS纳米探针的粒度分布。紫外-可见吸收光谱。(c) Zeta电位图。(d) SERS光谱。(Au @ 4MBN @ Au NPs的TEM图像和Au(红色)和S(绿色)的EDS元素图。
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(a)琼脂糖凝胶电泳图像验证了SERS探针与靶环的结合过程2。(b)有兴趣或没有兴趣的circSATB2的光谱。(c)SERS探针同质性的合成。(d)在十个独立实验中合成的SERS探针的光谱再现性。(e)SERS探测器储存天数的光谱图。(f)SERS探针储存天数I1507/I2223的光谱。
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(a)使用SERS探针获得的不同浓度的circSATB2的SERS光谱，每个探针使用内标在2223 cm-1的SERS峰校准。(b)基于1507和2223 cm-1处的峰比率的浓度直方图(I1507/I2223)。(c)基于1507 cm-1处峰值强度的浓度对数曲线。(d)基于1507和2223 cm-1处的峰值比率的浓度对数曲线(I1507/I2223)。(other纳米探针的特异性:circSATB2与其他干扰RNA的浓度为10微米。(f)SERS纳米探针的特异性:circSATB2在10 μM的浓度下具有不同数量的碱基突变。
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活细胞的检测和成像。(a)当加入不同体积的SERS探针时细胞的生存力；(b)使用RT-PCR和双信号SERS探针检测circSATB2在细胞中的表达水平；(c)具有纳米金NPs探针(金@ 4MBN @金NPs-ROX)和对照探针(NC)的BEAS-2B和H1650细胞的时间相关显微图像和生长线图；(d)与细胞孵育后SERS纳米探针的明场图像和双色拉曼成像。
相关成果以“A dual-signal biosensor based on surface-enhanced Raman spectroscopy for high-sensitivity quantitative detection and imaging of circRNA in living cells”，发表在国际学术期刊“Biosensors and Bioelectronics”上。
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https://doi.org/10.1016/j.bios.2024.116875
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