開發一種高效的miRNAs檢測技術對于癌癥的及時診斷和預后具有重要意義。在這項研究中，利用化學氣相沉積（CVD）技術在銅箔上生長雙層石墨烯（BLG），隨后通過易濕轉移技術將BLG轉移到氟摻雜氧化錫（FTO）襯底上。通過低損傷等離子體處理（LDPT）工藝將BLG的上層修飾為氧化石墨烯（GO）作為生物分子接收層，下層石墨烯(G)作為電子傳輸層。開發的GO/G/FTO平臺為miRNA-21提供了優越的傳感能力。結果表明，所提出的GO/G/FTO底物通過差分脈沖伏安法檢測miRNA-21具有寬線性范圍（10 fM ~ 1 nM）、低檢測限（3.18 fM）、高靈敏度（0.6 mApM
-1cm
-2）、選擇性和穩定性等優點。此外，傳感器可以有效地區分目標miRNA-21與其互補堿基不匹配的對應物。提出的方法是疾病早期診斷的一個很好的工具。
流程圖1. 使用簡易濕法轉移工藝將BLG從銅箔轉移到FTO基板的示意圖。
圖1. 等離子體改性前后BLG的(A)拉曼光譜和(B，C)水接觸角。(D)經受不同時間等離子體改性的GO/G結構的拉曼光譜。(E)界面分析的GO/G的TEM圖像。
圖2. (A) (A)在0.1 M KCl/10 mM K
3Fe(CN)
6的電解質溶液中進行的不同時間等離子體修飾下的GO/G結構的循環伏安法分析和(B)交流阻抗分析。(C和D)等離子體改性處理前后BLG的XPS分析(20分鐘)。
圖3. 靜電吸附示意圖。
圖4. (A)用計時庫侖法測定探針密度。(B)不同電極修飾步驟對在0.1 M KCl/10 mM K
3Fe(CN)
6中進行的CV的影響(插圖表示修飾電極的電流響應)。(C)在含有100 nM氧化還原探針的溶液中，在10-100mV s
-1的不同掃描速率下的GO/G/FTO的CV曲線，(D)平方根掃描速率與峰電流之間的相應相關性。
圖5. (A)使用PBS溶液中的GO/G結構，從1 nM到10 fM的不同濃度的miRNA-21的DPV曲線，和(B)miRNA-21濃度和峰電流之間的校準圖。(C)在濃度為1 pM的PBS溶液中，存在具有不同堿基配對錯誤的序列時miRNA-21的DPV曲線，以及(D)被乙醇胺封閉的活性位點和固定的探針信號的DPV比較。
相關研究成果由中國臺灣明志科技大學材料工程系Min-Shin Huang等人于2024年發表在Microchemical Journal (https://doi.org/10.1016/j.microc.2024.110112 )上。原文：Electrochemical biosensor based on an atomic layered composite of graphene oxide/graphene as an electrode material towards selective and sensitive detection of miRNA-21
轉自《石墨烯研究》公眾號
