Биосенсоры микроРНК

микроРНК (миРНК) Биосенсоры представляют собой аналитические устройства, которые включают взаимодействие между целевыми цепями микроРНК и элементом распознавания на платформе обнаружения для выработки сигналов, которые можно измерить для указания уровней или присутствия целевой микроРНК. Исследования биосенсоров микроРНК показывают более короткое время считывания, повышенную чувствительность и специфичность обнаружения микроРНК и более низкие затраты на производство, чем традиционные методы обнаружения микроРНК. [ 1 ]
МикроРНК представляют собой категорию небольших некодирующих РНК длиной от 18 до 25 пар оснований. [ 1 ] МикроРНК регулируют клеточные процессы, такие как регуляция генов, посттранскрипционно, и в изобилии присутствуют в жидкостях организма, таких как слюна, моча и жидкости кровообращения, такие как кровь. Кроме того, микроРНК обнаружены у животных и растений и обладают регуляторными функциями, влияющими на клеточные механизмы. микроРНК тесно связаны с такими заболеваниями, как рак и сердечно-сосудистые заболевания . При раке микроРНК играют онкогенную или опухолесупрессорную роль и являются многообещающими биомаркерами для диагностики и прогноза заболеваний. [ 1 ] В клинических и исследовательских условиях существует множество методов анализа биомаркеров микроРНК. Однако присущие современным методам ограничения, такие как высокая стоимость, время и требования к обучению персонала, а также низкая чувствительность и специфичность обнаружения, создают необходимость в улучшенных методах обнаружения микроРНК. [ 1 ]
Фон
[ редактировать ]микроРНК связаны с физиологическими и патологическими процессами; следовательно, их измерение в таких областях, как здоровье человека, сельское хозяйство и экологические испытания, пользуется спросом. Вот некоторые ключевые аспекты необходимости обнаружения микроРНК:
- Потенциальные биомаркеры: микроРНК имеют специфическую экспрессию при таких заболеваниях, как рак, сердечно-сосудистые заболевания и аутоиммунные заболевания, что может быть полезно для раннего выявления, прогнозирования и мониторинга реакции на лечение. [ 2 ] Кроме того, поскольку микроРНК находятся в жидкостях организма, таких как моча, слюна и кровь, обнаружение микроРНК менее инвазивно, чем такие методы, как биопсия . Это более удобно для пациентов и может способствовать более частому наблюдению за их заболеванием. [ 3 ]
- Молекулярные механизмы: поскольку микроРНК играют регуляторную роль в экспрессии генов и сигнальных путях , их изучение может дать этиологию заболеваний, а воздействие на них может обеспечить терапевтические возможности. [ 4 ] [ 5 ]
- Персонализированная медицина . Поскольку специфическая экспрессия микроРНК открывает многообещающие возможности для улучшения персонализированной медицины , они обеспечивают более глубокое понимание индивидуального риска заболевания, реакции на лечение и прогноза, что помогает врачам принимать более обоснованные клинические решения. [ 6 ]
История технологии обнаружения микроРНК
[ редактировать ]Ранние и современные методы обнаружения
[ редактировать ]Первая микроРНК (lin-4) была обнаружена Виктором Амбросом у Caenorhabditis elegans в 1993 году. [ 7 ] Первым методом обнаружения был нозерн-блоттинг (1977), имевший низкую чувствительность. За этим последовала полимеразная цепная реакция с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР) (1990), которая имела высокую чувствительность обнаружения. [ 8 ] [ 9 ]
- Нозерн-блоттинг: Нозерн-блоттинг включает гибридизацию зондов микроРНК (коротких последовательностей нуклеиновых кислот) с микроРНК с последующим их разделением на геле и переносом на мембрану. Зонды помечены радиоактивными изотопами (что повышает безопасность и экологическую безопасность), ферментами или флуоресцентными маркерами. О количестве присутствующей РНК судят по интенсивности сигнала зонда. Хотя нозерн-блоттинг очень специфичен и полезен для проверки высокопроизводительных методов, таких как РНК-секвенирование, он требует большого объема образца, отнимает много времени и не обеспечивает точности количественного анализа. [ 10 ] [ 11 ]
- Обратная транскрипция – полимеразная цепная реакция в реальном времени (ОТ-ПЦР в реальном времени). Этот метод начинается с преобразования миРНК в кДНК с использованием ферментов обратной транскриптазы. Затем кДНК амплифицируется с использованием праймеров, специфичных для последовательности, и этот процесс контролируется с помощью флуоресцентных красителей или зондов. ОТ-ПЦР в реальном времени отличается своей чувствительностью и специфичностью. Однако он сталкивается с такими проблемами, как необходимость стандартизации, технические сложности (например, разработка праймера, подготовка проб), трудоемкие процессы и высокие затраты. [ 12 ] [ 13 ]
Высокопроизводительные методы:
- Микрочипы (1990) : Микрочипы позволяют обнаруживать тысячи микроРНК в одном эксперименте. Они состоят из твердой поверхности, к которой прикреплены комплементарные последовательности микроРНК. Введение микроРНК позволяет им связываться с этими зондами, при этом количество микроРНК измеряется по интенсивности флуоресценции. Микрочипы экономически эффективны по сравнению с RT-PCR в реальном времени и NGS, но имеют ограничения в обнаружении небольших количеств микроРНК и различении микроРНК со схожими последовательностями. [ 14 ] [ 15 ]
- Секвенирование следующего поколения (NGS) (2005 г.) : NGS начинается с экстракции РНК и обратной транскрипции в кДНК, за которой следует лигирование адаптера и амплификация. Затем кДНК секвенируют на платформе NGS, создавая миллионы коротких прочтений. Опытные биоинформатики и сложные инструменты должны сопоставить и проанализировать данные и сопоставить считывания, чтобы ссылаться на последовательности микроРНК для обнаружения и идентификации микроРНК. NGS обеспечивает высокую чувствительность и специфичность для обнаружения микроРНК в небольших количествах и идентификации микроРНК, отличающихся одним нуклеотидом. [ 16 ] [ 17 ]
Принципы биосенсоров микроРНК
[ редактировать ]Три основных элемента составляют биосенсоры микроРНК:
- Элемент биологического распознавания: они могут обнаруживать определенные молекулы-мишени и имеют разные типы, включая антитела, антигены, ДНК / РНК, аптамеры, ферменты и MIP (полимеры с молекулярным отпечатком). [ 18 ] [ 19 ]
- Преобразователь : после распознавания преобразователь представляет собой элемент, необходимый для преобразования изменений в элементе распознавания в измеримый сигнал. В зависимости от типа производимого ими сигнала их подразделяют на электрохимические, оптические и механические преобразователи. [ 20 ]
- Сигнальный процессор : вычислительные элементы, которые усиливают и обрабатывают сигналы, поступающие от датчиков, и могут быть продемонстрированы с помощью числовых значений и цифровых показаний. [ 21 ] [ 22 ]
Специфичность обнаружения микроРНК
[ редактировать ]Термин «специфичность» в контексте биосенсоров микроРНК относится к способности биосенсора идентифицировать конкретную микроРНК в образце, который содержит различные компоненты и микроРНК со схожими последовательностями. Проблема в достижении этой специфичности связана с небольшим размером микроРНК, которые могут отличаться друг от друга всего на один нуклеотид. Следовательно, разработка биосенсоров, способных точно распознавать целевую микроРНК, имеет важное значение. [ 23 ]
Чувствительность при обнаружении микроРНК
[ редактировать ]Чувствительность биосенсоров микроРНК означает их способность обнаруживать целевые микроРНК в низких концентрациях в образцах. Поскольку микроРНК обычно обнаруживаются в небольших количествах, биосенсоры разработаны для определения концентраций вплоть до фемтомолярного (10^-15) или аттомолярного (10^-18) уровней. Достижение такой высокой чувствительности требует усовершенствования элементов распознавания, усиления и методов обработки сигналов. LoD (предел обнаружения) используется для определения конкретного значения чувствительности биосенсоров, которое указывает на наименьшую концентрацию микроРНК, которую можно отделить от фонового (нулевого) сигнала с заданным уровнем достоверности. [ 24 ]
Динамический диапазон биосенсоров микроРНК относится к концентрациям, при которых биосенсор может точно обнаруживать целевые микроРНК, простираясь от наименьшего обнаруживаемого уровня обнаружения до максимальной концентрации, которую можно измерить без необходимости разведения образца. [ 25 ] [ 26 ]
Типы биосенсоров микроРНК
[ редактировать ]Электрохимические биосенсоры
[ редактировать ]
Электрохимические биосенсоры обладают значительными преимуществами в обнаружении микроРНК по сравнению с традиционными методами анализа микроРНК. Использование простой электроники снижает производственные затраты и повышает простоту использования портативных системных конфигураций. Это обеспечивает более широкую сферу использования, включая приложения для экологического, клинического анализа и анализа пищевых продуктов. [ 27 ]
Обнаружение электрохимического биосенсора микроРНК основано на измерении изменений свойств электрода или окислительно-восстановительного сигнала электроактивного соединения при трансдукции электрохимически активных репортерных видов и гибридизации между целевой микроРНК и комплементарным зондом. Трансдукционный элемент может быть изготовлен из различных материалов, включая серебро, золото, графит или основе наночастиц вариации таких материалов на . Обнаружение изменений электрохимических свойств позволяет проводить анализ и кинетические данные в режиме реального времени, что является преимуществом биосенсорных методов, таких как оптические биосенсоры. Световое загрязнение не является ограничением электрохимических биосенсоров микроРНК. Однако методы амплификации, такие как амплификация по катящемуся кругу (RCA), могут потребоваться, когда концентрации микроРНК недостаточны для создания электрического сигнала. [ 28 ]
1. Вольтамперометрические и амперометрические электрохимические биосенсоры.
[ редактировать ]Электрохимические биосенсоры микроРНК могут быть разработаны для проведения вольтамперометрических или амперометрических измерений. При гибридизации мишени-мишени с комплементарной ей последовательностью зонда вольтамперометрические биосенсоры микроРНК обнаруживают изменение тока на основе контролируемого увеличения или уменьшения электрического потенциала на платформе обнаружения. Биосенсоры на основе амперометрии обнаруживают изменение электрического тока при фиксированном положительном электрическом потенциале. [ 1 ] Недавние разработки в области вольтамперометрических и амперометрических биосенсоров микроРНК можно классифицировать как биосенсоры на основе меток или без меток, что указывает на то, используются ли электроактивные метки на мишени микроРНК, как следует из названия. [ 1 ]
- Вольтамперометрические и амперометрические биосенсоры микроРНК без меток (прямое обнаружение)
- Впервые опубликованные в 2009 году, электрохимические биосенсоры микроРНК без меток (прямое обнаружение) функционируют без мечения целевой микроРНК электрокаталитическими метками наночастиц или индикаторами гибридизации. [ 29 ] Биосенсоры микроРНК без меток изначально были основаны на обнаружении ДНК посредством измерений электроокисления гуанина, при этом нижний предел обнаружения составлял 5 нМ микроРНК. С тех пор были разработаны материалы электродов, позволяющие повысить чувствительность обнаружения до уровня менее 1 пМ, например, с помощью графена и электродов, модифицированных ионной жидкостью. [ 30 ] [ 31 ] Например, Ву и др. (2013) увеличили проводимость поверхности электрода амперометрического биосенсора с помощью мультислоя, состоящего из наночастиц нафиона , тионина и палладия, которые иммобилизовали целевую микроРНК на поверхности электрода для нижнего предела обнаружения 1,87 пМ. [ 32 ] Биосенсоры микроРНК без меток обнаруживают сигналы до и после гибридизации электроактивных оснований нуклеиновых кислот. [ 33 ] Например, наночастицы золота, нагруженные доксорубицином (AuNps), были интегрированы с зондом-шпилькой с двойной петлей, который гибридизуется с целевой микроРНК с образованием гетеродуплексов, в которых дуплекс-специфичные нуклеазы гидролизуют ДНК в гетеродуплексных структурах, высвобождая целевые цепи микроРНК для амплификации в система усиления сигнала. Предел обнаружения в такой системе составляет 0,17пМ. [ 34 ]
- Вольтамперометрические и амперометрические биосенсоры микроРНК на основе меток (непрямое обнаружение)
- Электрохимические биосенсоры микроРНК на основе меток (косвенное обнаружение) требуют для обнаружения электрокаталитических или окислительно-восстановительных активных молекул или наночастиц мишени микроРНК или дополнительных зондов захвата. Как правило, подходы на основе меток обеспечивают значительно большую чувствительность обнаружения микроРНК, чем методы без меток, при этом чувствительность достигает диапазона FM-aM. [ 35 ] [ 36 ]
- Примером являются биосенсоры микроРНК на основе AuNp - сверхрешетки , использующие низкомолекулярный катионный краситель толуидиновый синий для обнаружения микроРНК-21. метка микроРНК Толуидиновый синий действует как интеркаляционная посредством электростатического взаимодействия с отрицательно заряженными фосфатными группами основной цепи. На биосенсоре толуидиновый синий является окислительно-восстановительным индикатором для измерения тока пика окисления толуидинового синего и указывает на гибридизацию микроРНК. Уровни LoD достигли 78 утра. [ 37 ]
2. Электрохимические биосенсоры микроРНК на основе амплификации (ферментов).
[ редактировать ]Стратегии электрохимического обнаружения или амплификации биосенсоров микроРНК были разработаны с использованием методов, основанных на ферментах. Амплификация микроРНК часто является необходимым компонентом биосенсорного обнаружения, поскольку концентрации микроРНК обнаруживаются в небольшом количестве, а амплификация целевых цепей микроРНК увеличивает чувствительность обнаружения. [ 38 ] Кроме того, присущие свойства микроРНК включают короткую длину цепи и высокую гомологию последовательностей, что представляет собой проблему с чувствительностью и специфичностью обнаружения. [ 1 ]
Различные методы, такие как дуплекс-специфичные нуклеазные ферменты и расширение полимеразы, могут амплифицировать мишени микроРНК для достижения LoD в диапазоне fM. [ 1 ] Методы изотермической амплификации широко используются в методах амплификации микроРНК на основе ферментов, учитывая преимущества стоимости и сокращения времени, связанные с простотой использования, по сравнению с методами полимеразной цепной реакции (ПЦР). Изотермические методы амплифицируют нуклеиновые кислоты при постоянной температуре, что устраняет необходимость термоциклирования, используемого в ПЦР, и не требует специфических ферментов для сайтов пространственного узнавания в целевой микроРНК. [ 1 ] Обычно используемым изотермическим методом обнаружения микроРНК является амплификация по катящемуся кругу (RCA). В RCA мишеней микроРНК микроРНК связывается с комплементарной кольцевой матрицей ДНК, которая непрерывно и экспоненциально амплифицируется за счет синтеза длинной одноцепочечной ДНК. [ 1 ] Исследования с использованием электрохимических биосенсоров с золотым электродом показали, что RCA, инициируемый на электроде, обеспечивает уровень LoD 50 утра. [ 39 ] Изотермическая природа RCA и простота использования позволяют использовать его в клинической диагностике, в лабораторных условиях с нехваткой ресурсов, а также в биосенсорных устройствах на местах. [ 1 ]
Оптические биосенсоры микроРНК
[ редактировать ]После гибридизации целевой микроРНК, меченной зондом нуклеиновой кислоты и оптически активным репортером, оптические биосенсоры на основе меток преобразуют оптический сигнал поглощения или флуоресценции в количественные данные. Репортерами могут быть либо квантовые точки, либо метки-красители. [ 1 ] С другой стороны, оптические биосенсоры микроРНК без меток обнаруживают изменения показателя преломления (RI) на распознающем элементе, которые вызваны связыванием целевой микроРНК с ее биорецептором. Электромагнитное поле исследует изменения RI, характеризуемые как затухающая волна . Электромагнитные поля генерируются направленными или резонансными оптическими модами, которые распространяются в элементе преобразователя. [ 40 ] Кроме того, оптические биосенсоры микроРНК без меток нечувствительны к несвязанным или фоновым молекулам РНК или ДНК, поскольку оптическое обнаружение ограничивается чувствительной поверхностью распознавания. Это полезно для обнаружения микроРНК в небольших объемах и является преимуществом перед другими биосенсорами микроРНК на основе меток, поскольку обнаружение сигнала основано на измерении общего количества микроРНК в образце. [ 40 ]
- Оптические биосенсоры микроРНК на основе поверхностно-плазмонного резонанса
- Биосенсоры микроРНК на основе поверхностного плазмонного резонанса (SPR) представляют собой метод без меток, который обнаруживает изменения RI после того, как целевая микроРНК связывается с ее зондами и образует комплекс. Обнаружение включает распространение поверхностной плазмонной волны (ППВ) через поверхностный слой границы металл- диэлектрик биосенсора в конфигурации Кречмана . [ 40 ] SPW затухает экспоненциально, при этом изменения константы распространения SPW измеряются, поскольку константа чувствительна к изменению RI. [ 41 ] Практическим примером биосенсора микроРНК на основе SPR на основе метки является обнаружение миР-21 с LoD 1 фМ. В биосенсоре использовались наночастицы оксида графена и золота, интегрированные с размещением целевой микроРНК между двумя зондами ДНК для усиления сигнала SPR и вторичной гибридизации через зонды отчета miR-21. [ 42 ]
Электромеханические биосенсоры
[ редактировать ]Электромеханические биосенсоры представляют собой интеграцию дисциплин электротехники и машиностроения, в которых используется стратегия обнаружения, основанная на гибридизации микроРНК со специфическими зондами, закрепленными на поверхности сенсора. Последующие изменения таких параметров, как напряжение или масса, затем преобразуются в электрические сигналы. Заметным примером реализации является атомно-силовая микроскопия (АСМ), которая успешно идентифицировала has-mir-194 и has-mir-205 в образцах, связанных с раком толстой кишки и мочевого пузыря. [ 43 ] В основе этого подхода лежит способность АСМ определять изменения жесткости золотой поверхности биосенсора, что облегчает обнаружение событий гибридизации микроРНК. Еще одним ключевым компонентом электромеханических биосенсоров является покрытый золотом пьезоэлектрический кантилеверный датчик, который способен распознавать гибридизованную микроРНК. [ 44 ] Хотя электромеханические биосенсоры обладают высокой чувствительностью к микроРНК, их сложно измерить в образцах с большим количеством различных молекул. [ 1 ]
Наноматериалы, используемые в биосенсорах микроРНК
[ редактировать ]Наноматериалы используются благодаря своим уникальным характеристикам, облегчающим обнаружение микроРНК. Здесь мы обсуждаем некоторые особенности наноматериалов, используемых в биосенсорах микроРНК. [ 35 ]
- Наночастицы золота (AuNps): AuNps усиливают сигналы обнаружения микроРНК и способствуют стабильной конъюгации элементов распознавания в микроРНК. [ 45 ] AuNps обладают превосходными каталитическими свойствами, проводимостью, высокой площадью поверхности и энергией интерфейса и могут быть модифицированы такими молекулами, как агрегаты олигонуклеотидов, для обеспечения высокого сродства связывания со специфическими субстратами. [ 46 ]
- В электрохимических биосенсорах микроРНК AuNps позволяют легко функционализировать электрохимические реакции, которые включают изменения потенциала, тока, проводимости или импеданса при обнаружении связывания целевой микроРНК на поверхности обнаружения. [ 46 ] В оптических биосенсорах AuNps проявляют уникальные и настраиваемые оптические свойства, полезные для биосенсоров SPR miRNA. [ 46 ] Когда AuNps подвергаются воздействию света, распространяющиеся поверхностные плазмоны, необходимые для обнаружения микроРНК, связанных с рецепторами, создаются в результате резонансного взаимодействия между электромагнитным полем света и электронно-заряженными колебаниями на поверхности металла. Это связано с тем, что AuNps демонстрирует высокую плотность электронов зоны проводимости, а размер наночастиц допускает многократное угловое смещение для увеличения углов отражения. [ 46 ] [ 47 ]
- Графен : Графен является членом семейства углеродных наноматериалов и выделяется своей биосовместимостью, электропроводностью, малым молекулярным весом, стабильностью и доступностью, что делает его исключительным выбором для применения в биосенсорах микроРНК. Он демонстрирует отличную чувствительность к химическим, оптическим и механическим раздражителям. Графен преимущественно используется в электрических и оптических биосенсорах микроРНК. [ 48 ] Заметное недавнее применение связано с использованием индуцированного лазером пористого графена, легированного самим N, в биосенсорах микроРНК, способных обнаруживать микроРНК hsa-miR-486-5p в концентрациях всего 10 фМ. Этот подход сочетает в себе экономическую эффективность с высокой воспроизводимостью, предлагая значительные преимущества при таких состояниях, как преэклампсия. [ 49 ]
- Терагерцовый (ТГц) метаматериал с наночастицами золота: ТГц метаматериал искусственно синтезирован и предназначен для взаимодействия с волнами ТГц частоты. В сочетании с AuNps и после связывания с целевой микроРНК они вызывают более сильные изменения в ТГц спектральных областях. Например, биосенсор микроРНК на основе этих материалов мог бы обнаруживать микроРНК-21 в клинических образцах с LoD 14,54 аМ. [ 45 ]
Технологии и принципы создания мультиплексных биосенсоров микроРНК
[ редактировать ]Мультиплексные биосенсоры микроРНК предназначены для одновременного обнаружения нескольких типов микроРНК с высокой специфичностью и чувствительностью. Эта возможность важна по нескольким причинам: во-первых, она позволяет обнаруживать в одном образце различные микроРНК, которые могут способствовать заболеванию, обеспечивая комплексный мониторинг во время лечения и одновременно облегчая высокопроизводительный скрининг. Во-вторых, это может значительно сократить затраты и время, позволяя одновременно анализировать данные от нескольких микроРНК. [ 50 ] [ 51 ] Вот некоторые последние технологии в мультиплексных биосенсорах микроРНК:
- DNA-PAINT основан на использовании сенсорной платформы на основе ДНК-оригами. Этот биосенсор микроРНК имеет уникальную систему геометрического штрих-кодирования и может обнаруживать до 4 микроРНК одновременно. Интервалы расстояний между нитями в 52 нм позволяют платформе различать отдельные несоответствия LoD от 11 до 388 фМ. [ 52 ]
- CRISPR -Multiplex Biosensor - эта платформа использует различные технологии, в том числе электрохимическую микрофлюидику и Cas13a, чтобы обеспечить обнаружение восьми микроРНК без амплификации. Он имеет конструкцию с четырьмя разделенными каналами для электрохимического анализа. [ 53 ]
Приложения
[ редактировать ]Диагностические и прогностические приложения
[ редактировать ]С момента первоначального открытия микроРНК были идентифицированы большие базы данных микроРНК у людей, растений и животных. Поскольку многие микроРНК связаны с возникновением и развитием заболевания, микроРНК являются подходящим биомаркером для биосенсорного обнаружения в клинических условиях. [ 1 ] Необходимо учитывать источник биологического образца для целей микроРНК. Клинический анализ образцов микроРНК обычно проводится в крови, плазме, сыворотке, семенной жидкости, слюне, моче и микроРНК, полученных из тканей. [ 54 ] В контексте рака биосенсорное обнаружение микроРНК наиболее удобно выполнять в виде жидкой биопсии, поскольку циркулирующие микроРНК обнаруживаются в наибольшем количестве в жидких образцах. [ 55 ]
- Тестирование на месте оказания медицинской помощи (POC)
- Исследования диагностических тестов POC привели к разработке микрофлюидных биосенсоров, способных проводить ранний диагностический клинический анализ микроРНК, связанных с раком, которые дают экономически эффективные результаты с повышенной чувствительностью и специфичностью по сравнению с традиционными методами. [ 56 ] Микрофлюидные биосенсоры на основе капель жидкой биопсии могут быть изготовлены в устройства POC для простоты использования путем интеграции с уже существующими устройствами и интерфейсами и могут расширить использование за пределы традиционных лабораторных условий и тех, где нет сложных инструментов. [ 57 ] Примером разработок в тестировании POC на рак простаты является то, что миР-21 в низких концентрациях образцов мочи была обнаружена с пределом обнаружения 2 нМ на электрохимических биосенсорных чипах с трафаретной печатью и этикетками. Обнаружение было быстрым, результаты были получены менее чем за два часа. [ 58 ]
Управление сельским хозяйством
[ редактировать ]Помимо клинического использования, биосенсоры микроРНК были адаптированы для управления стрессом и ростом сельскохозяйственных растений, а также анализа заболеваний, поскольку микроРНК растений связаны с механизмами регуляции роста. Примером могут служить электрохимические биосенсоры, созданные для обнаружения миР-319а, миРНК, связанной с фитогормональной реакцией, которая регулирует регуляцию роста проростков риса. Усиление каталитического сигнала изотермической щелочной фосфатазы целевых цепей микроРНК было интегрировано с трехэлектродной системой для обнаружения miR319a до уровней LoD 1,7 фМ. [ 59 ] Оптические биосенсоры на основе меток AuNp были протестированы на обнаружение микроРНК-1886, индикатора стресса засухи у растений томата. Они обнаружили, что снижение уровня орошения увеличивает концентрацию микроРНК-1886 в диапазоне от 100 до 6800 фМ. [ 60 ]
Исследовательские приложения
[ редактировать ]1. Молекулярная и клеточная биология
[ редактировать ]Поскольку микроРНК являются одними из основных регуляторов генов, их обнаружение и измерение в клетках и на молекулярных уровнях может быть полезно для расшифровки взаимодействий микроРНК с другими молекулами. Например, исследование Bandi et al. обнаружили, что миР-15а и миР-16 участвуют в онкогенезе клеточных линий немелкоклеточного рака легких (НМРЛ). [ 61 ] Биосенсоры микроРНК также играют значительную роль в выяснении механизмов заболеваний. Например, исследование сердечно-сосудистых заболеваний показало, что биосенсоры микроРНК, основанные на наноструктуре тетраэдра ДНК, могут распознавать микроРНК-133a на уровнях аМ, что полезно для дальнейших исследований инфаркта миокарда. [ 62 ]
2. Открытие и разработка лекарств
[ редактировать ]Благодаря своему потенциалу высокой пропускной способности биосенсоры микроРНК могут значительно ускорить открытие лекарств, оценивая различные лекарства по уровням экспрессии микроРНК, чтобы наблюдать, какое лекарство может воздействовать на нерегулируемые микроРНК при заболеваниях. Кроме того, биосенсоры микроРНК могут отслеживать экспрессию экспрессии микроРНК в режиме реального времени, чтобы наблюдать, какие изменения происходят при различных концентрациях лекарств, и это особенно важно на ранних стадиях клинических испытаний по оптимизации дозировки лекарств. Кроме того, тестируя различные экспрессии микроРНК, исследователи могут обнаружить связь между заболеваниями и экспрессией микроРНК. [ 63 ] [ 64 ] [ 65 ]
Ограничения биосенсоров микроРНК
[ редактировать ]Хотя биосенсоры микроРНК открывают значительные перспективы для обнаружения микроРНК, необходимо решить несколько важных проблем:
- Чувствительность и специфичность. Низкое содержание микроРНК в сложных биологических образцах, таких как кровь, требует повышения чувствительности биосенсора для обнаружения микроРНК на уровнях, превышающих фемтомолярные концентрации. Кроме того, из-за высокого сходства последовательностей микроРНК улучшение специфичности этих биосенсоров важно для дифференциации микроРНК на основе различий в отдельных нуклеотидах. [ 66 ]
- Подготовка образцов: Извлечение микроРНК из образцов представляет значительные трудности. Процесс сложен и требует оптимизации, чтобы обеспечить чистоту и целостность микроРНК для точного обнаружения. [ 67 ]
- Стабильность биосенсора микроРНК. Стабильность биосенсоров микроРНК снижается из-за условий окружающей среды, особенно для таких компонентов, как аптамеры и антитела. Эта проблема особенно актуальна для устройств для пунктов оказания медицинской помощи (POC), которым для эффективного использования в различных условиях требуется надежность и долговечность. [ 68 ]
- Стандартизация. Существенным ограничением в этой области является отсутствие стандартизированных руководств и универсальных эталонных микроРНК для сравнения результатов в образцах крови и плазмы. Создание надежных нормализаторов, характеризующихся последовательной экспрессией и стабильностью во всех образцах, имеет решающее значение для точной интерпретации уровней микроРНК. [ 69 ] [ 70 ] [ 71 ]
Решение этих проблем имеет важное значение для продвижения и внедрения биосенсорных технологий микроРНК.
Будущие направления
[ редактировать ]Значение микроРНК в диагностике и недавние достижения в обнаружении микроРНК из различных источников образцов, особенно в клинических условиях, подчеркивают необходимость совершенствования биосенсорных технологий микроРНК. Будущее оптимизации биосенсоров микроРНК охватывает несколько ключевых областей:
- Дальнейшие исследования по интеграции наноматериалов . Материалы, включая графен, наночастицы золота и квантовые точки, могут значительно улучшить специфичность и чувствительность биосенсоров, делая их более эффективными в обнаружении микроРНК. [ 72 ]
- Мультиплексное обнаружение. В настоящее время предпринимаются усилия по совершенствованию биосенсоров микроРНК для одновременного обнаружения нескольких типов микроРНК, особенно принадлежащих к одному семейству, из образцов небольшого объема; в этом отношении искусственный интеллект может помочь различать типы микроРНК и коррелировать их с клиническими результатами. Такие достижения будут особенно полезны для устройств в местах оказания медицинской помощи (POC), упрощая подготовку образцов, повышая удобство использования и позволяя врачам удаленно контролировать уровни микроРНК в режиме реального времени. [ 67 ]
- Технологии инкапсуляции . Технологии инкапсуляции направлены на защиту чувствительных компонентов биосенсоров от угроз окружающей среды, обеспечивая их долговечность и надежность. [ 73 ]
- Стандартизация исследований и разработок микроРНК. Разработка стандартизированных руководств и идентификация универсальных генов для сравнения экспрессии микроРНК будут способствовать точной оценке биосенсоров микроРНК в различных клинических сценариях. [ 1 ]
- Анализ клинических образцов: изучение проспективных и ретроспективных анализов клинических образцов и сравнение результатов биосенсора микроРНК с результатами, полученными с помощью кПЦР в реальном времени и технологий секвенирования, могут оценить эффективность биосенсора в различных клинических условиях. [ 74 ] [ 75 ]
Эти достижения предполагают целенаправленную траекторию разработки биосенсоров микроРНК, направленную на технологические усовершенствования, которые обещают улучшение диагностических возможностей и клиническое применение.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот Килич, Тугба; Эрдем, Арзум; Озсоз, Мехмет; Каррара, Сандро (15 января 2018 г.). «Биосенсоры микроРНК: возможности и проблемы традиционных и коммерчески доступных методов». Биосенсоры и биоэлектроника . 99 : 525–546. дои : 10.1016/j.bios.2017.08.007 . ISSN 0956-5663 . ПМИД 28823978 .
- ^ Калин, Джордж Адриан; Думитру, Калин Дэн; Симидзу, Масаеши; Бичи, Роберта; Зупо, Симона; Нок, Эван; Алдлер, Хансюрг; Ротанг, Саши; Китинг, Майкл; Рай, Канти; Рассенти, Лаура; Киппс, Томас; Негрини, Массимо; Буллрич, Флоренция; Кроче, Карло М. (26 ноября 2002 г.). «Частые делеции и подавление генов микроРНК miR15 и miR16 в 13q14 при хроническом лимфоцитарном лейкозе» . Труды Национальной академии наук . 99 (24): 15524–15529. Бибкод : 2002PNAS...9915524C . дои : 10.1073/pnas.242606799 . ISSN 0027-8424 . ПМК 137750 . ПМИД 12434020 .
- ^ PS, Митчелл (2008). «Циркулирующие микроРНК как стабильные маркеры крови для выявления рака» . Proc Natl Acad Sci США . 105 (30): 10513–10518. Бибкод : 2008PNAS..10510513M . дои : 10.1073/pnas.0804549105 . ПМЦ 2492472 . ПМИД 18663219 .
- ^ Крюцфельдт, Ян; Раевский, Николаус; Брайх, Рави; Раджив, Каллантотатил Г.; Тушль, Томас; Манохаран, Мутиа; Стоффель, Маркус (декабрь 2005 г.). «Замалчивание микроРНК in vivo с помощью «антагомиров» » . Природа . 438 (7068): 685–689. Бибкод : 2005Natur.438..685K . дои : 10.1038/nature04303 . ISSN 1476-4687 . ПМИД 16258535 . S2CID 4414240 .
- ^ Бартель, Дэвид П. (январь 2004 г.). «МикроРНК» . Клетка . 116 (2): 281–297. дои : 10.1016/s0092-8674(04)00045-5 . ISSN 0092-8674 . ПМИД 14744438 .
- ^ Гарсон, Рамиро; Калин, Джордж А.; Кроче, Карло М. (1 февраля 2009 г.). «МикроРНК в раке» . Ежегодный обзор медицины . 60 (1): 167–179. дои : 10.1146/annurev.med.59.053006.104707 . ISSN 0066-4219 . ПМИД 19630570 .
- ^ Линдоу, Мортен; Кауппинен, Сакари (29 октября 2012 г.). «Открытие первого препарата, нацеленного на микроРНК» . Журнал клеточной биологии . 199 (3): 407–412. дои : 10.1083/jcb.201208082 . ISSN 1540-8140 . ПМЦ 3483128 . ПМИД 23109665 .
- ^ Алвин, Джей Си; Кемп, диджей; Старк, Г.Р. (декабрь 1977 г.). «Метод обнаружения специфических РНК в агарозных гелях путем переноса на диазобензилоксиметил-бумагу и гибридизации с ДНК-зондами» . Труды Национальной академии наук . 74 (12): 5350–5354. Бибкод : 1977PNAS...74.5350A . дои : 10.1073/pnas.74.12.5350 . ISSN 0027-8424 . ПМК 431715 . ПМИД 414220 .
- ^ Мочарла, Х.; Мочарла, Р.; Ходс, Мэн (14 сентября 1990 г.). «Сопряженная полимеразная цепная реакция с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР) как чувствительный и быстрый метод генотипирования изоферментов» . Джин . 93 (2): 271–275. дои : 10.1016/0378-1119(90)90235-j . ISSN 0378-1119 . ПМИД 1699848 .
- ^ Трейхурн, Пол (март 1996 г.). «Нозерн-блоттинг» . Труды Общества питания . 55 (1Б): 583–589. дои : 10.1079/PNS19960051 . ISSN 1475-2719 . ПМИД 8832821 .
- ^ Грин, Майкл Р.; Сэмбрук, Джозеф (01 февраля 2022 г.). «Анализ РНК методом нозерн-блоттинга» . Протоколы Колд-Спринг-Харбора . 2022 (2): pdb.top101741. дои : 10.1101/pdb.top101741 . ISSN 1940-3402 . ПМИД 35105788 . S2CID 246474418 .
- ^ Чен, Кайфу; Тан, Жуойинг; Вонг, Линда; Фекете, Ричард; Хэлси, Джейсон (2011), Парк, Дэниел Дж. (редактор), «Количественное определение микроРНК с помощью RT-QPCR в реальном времени» , Протоколы ПЦР , Методы молекулярной биологии, том. 687, Тотова, Нью-Джерси: Humana Press, стр. 113–134, doi : 10.1007/978-1-60761-944-4_8 , ISBN. 978-1-60761-944-4 , PMID 20967604 , получено 1 марта 2024 г.
- ^ Хардикар, Анандвардхан А.; Фарр, Райан Дж.; Джоглекар, Мугдха В. (27 января 2014 г.). «Циркулирующие микроРНК: понимание ограничений количественного измерения с помощью ПЦР в реальном времени» . Журнал Американской кардиологической ассоциации . 3 (1): e000792. дои : 10.1161/jaha.113.000792 . ISSN 2047-9980 . ПМЦ 3959687 . ПМИД 24572259 .
- ^ Ли, Вэй; Жуань, Канченг (июнь 2009 г.). «Обнаружение микроРНК с помощью микрочипа» . Аналитическая и биоаналитическая химия . 394 (4): 1117–1124. дои : 10.1007/s00216-008-2570-2 . ISSN 1618-2650 . ПМИД 19132354 . S2CID 42414331 .
- ^ Нельсон, Питер Т.; Болдуин, Дон А.; Скирс, Л. Мари; Оберхольцер, Дж. Карл; Тобиас, Джон В.; Мурелатос, Зиссимос (ноябрь 2004 г.). «Высокопроизводительное профилирование экспрессии генов микроРНК на основе микрочипов» . Природные методы . 1 (2): 155–161. дои : 10.1038/nmeth717 . ISSN 1548-7105 . ПМИД 15782179 . S2CID 17917521 .
- ^ Лопес, Хуан Пабло; Диалло, Альфа; Кручану, Кристиана; Фиори, Лаура М.; Лабуасьер, Сильви; Гийе, Изабель; Фонтейн, Джоэл; Рагуссис, Яннис; Бенеш, Владимир; Турецкий, Густаво; Эрнст, Карл (01 июля 2015 г.). «Открытие биомаркеров: количественное определение микроРНК и других малых некодирующих РНК с использованием секвенирования нового поколения» . BMC Медицинская Геномика . 8 (1): 35. дои : 10.1186/s12920-015-0109-x . ISSN 1755-8794 . ПМЦ 4487992 . ПМИД 26130076 .
- ^ Сун, Чуньцзяо; Чен, Хуан; Ван, Тинчжан; Чжан, Вэйгуан; Ру, Гуомей; Ланг, Хуан (апрель 2015 г.). «Анализ профиля экспрессии микроРНК при раке предстательной железы методом секвенирования следующего поколения». Простата . 75 (5): 500–516. дои : 10.1002/pros.22936 . ISSN 0270-4137 . ПМИД 25597612 . S2CID 13078880 .
- ^ Малик, Сумит; Сингх, Джогиндер; Гоят, Рохит; Сахаран, Яйвиндер; Чаудри, Вивек; Умар, Ахмад; Ибрагим, Ахмед А.; Акбар, шейх; Амин, Садия; Баскутас, Сотириос (01.09.2023). «Биосенсоры на основе наноматериалов и их применение: обзор» . Гелион . 9 (9): e19929. Бибкод : 2023Heliy...919929M . дои : 10.1016/j.heliyon.2023.e19929 . ISSN 2405-8440 . ПМЦ 10559358 . ПМИД 37809900 .
- ^ Чемберс, Джеймс П.; Аруланандам, Бернард П.; Матта, Линн Л.; Вайс, Алекс; Вальдес, Джеймс Дж. (январь 2008 г.). «Элементы биосенсорного распознавания» . Актуальные проблемы молекулярной биологии . 10 (1–2): 1–12. дои : 10.21775/cimb.010.001 . ISSN 1467-3045 . ПМИД 18525101 .
- ^ Ниршль, Мартин; Рейтер, Флориан; Вёрёш, Янош (сентябрь 2011 г.). «Обзор принципов использования преобразователей для анализа биомолекулярных взаимодействий без меток» . Биосенсоры . 1 (3): 70–92. дои : 10.3390/bios1030070 . ISSN 2079-6374 . ПМК 4264362 . ПМИД 25586921 .
- ^ Мехротра, Парикха (01 мая 2016 г.). «Биосенсоры и их применение – обзор» . Журнал оральной биологии и черепно-лицевых исследований . 6 (2): 153–159. дои : 10.1016/j.jobcr.2015.12.002 . ISSN 2212-4268 . ПМК 4862100 . ПМИД 27195214 .
- ^ «Химические сенсоры и биосенсоры | Wiley» . Wiley.com . Проверено 24 февраля 2024 г.
- ^ Оуян, Тинглан; Лю, Чжию; Хан, Чжии; Гэ, Цинью (05.03.2019). «Специфичность обнаружения микроРНК: последние достижения и перспективы на будущее» . Аналитическая химия . 91 (5): 3179–3186. дои : 10.1021/acs.analchem.8b05909 . ISSN 0003-2700 . ПМИД 30702270 .
- ^ Ду, Хуэй; Штросаль, Кристофер М.; Камера, Джеймс; Миллер, Бенджамин Л.; Краусс, Тодд Д. (1 июня 2005 г.). «Чувствительность и специфичность иммобилизованных на металлической поверхности биосенсоров типа «молекулярный маяк»» . Журнал Американского химического общества . 127 (21): 7932–7940. дои : 10.1021/ja042482a . ISSN 0002-7863 . ПМИД 15913384 .
- ^ Опперволл, Стейси Р.; Дивакаран, Ананд; Портер, Элизабет Г.; Христиане, Джеффри А.; ДенХартиг, Эндрю Дж.; Бенсон, Дэвид Э. (25 сентября 2012 г.). «Обнаружение в широком динамическом диапазоне с помощью биосенсоров с одной квантовой точкой» . АСУ Нано . 6 (9): 8078–8086. дои : 10.1021/nn303347k . ISSN 1936-0851 . ПМИД 22924857 .
- ^ Лавин, Альваро; Висенте, Хесус Де; Хольгадо, Мигель; Лагуна, Мария Ф.; Каскель, Рафаэль; Сантамария, Беатрис; Майглер, Мария Виктория; Эрнандес, Ана Л.; Рамирес, Иоланда (июль 2018 г.). «Об определении неопределенности и предела обнаружения в биосенсорах без меток» . Датчики . 18 (7): 2038. Бибкод : 2018Senso..18.2038L . дои : 10.3390/s18072038 . ISSN 1424-8220 . ПМК 6068557 . ПМИД 29949904 .
- ^ Эрдем, А. (2008). «Электрохимическая сенсорная технология на основе наноматериалов для биомолекулярного распознавания». В Васеаште, А.; Михайлеску, Индиана (ред.). Функционализированные наноразмерные материалы, устройства и системы . Наука НАТО ради мира и безопасности. Серия B: Физика и биофизика. Дордрехт: Springer Нидерланды. стр. 273–278. дои : 10.1007/978-1-4020-8903-9_17 . ISBN 978-1-4020-8903-9 .
- ^ Драммонд, Т. Грегори; Хилл, Майкл Г.; Бартон, Жаклин К. (октябрь 2003 г.). «Электрохимические ДНК-сенсоры» . Природная биотехнология . 21 (10): 1192–1199. дои : 10.1038/nbt873 . ISSN 1546-1696 . ПМИД 14520405 . S2CID 7299424 .
- ^ Луси, Э.А.; Пассамано, М.; Гуарасио, П.; Скарпа, А.; Скьяво, Л. (1 апреля 2009 г.). «Инновационный электрохимический подход к раннему обнаружению микроРНК» . Аналитическая химия . 81 (7): 2819–2822. дои : 10.1021/ac8026788 . ISSN 0003-2700 . ПМИД 19331434 .
- ^ Килич, Тугба; Каплан, Мерве; Демироглу, Сибель; Эрдем, Арзум; Озсоз, Мехмет (2016). «Электрохимическое обнаружение микроРНК-122 без меток в реальных образцах с помощью одноразовых электродов, модифицированных графеном» . Журнал Электрохимического общества . 163 (6): В227–В233. дои : 10.1149/2.0481606jes . ISSN 0013-4651 .
- ^ Ярали, Эдже; Канат, Эркин; Эрак, Ясемин; Эрдем, Арзум (февраль 2020 г.). «Одноразовый электрод, модифицированный ионной жидкостью, разработанный для вольтамперометрического обнаружения миРНК-34a и его применения к реальным образцам». Электроанализ . 32 (2): 384–393. дои : 10.1002/elan.201900353 . ISSN 1040-0397 . S2CID 203945157 .
- ^ Ву, Сяоянь; Чай, Якин; Юань, Руо; Су, Хуэйлань; Хан, Цзин (22 января 2013 г.). «Новый электрохимический биосенсор микроРНК без меток, использующий наночастицы Pd в качестве усилителя и линкера» . Аналитик . 138 (4): 1060–1066. Бибкод : 2013Ана...138.1060Вт . дои : 10.1039/C2AN36506E . ISSN 1364-5528 . ПМИД 23291596 .
- ^ Эрдем, Арзум; Конгур, Гульса (15 января 2014 г.). «Безметочное вольтамперометрическое обнаружение микроРНК на многоканальной трафаретной печати по сравнению с графитовыми датчиками». Таланта . 118 : 7–13. дои : 10.1016/j.talanta.2013.09.041 . ISSN 0039-9140 . ПМИД 24274264 .
- ^ Тао, Дань; Цзинь, Цзе; Ли, Ли, Юся; Се, Гуомин (15 октября 2017 г.). «Нагруженные доксорубицином наночастицы золота для сверхчувствительного электрохимического зондирования микроРНК». Биосенсоры и биоэлектроника 96 : 99–105. doi : 10.1016 j.bios.2017.04.040 ISSN 0956-5663 . PMID 28475957 /
- ^ Jump up to: а б Тран, Хоанг Винь; Пиро, Бенуа (19 марта 2021 г.). «Последние тенденции применения наноматериалов для разработки электрохимических биосенсоров микроРНК» . Микрохимика Акта . 188 (4): 128. дои : 10.1007/s00604-021-04784-3 . ISSN 1436-5073 . ПМИД 33740140 . S2CID 232273687 .
- ^ Лю, Сихан; Ян, Чжэхан; Чанг, Юаньюань; Чай, Якин; Юань, Руо (15 ноября 2018 г.). «Безэнзимный электрохимический биосенсор, сочетающий рециркуляцию мишени с нанокатализаторами Fe3O4/CeO2@Au для обнаружения микроРНК-21». Биосенсоры и биоэлектроника . 119 : 170–175. дои : 10.1016/j.bios.2018.08.006 . ISSN 0956-5663 . ПМИД 30125878 . S2CID 52052784 .
- ^ Тянь, Лян; Цянь, Кун; Ци, Цзиньсюй; Лю, Циньяо; Яо, Чен; Сун, Вэй; Ван, Ихонг (15 января 2018 г.). «Сборка сверхрешеток наночастиц золота для электрохимического биосенсорного обнаружения микроРНК-21». Биосенсоры и биоэлектроника . 99 : 564–570. дои : 10.1016/j.bios.2017.08.035 . ISSN 0956-5663 . ПМИД 28826000 .
- ^ Привет, Лей; Хуан, Жунжун; Сяо, Пэнфэн; Лю, Юань; Джин, Лиан; Лю, Хунна; Ли, Сун; Дэн, Ян; Чен, Чжу; Ли, Чжиян; Хэ, Нонгюэ (01 мая 2021 г.). «Текущие стратегии усиления сигнала в электрохимическом биосенсоре на основе аптамеров: обзор». Китайские химические буквы . 32 (5): 1593–1602. дои : 10.1016/j.cclet.2020.12.054 . ISSN 1001-8417 . S2CID 234215285 .
- ^ Мяо, Пэн; Ван, Биду; Мэн, Фанюй; Инь, Цзянь; Тан, Юго (18 марта 2015 г.). «Сверхчувствительное обнаружение микроРНК посредством амплификации по катящемуся кругу на электроде, украшенном тетраэдром ДНК» . Биоконъюгатная химия . 26 (3): 602–607. doi : 10.1021/acs.bioconjchem.5b00064 . ISSN 1043-1802 . ПМИД 25692917 .
- ^ Jump up to: а б с Карраскоса, Лаура Г.; Уэртас, Сезар С.; Лечуга, Лаура М. (01 июня 2016 г.). «Перспективы оптических биосенсоров для нового анализа РНК без меток» . TrAC Тенденции в аналитической химии . 80 : 177–189. дои : 10.1016/j.trac.2016.02.018 . ISSN 0165-9936 . S2CID 101649813 .
- ^ Лай, Мэймэй; Слотер, Гимама (ноябрь 2019 г.). «Оптические биосенсоры микроРНК без меток» . Наноматериалы . 9 (11): 1573. дои : 10.3390/nano9111573 . ISSN 2079-4991 . ПМК 6915498 . ПМИД 31698769 .
- ^ Ван, Цин; Лю, Жунцзюань; Ян, Сяохай; Ван, Кемин; Чжу, Цзиньцин; Он, Лейлян; Ли, Цин (01 февраля 2016 г.). «Поверхностный плазмонный резонансный биосенсор для безэнзимного обнаружения амплифицированных микроРНК на основе наночастиц золота и суперсэндвича ДНК». Датчики и исполнительные механизмы B: Химические вещества . 223 : 613–620. Бибкод : 2016SeAcB.223..613W . дои : 10.1016/j.snb.2015.09.152 . ISSN 0925-4005 .
- ^ Хусале, Судхир; Перссон, Хенрик Х.Дж.; Шахин, Озгур (декабрь 2009 г.). «Наномеханика ДНК позволяет осуществлять прямое цифровое обнаружение комплементарных мишеней ДНК и микроРНК» . Природа . 462 (7276): 1075–1078. Бибкод : 2009Natur.462.1075H . дои : 10.1038/nature08626 . ISSN 1476-4687 . ПМЦ 2966338 . ПМИД 20010806 .
- ^ Джонсон, Блейк Н.; Мутарасан, Радж (4 декабря 2012 г.). «Обнаружение микроРНК в сыворотке человека в реальном времени без пробоподготовки с использованием пьезоэлектрических кантилеверных биосенсоров на аттомольном уровне» . Аналитическая химия . 84 (23): 10426–10436. дои : 10.1021/ac303055c . ISSN 0003-2700 . ПМИД 23101954 .
- ^ Jump up to: а б Ян, Кэ; Ли, Цзинин; Лами де ла Шапель, Марк; Хуан, Гуорун; Ван, Юнься; Чжан, Цзиньбао; Сюй, Деган; Яо, Цзяньцюань; Ян, Сян; Фу, Вейлин (01 марта 2021 г.). «Терагерцовый биосенсор из метаматериала для чувствительного обнаружения микроРНК на основе наночастиц золота и амплификации смещения цепи». Биосенсоры и биоэлектроника . 175 : 112874. doi : 10.1016/j.bios.2020.112874 . ISSN 0956-5663 . ПМИД 33293192 . S2CID 228079846 .
- ^ Jump up to: а б с д Коутиньо, Катарина; Сомоса, Альваро (01 марта 2019 г.). «Сенсоры микроРНК на основе наночастиц золота» . Аналитическая и биоаналитическая химия . 411 (9): 1807–1824. дои : 10.1007/s00216-018-1450-7 . ISSN 1618-2650 . ПМИД 30390112 . S2CID 53256743 .
- ^ Ли, Джин-Хо; Чо, Хён Ёль; Чхве, Хе Гю; Ли, Джи-Ён; Чхве, Чон У (июль 2018 г.). «Применение наночастиц золота в плазмонных биосенсорах» . Международный журнал молекулярных наук . 19 (7): 2021. doi : 10.3390/ijms19072021 . ISSN 1422-0067 . ПМК 6073481 . ПМИД 29997363 .
- ^ Чжан, Конгконг; Мяо, Пей; Сунь, Минъюань; Ян, Мэй; Лю, Хун (05 августа 2019 г.). «Прогресс в обнаружении микроРНК с использованием биосенсоров на основе графенового материала» . Маленький . 15 (38): e1901867. дои : 10.1002/smll.201901867 . ISSN 1613-6810 . ПМИД 31379135 .
- ^ Ван, Чжэнфэнь; Умер, Мухаммед; Лобино, Мирко; Тиль, Дэвид; Нгуен, Нам-Трунг; Тринчи, Адриан; Шиддики, Мухаммад Дж.А.; Гао, Юншэн; Ли, Цинь (август 2020 г.). «Лазерно-индуцированный пористый графен, легированный самим азотом, как электрохимический биосенсор для обнаружения фемтомолярной микроРНК» . Карбон . 163 : 385–394. Бибкод : 2020Carbo.163..385W . doi : 10.1016/j.carbon.2020.03.043 . hdl : 10072/392615 . ISSN 0008-6223 .
- ^ Пималай, Дечнаронг; Путнин, Титират; Вайвинья, Васса; Чоцуван, Чуликорн; Аруньядет, Ноппадол; Джапрунг, Динпен (08 сентября 2021 г.). «Разработка электрохимических биосенсоров для одновременного мультиплексного обнаружения микроРНК для скрининга рака молочной железы» . Микрохимика Акта . 188 (10): 329. doi : 10.1007/s00604-021-04995-8 . ISSN 1436-5073 . ПМИД 34495394 . S2CID 237437043 .
- ^ Юнг, Вин Киу; Чен, Хуай-И; Сунь, Хуан-Цзе; Се, Дун-Хан; Мусави, Мансуре З.; Чен, Си-Сянь; Ли, Куанг-Ли; Лин, Хэн; Вэй, Пей-Куэн; Ченг, Цзи-Йен (24 сентября 2018 г.). «Мультиплексное обнаружение биомаркеров микроРНК мочи методом поверхностного плазмонного резонанса» . Аналитик . 143 (19): 4715–4722. Бибкод : 2018Ана...143.4715Y . дои : 10.1039/C8AN01127C . ISSN 1364-5528 . ПМИД 30188550 .
- ^ Коджабей, Самет; Кьярелли, Герман; Акуна, Гильермо П.; Рюгг, Курцио (15 марта 2023 г.). «Сверхчувствительная и мультиплексированная система обнаружения микроРНК с ДНК-PAINT» . Биосенсоры и биоэлектроника . 224 : 115053. doi : 10.1016/j.bios.2022.115053 . ISSN 0956-5663 . ПМИД 36608362 .
- ^ Брух, Ричард; Джонстон, Мидори; Клинг, Андре; Матмюллер, Торстен; Бааске, Юлия; Партель, Стефан; Мадленер, Сибилла; Вебер, Вильфрид; Урбан, Джеральд А.; Динсер, Джан (01 апреля 2021 г.). «Электрохимический микрожидкостный мультиплексный биосенсор на основе CRISPR для диагностики микроРНК без целевой амплификации». Биосенсоры и биоэлектроника . 177 : 112887. doi : 10.1016/j.bios.2020.112887 . hdl : 20.500.11850/466547 . ISSN 0956-5663 . ПМИД 33493854 .
- ^ Вебер, Джессика А; Бакстер, Дэвид Х; Чжан, Шиле; Хуанг, Дэвид Ю; Как Хуан, Куо; Джен Ли, Мин; Галас, Дэвид Дж; Ван, Кай (1 ноября 2010 г.). «Спектр микроРНК в 12 жидкостях организма» . Клиническая химия . 56 (11): 1733–1741. дои : 10.1373/clinchem.2010.147405 . ISSN 0009-9147 . ПМЦ 4846276 . ПМИД 20847327 .
- ^ Амри, Малиана; Яммури, Гита; Мохаммед, Хасна; Амин, Азиз; Корри-Юсуфи, Хафса (ноябрь 2020 г.). «Электрохимические биосенсоры для обнаружения микроРНК как биомаркера рака: плюсы и минусы» . Биосенсоры . 10 (11):186.doi : 10.3390 /bios10110186 . ISSN 2079-6374 . ПМЦ 7699780 . ПМИД 33233700 .
- ^ Д'Агата, Роберта; Спото, Джузеппе (01 июля 2019 г.). «Передовые методы биосенсирования микроРНК: взгляд на решение проблем» . Аналитическая и биоаналитическая химия . 411 (19): 4425–4444. дои : 10.1007/s00216-019-01621-8 . ISSN 1618-2650 . ПМИД 30710205 . S2CID 73441549 .
- ^ Чин, Кертис Д.; Чин, Сау Инь; Лаксанасопин, Тассаневан; Сиа, Сэмюэл К. (2013), Иссадор, Дэвид; Вестервельт, Роберт М. (ред.), «Недорогие микроустройства для тестирования на месте оказания медицинской помощи» , Диагностика на месте оказания медицинской помощи на чипе , Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg, стр. 3–21, doi : 10.1007/978-3-642-29268-2_1 , ISBN 978-3-642-29267-5 , S2CID 30403891 , получено 24 февраля 2024 г.
- ^ Чимино, Ванда; Мильорелли, Давиде; Сингх, Сима; Мильоне, Антонелла; Дженерелли, Сильвия; Чинти, Стефано (01 июля 2023 г.). «Разработка печатной электрохимической полоски для обнаружения микроРНК-21 в образцах мочи: оптимизация экспериментальных процедур для применения в реальных образцах» . Аналитическая и биоаналитическая химия . 415 (18): 4511–4520. дои : 10.1007/s00216-023-04659-x . ISSN 1618-2650 . ПМЦ 10328899 . ПМИД 37000212 .
- ^ Чжоу, Юнлэй; Инь, Хуаньшунь; Ли, Цзе; Ли, Бинчен; Ли, Сюэ; Ай, Шиюнь; Чжан, Сяньшэн (15 мая 2016 г.). «Электрохимический биосенсор для обнаружения микроРНК на основе изотермической амплификации сигнала, опосредованной поли(U)-полимеразой». Биосенсоры и биоэлектроника . 79 : 79–85. дои : 10.1016/j.bios.2015.12.009 . ISSN 0956-5663 . ПМИД 26700579 .
- ^ Асефпур Вакилиан, Кейван (01 декабря 2019 г.). «Биосенсор на основе золотых наночастиц может обнаруживать стресс у томатов, вызванный засухой, путем сверхчувствительного и специфического определения микроРНК». Физиология и биохимия растений . 145 : 195–204. Бибкод : 2019ПлПБ..145..195А . дои : 10.1016/j.plaphy.2019.10.042 . ISSN 0981-9428 . ПМИД 31706222 . S2CID 209577118 .
- ^ Банди, Нора; Збинден, Сэмюэл; Гуггер, Матиас; Арнольд, Марлен; Кохер, Верена; Хасан, Лара; Каппелер, Андреас; Бруннер, Томас; Васселла, Эрик (1 июля 2009 г.). «МиР-15а и миР-16 участвуют в регуляции клеточного цикла Rb-зависимым образом и часто удаляются или снижаются при немелкоклеточном раке легких» . Исследования рака . 69 (13): 5553–5559. doi : 10.1158/0008-5472.CAN-08-4277 . ПМИД 19549910 .
- ^ Чжу, Липин; Йе, Цзин; Ван, Шуан; Ян, Мэнся; Чжу, Цюцзюй; Хуан, Цзяньше; Ян, Сюжун (2019). «Ратионометрический биосенсор с двойной амплификацией на основе наноструктуры тетраэдра ДНК и цепной реакции гибридизации для сверхчувствительного обнаружения микроРНК-133а» . Химические коммуникации . 55 (77): 11551–11554. дои : 10.1039/C9CC05592D . ПМИД 31490470 . S2CID 201844715 .
- ^ Моро, Джулия; Фратте, Кьяра Далле; Норманно, Никола; Поло, Федерико; Чинти, Стефано (18 декабря 2023 г.). «Тестирование на месте оказания медицинской помощи для обнаружения микроРНК: на пути к жидкой биопсии на чипе». Angewandte Chemie, международное издание . 62 (51): e202309135. дои : 10.1002/anie.202309135 . hdl : 10278/5036502 . ISSN 1433-7851 . ПМИД 37672490 .
- ^ Фарши, Фатима; Саадати, Арезу; Фатхи, Назанин; Хасанзаде, Мохаммед; Самей, Мохаммед (18 марта 2021 г.). «Гибкий электрохимический биосенсор без этикеток на бумажной основе для мониторинга микроРНК-21 с использованием наночернил Ag@Au/GQD ядро-оболочка: новая платформа для точного и быстрого анализа с помощью недорогой лабораторной технологии» . Аналитические методы . 13 (10): 1286–1294. дои : 10.1039/D1AY00142F . ISSN 1759-9679 . ПМИД 33624680 . S2CID 232036763 .
- ^ Гао, Чжицян; Дэн, Хуэйминь; Шен, Вэй; Рен, Юцянь (5 февраля 2013 г.). «Безметочный биосенсор для электрохимического обнаружения фемтомолярных микроРНК» . Аналитическая химия . 85 (3): 1624–1630. дои : 10.1021/ac302883c . ISSN 0003-2700 . ПМИД 23323518 .
- ^ Годой, Паула М.; Барчак, Андреа Дж.; ДеХофф, Питер; Шринивасан, Шриминакши; Этеридж, Олтон; Галас, Дэвид; Дас, Саумья; Эрл, Дэвид Дж.; Лоран, Луиза К. (17 декабря 2019 г.). «Сравнение воспроизводимости, точности, чувствительности и специфичности платформ количественного определения микроРНК» . Отчеты по ячейкам . 29 (12): 4212–4222.e5. дои : 10.1016/j.celrep.2019.11.078 . ISSN 2211-1247 . ПМЦ 7499898 . ПМИД 31851944 .
- ^ Jump up to: а б Джонсон, Блейк Н.; Мутарасан, Радж (3 марта 2014 г.). «Обнаружение микроРНК на основе биосенсора: методы, дизайн, производительность и проблемы» . Аналитик . 139 (7): 1576–1588. Бибкод : 2014Ана...139.1576J . дои : 10.1039/C3AN01677C . ISSN 1364-5528 . ПМИД 24501736 .
- ^ Бейл, Софи; Свердел, Мэвис; Лю, Худан; Цзяо, Синьфу; Гофф, Лоял А.; Харт, Рональд П.; Киледжян, Мегердич (01 мая 2010 г.). «Дифференциальная регуляция стабильности микроРНК» . РНК . 16 (5): 1032–1039. дои : 10.1261/rna.1851510 . ISSN 1355-8382 . ПМК 2856875 . ПМИД 20348442 .
- ^ Мейер, Суонхильд У.; Пфаффл, Майкл В.; Ульбрих, Сюзанна Э. (1 декабря 2010 г.). «Стратегии нормализации для экспериментов по профилированию микроРНК: «нормальный» путь к скрытому уровню сложности?» . Биотехнологические письма . 32 (12): 1777–1788. дои : 10.1007/s10529-010-0380-z . ISSN 1573-6776 . ПМИД 20703800 . S2CID 5791279 .
- ^ Чух, Полина; Диттмер, Дирк П. (сентябрь 2012 г.). «Потенциальные ловушки при профилировании микроРНК» . ПРОВОДА РНК . 3 (5): 601–616. дои : 10.1002/wrna.1120 . ISSN 1757-7004 . ПМК 3597218 . ПМИД 22566380 .
- ^ Д'эн, Барбара; Местдаг, Питер; Хеллеманс, Ян; Вандесомпель, Джо (2012), Фан, Цзянь-Бинг (редактор), «Профилирование экспрессии микроРНК: от эталонных генов к нормализации глобального среднего значения» , Технология профилирования экспрессии микроРНК следующего поколения: методы и протоколы , Методы в молекулярной биологии, том. 822, Тотова, Нью-Джерси: Humana Press, стр. 261–272, doi : 10.1007/978-1-61779-427-8_18 , ISBN. 978-1-61779-427-8 , PMID 22144205 , получено 1 марта 2024 г.
- ^ Канкамано, Таватчай; Нумнуам, Апон; Лимбут, Варакорн; Канатарана, Проэспичая; Вилайван, Тирают; Таварунгкул, Паноте (апрель 2018 г.). «Пирролидинил-ПНА-полипиррол/серебряный нанопенный электрод как новый электрохимический биосенсор микроРНК-21 без меток» . Биосенсоры и биоэлектроника . 102 : 217–225. дои : 10.1016/j.bios.2017.11.024 . ISSN 0956-5663 . ПМИД 29149687 .
- ^ Ван, Мо; Инь, Хуаньшунь; Фу, Чжэнлян; Го, Юньлун; Ван, Синьсюй; Чжоу, Юнлэй; Ай, Шиюнь (01 октября 2014 г.). «Безметочный электрохимический биосенсор для обнаружения микроРНК на основе наночастиц меди, инкапсулированных в апоферритин» . Журнал электрохимии твердого тела . 18 (10): 2829–2835. дои : 10.1007/s10008-014-2531-y . ISSN 1433-0768 . S2CID 95204739 .
- ^ Ван, Чжун-Ю; Сунь, Мин-Хуэй; Чжан, Цюнь; Ли, Пей-Фэн; Ван, Кун; Ли, Синь-Мин (июль 2023 г.). «Достижения в области тестирования микроРНК на месте оказания медицинской помощи на основе портативных инструментов и визуального обнаружения» . Биосенсоры . 13 (7): 747. doi : 10.3390/bios13070747 . ISSN 2079-6374 . ПМЦ 10377738 . ПМИД 37504145 .
- ^ Якомино, Джузеппе (февраль 2023 г.). «МиРНК: Дорога от скамейки до кровати» . Гены . 14 (2): 314. doi : 10.3390/genes14020314 . ISSN 2073-4425 . ПМЦ 9957002 . ПМИД 36833241 .