基因組DNA中的5-羥甲基胞嘧啶(5-Hydroxymethylcytosine in genomic DNA, 5hmC-DNA)是一種主要的表觀遺傳標記，在癌癥進展等廣泛的生物過程中發揮關鍵作用。然而，由于5hmC-DNA豐度低且非靶點干擾嚴重，在高度復雜的生物標本中高效檢測5hmC-DNA仍然是一個嚴峻的挑戰。利用MXene作為信號助推器，本文提出了一種電化學生物傳感技術，用于超靈敏地檢測復雜生物樣本中的5hmC-DNA。該技術集成了5hmC羥基的酶催化轉化、5hmC- dna靶點的序列特異性識別和簡單的電化學反應。值得注意的是，納米Ti
3C
2T
x MXene作為一種高導電劑被引入，大大提高了信號。該技術不僅在5hmC- dna (1.0 × 10−13 ~ 1.0 × 10−9 m)范圍內具有良好的線性反應，最低檢測限為59 fM，而且對包括胞嘧啶(C)和5-甲基胞嘧啶(5mC)在內的5hmC類似物具有良好的選擇性。更重要的是，概念驗證證明了該技術可以直接從復雜的背景中檢測5hmC-DNA，包括受照或未受照小鼠的細胞基因組提取物和血清，這表明該技術在早期癌癥篩查等多種應用中具有良好的應用前景。
圖1. 5個hmC-DNA在復雜背景下的電化學檢測示意圖，包括樣品預處理和MXene增強的電化學檢測。
圖2. 生物傳感器的修飾與表征。
圖3. 檢測5hmC不同材料的選擇與驗證。
圖4. Ti
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2T
x MXene增強5hmC-DNA檢測方法的優化。
圖5。所開發技術的分析性能。
圖6. 從復雜標本中檢測5hmC-DNA技術的驗證。
相關科研成果由中國科學院大學溫州研究所Gen Yang等人于2024年發表在Advanced Functional Materials（DOI: 10.1002/adfm.202313118）上。原文：MXene Boosted Ultrasensitive Electrochemical Detection of 5-Hydroxymethylcytosine in Genomic DNA from Complex Backgrounds.
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202313118
轉自《石墨烯研究》公眾號
