Industrielle Fertigung
Industrielles Internet der Dinge | Industrielle Materialien | Gerätewartung und Reparatur | Industrielle Programmierung |
home  MfgRobots >> Industrielle Fertigung >  >> Industrial materials >> Nanomaterialien

Hochempfindlicher Graphenoxid-fluoreszierender Aptasensor für schnelle Detektion von CCRF-CEM Leukämiezellen

Zusammenfassung

Ein praktischer, kostengünstiger und hochempfindlicher fluoreszierender Aptasensor für die Leukämiedetektion wurde auf Basis eines Graphenoxid-Aptamer-Komplexes (GO-apt) entwickelt. Graphenoxid (GO) kann carboxylfluorescein-markierten Sgc8-Aptamer (FAM-apt) durch π-π-Stapelung absorbieren und die Fluoreszenz durch Fluoreszenzresonanzenergietransfer (FRET) löschen. In Abwesenheit von Sgc8-Zielzellen CCRF-CEM ist die Fluoreszenz fast vollständig gelöscht. Umgekehrt kann die gelöschte Fluoreszenz bei Zugabe der CCRF-CEM-Zellen schnell und signifikant wiederhergestellt werden. Daher kann basierend auf der Änderung der Fluoreszenzsignale die Anzahl der CCRF-CEM-Zellen in einem weiten Bereich von 1 × 10² bis 1 × 10⁷ Zellen/ml mit einer Nachweisgrenze (LOD) von 10 Zellen/ml detektiert werden. Daher könnte diese Strategie des Graphenoxid-basierten fluoreszierenden Aptasensors vielversprechend für die Krebsdetektion sein.

Hintergrund

Leukämie ist eine aggressive und häufige maligne hämatologische Erkrankung, die das Überleben und die Gesundheit von Menschen bedroht, besonders Kinder und Jugendliche. Sie betrifft nicht nur die normalen hämatopoetischen Zellen des Körpers, sondern auch das Knochenmark sowie das Immunsystem. Daher ist die Früherkennung von Leukämie für die Behandlung und die Verbesserung der Lebensqualität der Patienten essenziell. Derzeit ist die gängige Methode zur Leukämiedetektion die Entnahme von peripheren Blutzellen und Knochenmark, woraufhin viele Arten von Analysen durchgeführt werden, einschließlich Zellmorphologie, Zytochemie, Immunphänotyp, Immunhistochemie und aptamerbasierte Durchflusszytometrie. Diese Methoden können Leukämiezellen detektieren, haben aber noch viele Mängel wie hohe Kosten, niedrige Empfindlichkeit und Komplexität. Daher ist es sehr dringend, eine kostengünstige, hochempfindliche und einfache Methode zur Leukämiedetektion zu finden.

Aptamere, die kurze einzelsträngige DNA (ssDNA) oder RNA sind, wurden durch in-vitro-Selektion der systematischen Evolution von Liganden durch exponentielle Anreicherung (SELEX) identifiziert. Basierend auf ihren speziellen tertiären Strukturen haben Aptamere robuste Bindungsaffinität und hohe Spezifität für Ziele, einschließlich kleiner organischer Moleküle, Proteine und sogar Zellen. Zudem zeichnen sich Aptamere durch einfache Synthese und Modifizierbarkeit aus, weshalb sie weit verbreitet als Krebsdetektionssonden eingesetzt werden. Funktionalisierte Nanomaterialien auf Aptamerbasis für Krebserkennung sind auch in den letzten Jahren Hotspots, wie Quantenpunkte und Silica-Nanopartikel.

Graphenoxid (GO), als neuartiges zweidimensionales planares Kohlenstoffnanomaterial, hat aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften einschließlich guter wässriger Löslichkeit, großer spezifischer Oberfläche und exzellenter Fluoreszenzlöschfähigkeit erhebliche Aufmerksamkeit erhalten. Basierend auf diesen Eigenschaften wird GO als exzellenter Energieakzeptor in Fluoreszenzresonanzenergietransfer (FRET) betrachtet, was GO breite Anwendungsaussichten in fluoreszierenden Aptasensoren verleiht. Zudem kann GO an Aptamere durch π-π-Stapelungswechselwirkungen binden, nicht aber an doppelsträngige DNA oder Aptamer-Ziel-Komplexe. Daher kann der graphenbasierte Aptamersensor die Stabilität des Aptamers im Vergleich zum freien Aptamersonden verbessern.

Derzeit berichten viele Forschungen, dass die Strategie des Graphenoxid-basierten fluoreszierenden Aptasensors für Zielerfassung machbar ist. Dennoch wurden bisher wenige Studien mit einem GO-basierten Aptasensor für Leukämiezellen durchgeführt. Hier entwarfen wir eine neue Strategie für die Signal-'turn-on'-Detektion von Leukämiezellen basierend auf GO und carboxylfluorescein-markiertem Sgc8-Aptamer (FAM-apt). GO und Aptamer wurden als Fluoreszenzlöscher und Zielagent verwendet. In Abwesenheit von Leukämiezellen kann GO mit FAM-apt interagieren und fast die gesamte Fluoreszenz löschen, und das Detektionssignal schaltet aus. Wenn jedoch Zielzellen vorhanden sind, zielen die Aptamere aktiv auf Zellen ab und lösen sich von GO, was zu Fluoreszenzrückgewinnung im Detektionssystem führt, und das Detektionssignal schaltet ein. Daher kann die Zielzellkonzentration entsprechend der Änderung der Fluoreszenzintensität gemessen werden.

Methoden

Reagenzien

Der FFAM-apt mit der Sequenz 5′-FAM-AT CTAACTGCTGCGCCGCCGGGAAAATACTGTACGGTTAGA-3′ wurde von Sangon Biotech Co., Ltd. (Shanghai, China) synthetisiert. In dieser Arbeit wurde selbstregulierender Tris-HCl-Puffer verwendet, einschließlich 20 mM Tris-HCl (pH 7,4), 5 mM MgCl₂ und 100 mM NaCl. Die in diesem Experiment verwendeten Aptamere wurden im Tris-HCl-Puffer gelöst. Graphenoxid-Pulver wurde von Xianfeng Nano Materials Tech Co., Ltd. (Nanjing, China) gekauft. Alle Lösungen wurden mit ultrareinem Wasser von 18 MΩ aus einem Milli-Q-Reinigungssystem (Millipore, Bedford, MA, USA) hergestellt.

Zellen

CCRF-CEM (humane akute lymphoblastische Leukämiezelllinien), Ramos (humane Burkitt-Lymphom-Zelllinien), 293T (humane embryonale Nierenzelllinien) und H22 (murine hepatozelluläre Karzinom-Zelllinien) wurden von der Zellbank der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (Shanghai, China) bezogen. Alle Zelllinien wurden bei 5 % Kohlendioxid und 37 °C kultiviert, und das 1640-Medium enthält 10 % fötales Rinderserum (FBS; HyClone) und 100 U/ml Penicillin-Streptomycin (Gibco, Grand Island, NY, USA).

Apparatur

Alle Fluoreszenzspektren und Fluoreszenzintensitäten wurden mit einem F-7000 Fluoreszenzspektrophotometer (Hitachi Company, Tokyo, Japan) gemessen und aufgezeichnet. Eine 700-µl Quarzküvette wurde für die Probenlösung verwendet. Aufgrund der charakteristischen Peakwellenlängen von Carboxyfluorescein (FAM) wurde die Lumineszenzintensität durch Anregung der Probe bei 490 nm und Messung der Emission bei 518 nm überwacht.

Alle Atomkraftmikroskopie (AFM) Bilder wurden mit einem SPI3800N Mikroskop (Seiko Instruments Industry Co., Tokyo, Japan) aufgenommen.

Zeta-Potenzial von GO, FAM-apt und Graphenoxid-Aptamer-Komplex (GO-apt) wurde mit einem Nanopartikelgrößen-, Zeta-Potenzial- und absoluten Molekulargewichtsanalysator (Zetasizer Nano ZS, Malvern, UK) bestimmt.

UV-Vis-Absorptionsspektren von GO, FAM-apt und GO-apt wurden auf NanoDrop 2000 (Thermo, USA) aufgezeichnet.

Herstellung des GO-apt Fluoreszierenden Aptasensors

Das Graphenoxid-Pulver wurde in Milli-Q gereinigtem Wasser gelöst und durch Ultraschall dispersiert, um eine homogene schwarze Lösung mit 1 mg/ml Konzentration zu erhalten. Durch Verdünnen der Stocklösung mit 20 mM Tris-HCl-Puffer erhielten wir 20 nM FAM-apt. Danach wurden 1 µl FAM-apt (10 µM) und 10 µl GO-Lösung (1 mg/ml) wie vorbereitet gemischt und mit Tris-HCl-Puffer auf 500 µl verdünnt.

Zellimaging

CCRF-CEM und Ramos-Zellen wurden 12 h in 6-Well-Platten (5 × 10⁵ Zellen pro Well) kultiviert. Zellen wurden zweimal mit kaltem Phosphatpuffer-Puffer (PBS) gewaschen und mit GO-apt-Lösung bei 4 °C im Dunkeln für 30 min inkubiert. Dann wurden Zellen dreimal gewaschen und 20 min mit 4 % Polyoxymethylen fixiert. Zellen wurden erneut mit PBS gewaschen und mit 4′,6-Diamidino-2-phenylindol-dihydrochlorid (DAPI; Life Co., USA) für 5 min im Dunkeln gefärbt. Schließlich wurden Zellen dreimal mit PBS gewaschen und mit Fluoreszenzmikroskopie (Nikon DS-Ri1; Japan) untersucht.

Detektion von CCRF-CEM-Zellen

CCRF-CEM-Zellen wurden durch Zentrifugation gesammelt und in 1 ml PBS suspendiert. Verschiedene Konzentrationen von CCRF-CEM-Zellen (0 bis 1,0 × 10⁷/ml) wurden mit einem GO-apt fluoreszierenden Aptasensor bei 4 °C im Dunkeln für 30 min inkubiert. Nach Inkubation wurden die CCRF-CEM-Zellen durch Fluoreszenzspektroskopie im Wellenlängenbereich von 560–500 nm detektiert. Die Nachweisgrenze (LOD) wird basierend auf der 3σ/S Berechnung geschätzt, wobei σ die Standardabweichung für die GO-apt-Lösung (n = 10) und S die Steigung der linearen Gleichung ist.

Spezifitätsassay

Um die Spezifität des GO-basierten fluoreszierenden Aptasensors zu untersuchen, testeten wir das System mit verschiedenen Zellen, einschließlich Ramos-Zellen, H22-Zellen und 293T-Zellen. Jedes der 100-µl Reaktionssysteme enthielt 1 × 10⁶ Zellen.

Statistische Analysen

Jedes Experiment wurde dreimal wiederholt. Die Daten wurden mit der Software SigmaPlot 12.5 verarbeitet, und statistische Analysen wurden mit GraphPad Prism 6.02 (GraphPad Software, San Diego, CA, USA) durchgeführt. Der Signifikanzschwellenwert in allen Analysen war P < 0,0001.

Ergebnisse und Diskussion

Prinzip des GO-apt Fluoreszierenden Aptasensors für Detektion von CCRF-CEM

In dieser Studie wurden GO und FAM-apt verwendet, um einen fluoreszierenden Aptasensor zur Detektion von CCRF-CEM-Zellen zu entwerfen. Das Prinzip des fluoreszierenden Sensors für die Detektion von CCRF-CEM-Zellen ist in Abb. 1 dargestellt. In Abwesenheit von CCRF-CEM-Zellen werden die FAM-modifizierten Aptamere durch π-π-Stapelung auf der GO-Oberfläche adsorbiert. Da GO und der Fluorophor zu nah für den Energietransfer sind, löscht GO als Löscher die Fluoreszenz von FAM. In Gegenwart von CCRF-CEM-Zellen erlaubt die schwache Bindungskraft des GO-Aptamers dem Aptamer, von der GO-Oberfläche abzufallen und an die Zellen zu binden, was die Fluoreszenzrückgewinnung verursacht. Daher kann die Anzahl der CCRF-CEM-Zellen entsprechend der Rückgewinnung der FAM-Fluoreszenzintensität detektiert werden.

Hochempfindlicher Graphenoxid-fluoreszierender Aptasensor für schnelle Detektion von CCRF-CEM Leukämiezellen

Schematische Illustration des GO-apt fluoreszierenden Aptasensors für Detektion von CCRF-CEM-Zellen

Fluoreszenzlöschung und -rückgewinnung

Dieser kontinuierliche Prozess der Fluoreszenzlöschung durch GO und Fluoreszenzrückgewinnung in Gegenwart von CCRF-CEM-Zellen kann mit einem Fluoreszenzspektrophotometer beobachtet werden. Der gesamte Sensierprozess basierend auf GO-Fluoreszenzaptameren ist in Abb. 2a gezeigt. Das Fluoreszenzspektrum von FAM-apt in 25 nM Tris-HCl-Puffer zeigt starke Fluoreszenzintensität dank des Vorhandenseins von FAM (Abb. 2a, Kurve a). Bei Zugabe von GO wurde die Fluoreszenzintensität bemerkenswert reduziert (Abb. 2a, Kurve b), was zeigt, dass GO effizient Fluoreszenz löschen kann, wenn GO und Aptamere nahe beieinander sind und gemeinsam adsorbiert sind. Überraschenderweise konnte die gelöschte Fluoreszenz bei Zugabe von 5 × 10⁶ CCRF-CEM-Zellen rechtzeitig wiederhergestellt werden (Abb. 2a, Kurve c). Dennoch zeigt die Fluoreszenzintensität von FAM-apt ohne GO-Konjugation keine offensichtliche Änderung bei Zugabe von CCRF-CEM-Zellen (Abb. 2a, Kurve d). CCRF-CEM ist eine nicht-fluoreszente Zelle (Abb. 2a, Kurve e); daher ist die Fluoreszenzrückgewinnung hauptsächlich auf die Dissoziation des Aptamers von der Graphenoberfläche und Freilegung der fluoreszierenden Gruppe zurückzuführen. Diese Experimente zur Fluoreszenzlöschung und -rückgewinnung illustrierten klar, dass der CCRF-CEM-Aptamer-Komplex (CEM-apt) FAM-apt vor dem Löschen durch GO bewahren kann, und CEM hat stärkere Bindungsaffinität zu seinem Aptamer als GO. Dank der Strukturunterschiede zwischen einzelsträngigem Aptamer und CEM-Aptamer-Komplex können Aptamere auf der GO-Oberfläche mit CEM interagieren und sich dann in den CEM-Aptamer-Komplex transformieren. Dieses Phänomen zeigt auch klar, dass die Bindung des CEM-Aptamer-Komplexes an den Aptamer schwächer ist als die von GO, was es dem Aptamer ermöglicht, von der GO-Oberfläche abzufallen. Da der FAM-apt von der GO-Oberfläche entfernt ist und die Energietransfereffizienz reduziert wird, wird die Fluoreszenz wiederhergestellt. Statistische Analyse der Fluoreszenzemissionsspektren von FAM-markiertem Sgc8-Aptamer und CCRF-CEM wurde unter verschiedenen Bedingungen durchgeführt (Abb. 2b).

Hochempfindlicher Graphenoxid-fluoreszierender Aptasensor für schnelle Detektion von CCRF-CEM Leukämiezellen

Machbarkeit der Go-apt Detektion von CEM-Zellen. a Fluoreszenzemissionsspektren von FAM-apt und CCRF-CEM-Zellen unter verschiedenen Bedingungen: (a) FAM-apt, (b) FAM-apt + GO, (c) FAM-apt + GO + CCFF-CEM, (d) FAM-apt + CCFF-CEM, und (e) CCRF-CEM; FAM-apt (20 nM); GO (25 µg/ml); CCRF-CEM (1 × 10⁶ Zellen). Anregung 490 nm. b Statistische Analyse der Fluoreszenzemissionsspektren von FAM-apt und CCRF-CEM unter verschiedenen Bedingungen. NS nicht signifikant. ****P < 0,0001

Charakterisierung des GO-apt Fluoreszierenden Aptasensors

Um das Design zu verifizieren, wurde gleichmäßiges und dezentrales GO erhalten. Aus Abb. 3a wissen wir, dass ein GO-Blatt mit 1,17 nm Dicke ein typisches zweidimensionales Aussehen durch AFM besitzt. GO-apt mit 1,94 nm Dicke zeigte, dass FAM-apt erfolgreich auf der GO-Oberfläche absorbiert wurde. Das Zeta-Potenzial von FAM-apt und GO betrug -11,35 und -23,90 mV, aber wenn GO nicht-kovalent mit FAM-apt interagiert, stieg der Absolutwert des Zeta-Potenzials an (Abb. 3b). Diese Ergebnisse zeigten, dass Aptasensoren erfolgreich konstruiert wurden. Aus Abb. 3c wissen wir, dass GO eine starke Absorption bei 234 nm zeigte, die auf π-π*-Übergänge aromatischer C=C-Bindungen zurückzuführen ist. FAM-apt wird durch Absorptionsbänder der DNA-Sequenz (260 nm) und FAM (503 nm) charakterisiert, während die Zugabe von GO in die FAM-apt-Lösung einen Rotverschiebung verursacht und die Absorption von FAM bei 503 nm erhöht wird. Der mögliche Grund ist, dass FAM-apt auf der GO-Oberfläche adsorbiert ist, was elektronische Wechselwirkungen zwischen den beiden π-Systemen von GO und den Farbstoffen im Grundzustand anzeigt. Daher zeigten die Ergebnisse, dass GO-apt erfolgreich konstruiert wurde.

Hochempfindlicher Graphenoxid-fluoreszierender Aptasensor für schnelle Detektion von CCRF-CEM Leukämiezellen

Charakterisierung von GO-apt. a AFM-Bilder von GO und CEM-apt. b Oberflächen-Zeta-Potenzial von FAM-apt, GO und CEM-apt. Fehlerbalken zeigen ± SD (n = 3). c UV-Vis-Absorptionsspektren von (a) GO, (b) FAM-apt und (c) GO-apt

Fluoreszenzmikroskopie der Zellen

Um die Spezifität der abgefallenen FAM-apt-Bindung auf zellulärer Ebene direkt zu visualisieren, inkubierten wir CCRF-CEM und Ramos-Zellen mit Go-apt und analysierten sie mit Fluoreszenzmikroskopie. Konsistent mit den Fluoreszenzspektralexperimenten kann FAM-apt von Go-apt abfallen und dann an CCRF-CEM-Zellen binden für fluoreszierende Färbung, aber nicht an Ramos-Zellen (Abb. 4).

Hochempfindlicher Graphenoxid-fluoreszierender Aptasensor für schnelle Detektion von CCRF-CEM Leukämiezellen

Fluoreszenzmikrographien von CCRF-CEM und Ramos-Zellen nach Mischen mit GO-apt. Kerne wurden mit DAPI gefärbt. Skalenbalken zeigen 25 µm

Optimierung der Experimentellen Bedingungen für Detektion von CCRF-CEM

Um die exzellente Leistung des fluoreszierenden Aptasensors zu erhalten, wurden die Zeiten der Fluoreszenzlöschung und -rückgewinnung optimiert. Die kinetischen Verhaltensweisen von FAM-apt und GO sowie des FAM-apt in homogener GO-Lösung mit CCRF-CEM-Zellen wurden durch Überwachung der Fluoreszenzintensität als Funktion der Löschungs- und Rückgewinnungszeit untersucht (Abb. 5a, b). Wie in Abb. 5a gezeigt, kann die Fluoreszenzlöschung von FAM-apt als Funktion der Inkubationszeit in Gegenwart von GO beobachtet werden. Der FAM-apt adsorbiert schnell an die GO-Oberfläche und durchläuft dann Energietransfer, und gleichzeitig wird die Fluoreszenzintensität signifikant reduziert und verlangsamt nach 2 min. Im Gegensatz dazu wird CEM-apt gebildet und die Freisetzung von der GO-Oberfläche ist langsamer. Die Fluoreszenzintensität erreichte ein Plateau, wenn die Inkubationszeit höher als 30 min war (Abb. 5b). Diese zeitabhängigen Experimente zeigen, dass GO als exzellenter Löscher FAM-apt-Fluoreszenz schnell löscht und in Gegenwart von CEM allmählich Fluoreszenz zurückgewinnt.

Hochempfindlicher Graphenoxid-fluoreszierender Aptasensor für schnelle Detektion von CCRF-CEM Leukämiezellen

Optimierung der experimentellen Bedingungen. a Fluoreszenzlöschung von FAM-apt (20 nM) in Tris-HCl-Puffer durch GO als Funktion der Zeit. b Fluoreszenzrückgewinnung von FAM-apt in GO-Lösung durch CCRF-CEM (1 × 10⁶) als Funktion der Zeit. c Effekt der GO-Konzentration auf die Fluoreszenzintensität von FAM-apt in Abwesenheit (Kurve a) und in Gegenwart (Kurve b) von 1 × 10⁶ CCRF-CEM-Zellen. d Die Fluoreszenzintensitätsrate (F/F₀) von FAM-apt durch 1 × 10⁶ CCRF-CEM-Zellen als Funktion der GO-Konzentration. Anregung 490 nm

Um den fluoreszierenden Aptasensor empfindlicher für die Detektion von CCRF-CEM zu machen, wird das Reaktionssystem zur Optimierung der GO-Konzentration unverzichtbar. Abbildung 5c, die unsere Strategie klar illustriert, zeigt den Effekt verschiedener GO-Konzentrationen auf die Fluoreszenzintensität von FAM-apt in Abwesenheit (Abb. 5c, Kurve a) und in Gegenwart (Abb. 5c, Kurve b) von CCRF-CEM. Wie wir aus Abb. 5c sehen, wird das Fluoreszenzsignalhintergrund bei Zugabe von GO signifikant reduziert. Abbildung 5d zeigt die wiederhergestellte Fluoreszenz von FAM-apt durch 1 × 10⁶ CEM-Zellen als Funktion der GO-Konzentration. Aus Abb. 5d können wir finden, dass bei einer GO-Konzentration von 20 µg/ml das Verhältnis von F/F₀ (wobei F₀ und F die Fluoreszenzintensitäten von FAM bei 518 nm in Abwesenheit und Gegenwart von CCRF-CEM sind) den höchsten Wert erreicht, der 13,0354 beträgt. Daher wurde 20 µg/ml als optimale GO-Konzentration betrachtet.

CCRF-CEM Detektion mit GO-apt Fluoreszierendem Aptasensor

Um gute experimentelle Ergebnisse zu erhalten, wurden optimale experimentelle Bedingungen verwendet, um CCRF-CEM zu detektieren. Abbildung 6a zeigt, dass mit zunehmender Anzahl von CCRF-CEM von 0 bis 1 × 10⁷ die Fluoreszenzintensität entsprechend zunimmt. Darüber hinaus zeigt F/F₀ eine klare lineare Abhängigkeit von der Anzahl der CCRF-CEM im Bereich von 1 × 10²–1 × 10⁷ (Abb. 6b). Die lineare Regressionsgleichung ist Y(F/F₀) = 3,2608 × log C − 5,1892 (wobei C die Anzahl der CCRF-CEM ist) mit dem Regressionskoeffizienten R² = 0,9922. Die Nachweisgrenze wird als weniger als zehn Zellen betrachtet. Daher hat GO-basierte Fluoreszenzaptamer-Sensorik einen weiten Detektionsbereich, sodass sie als idealer Biosensor zur Detektion von CCRF-CEM verwendet werden kann. Im Vergleich zu anderen Methoden hat diese Methode höhere Empfindlichkeit (Tabelle 1).

Hochempfindlicher Graphenoxid-fluoreszierender Aptasensor für schnelle Detektion von CCRF-CEM Leukämiezellen

Go-apt Detektion von CEM-Zellen. a Fluoreszenzemissionsspektren des GO-apt fluoreszierenden Aptasensors in Gegenwart verschiedener Konzentrationen von CCRF-CEM-Zellen. b Lineare Beziehung zwischen der Fluoreszenzintensitätsrate (F/F₀) und der Konzentration von CCRF-CEM-Zellen

Spezifität des GO-apt Fluoreszierenden Aptasensors

Um die Spezifität von GO-apt fluoreszierenden Adaptern zu untersuchen, wurden verschiedene Zellen verwendet, um das System zu testen, wie Ramos-Zellen, H22-Zellen und 293T-Zellen. Jedes der 100-µl Reaktionssysteme enthielt 1 × 10⁶ Zellen. Abbildung 7 zeigt, dass CCRF-CEM höhere Fluoreszenzintensität als die anderen Kontrollgruppen erhält. Die Ergebnisse zeigten auch klar, dass der entworfene fluoreszierende Aptasensor hochspezifisch ist.

Hochempfindlicher Graphenoxid-fluoreszierender Aptasensor für schnelle Detektion von CCRF-CEM Leukämiezellen

Spezifität des fluoreszierenden Aptasensors für CEM. Die Fluoreszenzintensitätsrate (F/F₀) des GO-apt fluoreszierenden Aptasensors in Gegenwart von CEM-Zellen, Ramos-Zellen, H22-Zellen und 293T-Zellen, jeweils (1 × 10⁶), wobei F₀ und F die Fluoreszenzintensität ohne und mit Detektionszellen bei 518 nm sind. Anregung 490 nm

Schlussfolgerungen

Wir haben einen praktischen, kostengünstigen und hochempfindlichen fluoreszierenden Aptasensor für die Detektion von CCRF-CEM-Zellen entwickelt. Diese Strategie nutzt geschickt die nicht-kovalente Bindungswechselwirkung durch π-π-Stapelung zwischen Graphen und einzelsträngiger DNA und die überlegene Leistung von Graphen-Fluoreszenzlöschung. Im Vergleich zum Aptamer ist die Bindung des CEM-Aptamer-Komplexes an GO schwach, so dass die durch Graphen gelöschte Fluoreszenz allmählich wiederhergestellt werden kann. Unter optimierten Bedingungen wird die Nachweisgrenze als weniger als 100 Zellen betrachtet. Daher hat der fluoreszierende Aptasensor basierend auf seiner exzellenten Leistung breite Aussichten in der Tumorzelldetektion.

Änderungshistorie

Abkürzungen

AFM
Atomkraftmikroskopie
CEM-apt
CCRF-CEM-Aptamer-Komplex
FAM-apt
FAM-markierter Sgc8-Aptamer
FRET
Fluoreszenzresonanzenergietransfer
GO
Graphenoxid
GO-apt
Graphenoxid-Aptamer-Komplex
PBS
Phosphatpuffer-Puffer

Nanomaterialien

  1. Nano-Baum ZnO-Nanodrähte steigern Effizienz von Farbstoff-Solarzellen
  2. Hocheffiziente Graphen-Solarzellen: 9% Wirkungsgrad durch TFSA-Dotierung
  3. Nano-Heterojunctions: Steigerung der Solarzellen-Effizienz mit kolloidalen Quantenpunkten
  4. Ein flexibler Graphen-Biosensor für schnelle, hochempfindliche Detektion von Eierstockkrebszellen
  5. N,N-Dimethylformamid moduliert die Fluoreszenz von MXene-Quantenpunkten für ultra-empfindlichen Fe³⁺-Nachweis
  6. Ultraempfindlicher elektrochemischer DNA-Biosensor zum Nachweis von Vibrio cholerae mit Polystyrol-Acrylsäure-Nanopartikeln und Gold-Nanopartikeln
  7. Au@TiO₂ Eigel-Schale Nanostrukturen: Maßgeschneiderte Synthese und ihre überlegene sichtbarlichtgetriebene photocatalytische Degradation und SERS-Detektion von Methylenblau
  8. Graphenoxid-integrierte nHAC/PLGA-Gerüste fördern Osteoblasten-Proliferation und Knochenregeneration
  9. Optimierung von Titanvorläufern für hochleistungsfähige kompakte TiO₂-Schichten in Perowskit-Solarzellen
  10. Hybride Graphen/WO₃- und Graphen/CeOₓ-Elektroden für Hochleistungs-Superkondensatoren