一种便携可抛式3D石墨烯阵列DNA电路芯片实现痕量miRNAs高效动态实时分析检测

近期，重庆大学生物工程学院侯长军教授领导的科研团队和罗阳教授的科研团队以重庆大学为第一单位和通讯单位的研究论文 “ Disposable 3D GNAs/AuNPs DNA-Circuit Strip for miRNAs Dynamic Quantification ”（ 便携可抛式三维石墨烯阵列DNA电路芯片用于miRNAs 的高灵敏动态分析检测 ）在国际知名期刊Small上发表， 该杂志影响因子11.459。 重庆大学博士生包静、杨慧思和陆军军医大学邱晓沛为共同第一作者 ，重庆大学侯长军教授、罗阳教授和霍丹群教授为共同通讯作者。

MicroRNA（miRNA）是一组内源性、非编码短序列 RNA，其长度约为22个碱基，在生理和病理过程中扮演重要角色，作为非侵入性诊断生物标志物具有巨大的潜力。由于miRNA 的浓度非常低，因此对血液中痕量 miRNA 的快速、高灵敏和动态分析检测十分具有挑战性。

该论文报道了一种新颖的便携可抛式三维石墨烯阵列 DNA电路芯片，能够实现临床血液样本中痕量 miRNAs 的快速、高灵敏、高特异的动态实时分析检测。该研究以柔性导电石墨基纤维膜（CP）作为导电基底，通过射频等离子体化学气相沉积（RF-PECVD）构建了石墨烯阵列芯片，并结合酶信号放大技术构建了DSN酶耦合的石墨烯阵列/金纳米粒子（GNAs/AuNPs）DNA电路芯片用于血液中痕量 miRNA 的动态、灵敏分析检测。

该石墨烯阵列DNA电路芯片通过优化设计构建了具有超高的导电性、超大比表面积、独特的柔韧性、可剪裁性，丰富离子扩散通道和反应活性位点的传感界面，显著提高传感器的灵敏度。该芯片对miR-21进行了动态分析检测，并实现了16 min对双靶标 miRNA 的超敏同步检测，miR-155和miR-21的最低检出限分别低至30.3 aM和21.4 aM，在本领域取得了重要的突破。

本研究提出的便携式、可抛式石墨烯阵列DNA电路芯片用于血液中痕量miRNAs的动态分析检测，具有灵敏度高、准确性好、响应速度快、操作简便和检测成本低等特点，在临床血液样本中微痕量核酸分子的高灵敏检测和快速床边检测（POCT）有着重要的应用价值和意义。

该研究工作得到了国家自然科学基金（81772290, 81601854 和81871733）和重庆市研究生创新科研项目（CYB 17037）的支持。