本期分享一篇年发表在BiosensorsandBioelectronics的关于局域表面等离子体（LSPR）生物传感器的文章，题为“AmiRNAbiosensorbasedonlocalizedsurfaceplasmonresonanceenhancedbysurface-boundhybridizationchainreaction”，文章通讯作者是来自UniversityofBologna的GiampaoloZuccheri和来自LeibnizInstituteofPhotonicTechnology的WolfgangFritzsche。
引言
Introduction
循环miRNA失调与疾病息息相关，如循环miR-17浓度的增加与肺癌和转移性乳腺癌有关，而其浓度降低与多发性硬化症和胃癌有关。因此，快速、特异和简便的miRNA定量技术正成为早期诊断和治疗随访的重要手段。目前，常用的miRNA的检测定量有qPCR、测序等技术。但是，这些面临着一些困难和挑战：miRNA靶序列长度短、miRNA间的高度同源性以及在生物样品中的浓度极低。本研究报道了一种基于局域表面等离子体共振（LSPR）和杂交链式反应（HCR）的生物传感器，其具有检测速度快、灵敏度高、成本低和简便的优势。当传感器表面高特异性的发夹探针与靶标结合后，引发HCR反应，放大LSPR信号，实现miRNA-17的检测。传感器的整体检测过程所需时间在1小时以内，检出限在有效诊断范围内约为1pM。
图1.基于HCR和LSPR组合的传感工作原理
创新点
Highlights
提出了一种结合HCR和LSPR技术的生物传感策略，并成功用于检测miRNA
可在1小时内定量检测特异的miRNA，并重复使用
检出限和特异性在诊断可用范围内
关键性结果
Achievement
图2.A展示了传感器依次暴露于缓冲液、靶标、HCR体系后的光谱图；图2.B则展示了在实时测量中，传感器表面依次流过缓冲液、靶标、缓冲液（清洗）、盐酸再生液等过程中吸收峰波长的改变。可以看到，靶标的结合以及HCR反应的发生都引起了传感器吸收峰波长的偏移和吸光度的增高；同时，传感器经过盐酸溶液的再生，可以达到较好的重现性，可实现重复使用。
图2.传感器的检测过程和再生
图2展示了传感器对不同浓度靶标的响应，蓝色和*色曲线分别表示HCR反应之前（仅加入靶标序列）与之后的响应。HCR的加入将传感器的检出限从1nM降低到1pM。
图3.传感器用于检测miR-21的灵敏度分析
图3展示了该传感器检测miR-17的特异性。同样地，蓝色和*色柱分别表示传感器对HCR反应之前与之后的响应。miR-b是与miR-17高度同源序列相似的miRNA，miR-21是与miR-17无关但常见的一种癌症标志物。此传感器对miR-17的响应约是前者的5倍，后者的10倍。同时miR-b和miR-21在HCR反应前后的信号并无统计学差异。
图3传感器检测miRNA的特异性
总结与展望
ConclusionandPerspectives
本研究提出了HCR与LSPR组合的传感器，可用于短核酸的特异性检测。在该传感器中：发夹探针用于提高特异性，无酶等温扩增HCR用于放大LSPR的信号。结合两者，该传感器可在1小时内完成高灵敏检测。但，本文使用了序列相同的DNA来代替RNA进行测试，对miRNA的实际应用效果还有待检验。
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