microRNA是一類非編碼RNA，在細胞內具有多種重要的調節作用，被認為是一種新型的包括癌癥在內幾乎所有人類疾病的理想候選生物標志物。因此，高靈敏和高選擇性地檢測microRNA對于早期疾病診斷、病情監測和預后評估具有重要意義。近日，西南大學的袁若、柴雅琴教授團隊通過將PTB7-Th/CdTe QDs敏化結構作為光電信號標簽、將苯并-4-氯-己二烯酮（4-CD）沉淀作為有效的信號淬滅物，構建了一種高效的光電化學生物傳感器，實現了對microRNA-141的超靈敏檢測。

　　光電化學分析方法（PEC）與傳統的光分析、電分析方法相比具有更高的靈敏度、更好的穩定性、更低的背景噪音，因此近年來受到了越來越多的關注。常規PEC傳感器的構建都需要外加電子供體以中和光生空穴，從而獲得連續穩定的光電流信號。然而，這種情況下，電子供體與光電材料之間的電子傳輸屬于分子間的電子傳輸，將在一定程度上限制光電轉化效率。

　　近日，袁若、柴雅琴教授團隊將電子供體-受體于一體的光電材料（PTB7-Th）與CdTe QDs結合，形成敏化結構，并將其用作光電信號標簽。在沒有外界補充電子供體的情況下，PTB7-Th/CdTe QDs敏化結構可通過自身的供體部分補給電子，實現分子內電子傳輸，進而產生一個較高的初始光電流信號。另外，該團隊采用酶輔助的目標物循環放大，將少量目標物microRNA-141轉化成大量DNA產物。在該DNA產物的引發下，電極表面形成DNA超夾心結構用于實現對催化劑MnPP的簡單、高效固載。最后，當4-CN與H2O2同時存在時，卟啉錳（MnPP）將催化4-CN產生4-CD沉淀。大量的4-CD沉淀產生于電極表面，作為有效的信號淬滅劑實現對光電信號的有效淬滅。

　　該傳感器對濃度在0.1 fM-1 nM范圍內的microRNA-141表現出良好的線性響應，其檢測限低至33 aM。實驗結果表明，這項工作為疾病診斷、病情監測和預后評估中高靈敏、高選擇性檢測microRNA開辟了一條有效的途徑。

　　圖1. PEC生物傳感器的構建過程及電子傳輸過程

　　圖2. PEC生物傳感器對microRNA-141的線性響應

　　這一研究成果發表于Analytical Chemistry 上，文章的第一作者是西南大學的博士研究生李孟潔。