BB 济南大学于京华课题组. 交互式双读数生物传感器用于两种HPV基因型的检测

多基因型体外即用诊断对宫颈癌的预防和治疗至关重要。济南大学于京华课题组提出了一种基于纸膜的交互式双读出差分侧流生物传感器，用于同时检测体液中两种高危型人乳头瘤病毒(HPV)。在具有高热稳定性的纸膜复合芯片上制备了CuCo2S4/ZnIn2S4异质结构，并通过温和退火处理在表面引入硫空位，赋予了强烈的光激发活性，该结构可作为初始能量收集器和转换器。在差异通道的帮助下，连续的溶液转移逐步激活了双靶点推动的环状DNA自组装和CRISPR-Cas12a的切割活性。因此，实现了具有光热/光电特性的聚多巴胺包被金纳米粒子的输入和释放。该传感器不仅无需大型仪器的智能热响应，而且还实现了动态界面电荷分离和转移动力学，进一步传输光电信号，产生了理想的交互双信号，且检测限低(HPV-18为0.21 pM, HPV-16为42.92 pM)。通过先进的差分侧流纸膜复合芯片设计和交互式双信号放大策略，实现了两种HPV基因型的敏感检测，为家庭医疗智能诊断提供了一个有前景的候选方案。

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图1 (A) Cu 2p、(B) Co 2p、(C) S 2p、(D) Zn 2p和(E)在3D内的XPS光谱。(F)具有硫空位的ZnIn2S4的ESR光谱。CuCo2S4、ZnIn2S4、ZnIn2S4 -S 和CuCo2S4/ZnIn2S4-S的(G)非晶体的吸收曲线图和(H,I) M-S图

图2 (A)温度随不同浓度HPV-18(绿线)/HPV-16(粉色线)波动的校准曲线，(B)不同浓度HPV-18/HPV-16的光电响应曲线(n = 5)。(C, D) ready-to-use双读出横向流量生物传感器的选择性调查(n = 5)。

综上所述，济南大学于京华课题组为两种人乳头瘤病毒检测方法设计了一种基于CRISPR-Cas12a驱动的反式切割活性的即时互动式双读出差分侧流生物传感器。在HPV-18的刺激下，纸膜复合芯片中具有光热特性的Au-PDA纳米材料通过环状DNA的自组装在硫缺陷的CuCo2S4/ZnIn2S4的界面上聚集，从而显著抑制了光诱导的载流子分离。同时，借助CRISPR-Cas12a对HPV-16的高效特异性，驱动环状DNA的切割释放Au-PDA，选择性地传输热响应和光电信号，实现双线束照射下交互双信号的产生。将CRISPR-Cas12a纳米系统与具有差分通道的纸膜复合芯片相结合，实现了双信号在时间序列模式中的交替波动，从而实现了对不同HPV基因型从半定量到精确分析的连锁分析。目前，传统的信号采集仪器已无法满足方便实用的生物传感器的发展需求，这成为开发基于纸层的横向流动检测的一个巨大挑战。随着人工智能的快速发展，以智能手机为辅助的生物传感器为家庭诊断的发展提供了新的视角。未来，基于纸张的横向流量生物传感器可与无线网络耦合，实现数据同步更新和实时监测，为进一步简化分析设备提供了有价值的途径。

论文题目：Ready-to-use interactive dual-readout differential lateral flow biosensor for

two genotypes of human papillomavirus

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.bios.2023.115224

转自：“NANO学术”微信公众号

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