Angew. Chem. ：一种可实现近零背景单细胞内microRNA分析的光电化学纳米工具

在单细胞层面测量生命各种状态下细胞中重要生物分子含量的变化，对于理解生命过程具有至关重要的意义。目前，研究单细胞的方法主要包括电化学、荧光和质谱等方法。这些技术中，基于微/纳米电极的电化学方法以其高灵敏度的特性成为实时定量检测单细胞的重要技术。根据传感模式的不同，该技术主要可以分为两类，一类是基于法拉第电流信号的电极，可以检测细胞内具有电活性的生物分子，另一类是基于离子流信号的微/纳米管电极，其重要特征是适用于单个活细胞内容物的提取和利用非法拉第电流实现高灵敏检测。南京大学化学化工学院生命分析化学国家重点实验室徐静娟教授和赵伟伟副教授团队在基于微/纳米电极的电化学方法取得了系列进展。前期，他们基于纳米毛细管的离子整流技术，构建了一种集单细胞microRNA取样、信号放大及检测一体的单细胞电化学检测器件，实现了对单细胞内非电活性物质microRNA的取样与检测的一体化操作。随后，该团队进一步将光电化学策略引入纳米针，成功构建了纳米级的光电化学传感器并用于单细胞内氧化应激效应评估。

最近该团队构建了一种高信噪比的光电化学纳米传感工具，实现了近零背景下的单细胞microRNA-21检测。

本工作通过磁控溅射将纳米毛细管内外表面镀铂，铂沉积形成的内反应室可以作为microRNA-21引发杂交链式反应的纳米反应器，随后，引入[Ru(bpy)₂(dppz)]²⁺作为核酸内嵌光电活性物质，在光照情况下产生阳极光电流。依据该阳极电流的变化，可以实现对细胞内microRNA-21的检测。与离子整流技术相比，由于其独特的信号原理，该光电纳米传感器具有较高的信噪比。细胞实验揭示了正常人乳腺细胞MCF-10A和癌变MCF-7细胞内microRNA-21的含量信息，并发现近核区microRNA-21的含量低于细胞质中心位置。基于DNA扩增技术和嵌入剂的多样性，该光电纳米传感器可以作为一种通用的单细胞内microRNA的分析方法，并为光电化学单细胞分析提供新的思路。

论文信息

A Photoelectrochemical Nanoreactor for Single-Cell Sampling and Near Zero-Background Faradic Detection of Intracellular microRNA

Hai-Yan Wang, Yi-Tong Xu, Bing Wang, Si-Yuan Yu, Xiao-Mei Shi, Wei-Wei Zhao,* Dechen Jiang, Hong-Yuan Chen and Jing-Juan Xu*

本文的第一作者是南京大学的博士生王海燕（现为南京大学特任副研究员）。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202212752