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がんバイオマーカー MUC1 の検出のための SERS-colorimetric dual-mode アプタセンサ。
A SERS-colorimetric dual-mode aptasensor for the detection of cancer biomarker MUC1.
PMID: 32632516 DOI: 10.1007/s00216-020-02790-7.
抄録
ヒトムチン-1（MUC1）は、様々な悪性腫瘍で過剰発現していることから注目されています。ここでは、MUC1を迅速かつ効率的に検出するために、SERSプローブを磁気分離に統合したSERS測色デュアルモードアプタセンサを開発しました。このようなデュアルモードアプタセンサを用いることで、肉眼では識別可能な比色機能が得られ、MUC1検出のための迅速かつ簡便なスクリーニングが可能となります。さらに、SERSによる検出は検出感度を大幅に向上させ、検出限界は0.1"Zs_A0"U/mLに達しています。さらに、SERS法と比色法を組み合わせることで、これら2つの技術の利点を活かし、MUC1検出の信頼性と効率を向上させることができます。一方、MUC1特異的アプタマーを機能化した磁性ナノビーズは、MUC1を生体複合体から分離するための効率的な捕捉基質として利用されている。一方、ラマンレポーターで修飾した金銀コアシェルナノ粒子とMUC1の相補的な配列をシグナルインジケーターとして使用し、SERSシグナルと比色変化を同時に報告できるようにした。この戦略は、良好な検出範囲を達成し、実際の患者サンプルでのMUC1分析を実現することができます。したがって、この種のアプタセンサは、がんの診断および予後の診断において有望な潜在的なアプリケーションを提供することが期待される。グラフィカルアブストラクト
Human mucin-1 (MUC1) has attracted considerable attention owing to its overexpression in diverse malignancies. Here, for the rapid and efficient detection of MUC1, we present a SERS-colorimetric dual-mode aptasensor, by integrating SERS probes with magnetic separation, which has several distinctive advantages. Using such a dual-mode aptasensor, the colorimetric functionality is distinguishable by the naked eye, providing a fast and straightforward screening ability for the detection of MUC1. Moreover, SERS-based detection greatly improves the detection sensitivity, reaching a limit of detection of 0.1 U/mL. In addition, the combination of SERS and colorimetric method holds the advantages of these two techniques and thereby increases the reliability and efficiency of MUC1 detection. On the one hand, the magnetic nanobeads functionalized with MUC1-specific aptamer were utilized as an efficient capturing substrate for separating MUC1 from biological complex medium. On the other hand, the gold-silver core-shell nanoparticles modified with Raman reporters and the complementary sequences of MUC1 were used as the signal indicator, which could simultaneously report the SERS signal and colorimetric change. This strategy can achieve a good detection range and realize MUC1 analysis in real patients' samples. Thus, we anticipate that this kind of aptasensor would provide promising potential applications in the diagnosis and prognosis of cancers. Graphical abstract.