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microRNA 122 の SERS アッセイのための DNA 四面体の構成変更をターゲットトリガーとした．
Target-triggered configuration change of DNA tetrahedron for SERS assay of microRNA 122.
PMID: 32686039 DOI: 10.1007/s00604-020-04449-7.
抄録
ＤＮＡ四面体の構成変化に基づくマイクロＲＮＡ１２２のアッセイのための表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）法が提案されている。まず、１頂点がトルイジンブルー（ＴＢ）で標識されたＤＮＡ四面体を自己組織化した。次いで、ＳＥＲＳプラットフォームとしての多孔質Ｎｉ／ＳｉＯ＠ＰＥＩ＠Ａｕ上に固定化し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）およびＸ線回折（ＸＲＤ）により特徴付けを行った。このとき、ＤＮＡ四面体は収縮していたので、ＴＢはＡｕＮＰに近く、ラマン信号が高い。標的マイクロＲＮＡ１２２が存在する場合、ニッキング酵素増幅戦略により、収縮したＤＮＡ四面体を拡張して三次元ＤＮＡ四面体に変化させることができる大量のＤＮＡシグナル鎖（Ｓ５）が得られた。この場合、ＴＢがＡｕＮＰから離れていたため、ラマン信号が低くなっていた。ＤＮＡ四面体の構成変化により、１６２４ｃｍ（励起波長６３３ｎｍ）におけるラマン信号は、マイクロＲＮＡ１２２の対数濃度と直線的な関係を有していた。このSERSアッセイは、0.01aMから10fMまでの決定範囲と0.009aMの検出限界を持つmicroRNA 122に対して高感度である。スパイクされたサンプルからの回収率は95～109%の範囲でした。この SERS 戦略は、DNA 四面体のターゲットトリガーによる構造変化に基づいて設計されており、バイオ分析における DNA 構造の新たな洞察を与えることができる。グラフィカルアブストラクト DNA 四面体の構成変化を利用して、TB とホットスポットの位置を間接的に制御して microRNA 122 を検出するために、感度の高い表面増強ラマン散乱（SERS）バイオセンサーが開発された。
A surface-enhanced Raman scattering (SERS) method is proposed for the assay of microRNA 122 based on configuration change of DNA tetrahedron. Firstly, a DNA tetrahedron was self-assembled with one vertex labeled with toluidine blue (TB). Then, it was immobilized on the porous Ni/SiO@PEI@Au as a SERS platform, which was characterized by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). At this time, the DNA tetrahedron was contracted; so, the TB is close to AuNPs and the Raman signal is high. When target microRNA 122 existed, with the nicking enzyme amplification strategy, a great deal of DNA signal chains (S5) was obtained, which can extend the contracted DNA tetrahedron and change it into a three-dimensional DNA tetrahedron. In this case, the TB was far from AuNPs, resulting in a lower Raman signal. Due to the configuration change of DNA tetrahedron, the Raman signal at 1624 cm (with the excitation wavelength of 633 nm) has a linear relationship with the logarithm concentration of microRNA 122. This SERS assay has high sensitivity for microRNA 122 with a determination range from 0.01 aM to 10 fM and a detection limit of 0.009 aM. The recoveries from spiked samples were in the range 95 to 109%. This SERS strategy is designed based on the target-triggered configuration change of DNA tetrahedron, which can give new insight for DNA structures in bioanalysis. Graphical abstract A sensitive surface-enhanced Raman scattering (SERS) biosensor was developed to detect microRNA 122 using the configuration change of DNA tetrahedron to indirectly control the position of TB and hot spot.