Multi-channel continuous electrochemical cytosensing based on nucleic acid/peptide/peptide nucleic acids

基于核酸/肽/肽核酸的多通道连续电化学细胞传感

基本信息

批准号：
22K05155
负责人：
菅原一晴
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Maebashi Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、ヒト骨髄性白血病細胞株(K562細胞)を電気化学的にセンシングするためにシングルストランドリボ核酸(ss-DNA)とペプチドを結合させた一連のプローブを合成した。プローブの細胞認識部位としてK562細胞と結合するss-DNAアプタマーを選択した。一方、ペプチド部位はN-末端をアセチル化したAc-His-tag/電子伝達性ペプチドとしておりプローブ合成プロセスにおいて有利である。電子伝達性ペプチドはチロシンとシステイン残基から成っており、容易に細胞センシングのための電極応答を得ることができる。ペプチド部位のカルボキシ基が、ss-DNAアプタマーの5'-末端にリンカーとしてH2N-(CH2)6-OHを導入されアミノ基とコンジュゲートさせた。このプローブはss-DNAとペプチドで構成されているため、生体適合性が高く、コストエフェクティブの高い細胞検出プローブである。ボルタンメトリーによる測定では、電子伝達性ペプチドに起因する酸化ピークが出現し、ss-DNAがK562細胞を認識した際に先のピークはターゲット細胞の濃度に依存し減少した。上述のss-DNAアプタマーをペプチドに修飾したプローブの挙動は、K562細胞を認識しないss-DNAアプタマーを結合させたプローブと比較して、K562細胞センシングに対して高い選択性を示した。考案したプローブのピーク電流値は、10～2,000細胞/mLの濃度範囲でよい直線関係が得られており、K562細胞の検出限界は3細胞/mLであった。それゆえ、ss-DNA/ペプチドプローブはターゲット細胞のセンシングに対して有益であり今後の展開が期待される。

在这项研究中，合成了一系列探针，其中单链核糖核酸（SS-DNA）和肽结合以电化学上感知人类髓样白血病细胞系（K562细胞）。选择与K562细胞结合的SS-DNA适体作为探针的细胞识别位点。另一方面，肽位点是AC-HIS-TAG/电子转移肽，其具有N末端乙酰化的AC-HIS-TAG/电子转移肽，这在探针合成过程中是有利的。电子转移肽由酪氨酸和半胱氨酸残基组成，从而使细胞感测的易于电极反应。在SS-DNA Aptamer的5'末端引入了肽部位的羧基，作为H2N-（CH2）6-OH的连接器，以与氨基群结合。该探针由SS-DNA和肽组成，使其成为高度生物相容性且具有成本效益的细胞检测探针。伏安测量结果显示由于电子转移肽引起的氧化峰，当SS-DNA识别出K562细胞时，先前的峰降低了取决于靶细胞的浓度。与上述肽的SS-DNA适体修饰的探针的行为相比，与未识别K562细胞的SS-DNA适体的探针相比，K562细胞传感的选择性更高。获得的探针的峰值电流值是在10至2,000个细胞/mL的浓度范围内获得的，K562细胞的检测极限为3个细胞/ml。因此，SS-DNA/肽探针对靶细胞感测有益，并有望在将来发展。