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Ago2 作为 RNA 干扰（RNAi）通路关键酶，其活性失调与多种疾病相关。为精准检测 Ago2 活性，研究人员设计集成杂交链式反应（HCR）和 CRISPR/Cas12a 系统的电化学发光（ECL）生物传感器。该传感器检测限达 0.126 aM，特异性好，对疾病诊疗意义重大。
在生命的微观世界里，基因表达的调控就像一场精密的交响乐，而 RNA 干扰（RNAi）通路则是其中至关重要的乐章。Argonaute 2（Ago2）作为 RNAi 通路中的关键酶，掌控着基因表达的 “开关”，它能在小调节 RNA，如微小 RNA（miRNA）和小干扰 RNA（siRNA）的指引下，精准切割靶信使 RNA（mRNA），从而影响细胞的分化、增殖、免疫反应和应激适应等多种生理功能。
然而，当 Ago2 的活性出现异常，无论是过度激活还是活性不足，都可能引发一系列严重的健康问题。在癌症的发展进程中，Ago2 的过表达会像给癌细胞注入 “兴奋剂”，促使癌细胞疯狂增殖和侵袭；在病毒感染时，Ago2 的活性变化也会影响机体的抗病毒免疫反应。因此，能够精准、灵敏地监测 Ago2 的活性，就如同掌握了打开疾病诊疗大门的钥匙，不仅有助于深入理解基因沉默的机制，还为开发新型诊断工具、设计更有效的治疗方案以及实现个性化医疗带来了希望。
但传统的检测方法在检测 Ago2 活性时面临诸多挑战。例如，检测灵敏度不够高，难以检测到低水平的 Ago2 活性变化；特异性不足，容易受到其他类似蛋白的干扰。为了解决这些难题，国内研究人员开展了一项极具创新性的研究。他们设计了一种集成杂交链式反应（HCR）和 CRISPR/Cas12a 系统的电化学发光（ECL）生物传感器，用于高灵敏度和特异性地检测 Ago2 活性。该研究成果发表在《Bioelectrochemistry》上，为疾病诊疗领域带来了新的曙光。
在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术。首先是 HCR 技术，这是一种等温的非酶促核酸扩增反应，它能在目标核酸的触发下，引发一系列杂交事件，形成长双链 DNA 聚合物，起到信号放大的作用。其次是 CRISPR/Cas12a 系统，该系统中的 Cas12a 酶在 CRISPR RNA（crRNA）的引导下识别并结合目标 DNA 序列后，会激活非特异性单链 DNA（ssDNA）切割活性，进一步放大检测信号。最后，电化学发光技术凭借其低背景噪音和高信噪比的优势，作为信号输出方式，大大提高了检测的灵敏度。
下面来看具体的研究结果。
工作原理：该生物传感器采用了多阶段信号放大策略。Ago2 会特异性地切割设计好的发夹 RNA（HP - RNA）底物，释放出单链 RNA（ssRNA）。这个 ssRNA 就像一把 “钥匙”，开启了 HCR 的 “大门”，使得两条互补的 DNA 发夹（HP1 和 HP2）依次杂交，形成含有原间隔相邻基序（PAM）序列和原间隔区域的长双链 DNA 聚合物。随后，Cas12a/crRNA 复合物识别并结合到 HCR 产物上，激活 Cas12a 的旁切活性，切割与电化学发光信号直接相关的单链 DNA 报告分子，最终产生可定量测量的放大 ECL 信号。
检测性能：这种多阶段放大策略赋予了生物传感器卓越的检测性能。它的检测限低至 0.126 aM，展现出极高的灵敏度。同时，该传感器特异性良好，能够准确区分 Ago2 与其他 Argonaute 蛋白。而且，它还具备高重复性和稳定性，在储存两周后仍能保留 94% 的信号。
实际应用：研究人员通过在加标细胞裂解物中准确检测 Ago2，证实了该生物传感器的实际应用价值，其回收率超过 100%。这意味着在真实的生物样本检测中，它也能发挥出色的作用，为临床诊断和疾病监测提供可靠的数据支持。
研究结论表明，这种集成 HCR 和 CRISPR/Cas12a 技术的 ECL 生物传感器，为检测 Ago2 活性提供了一种高效、精准的工具。它在早期疾病诊断、治疗监测以及个性化医疗等方面具有巨大的应用潜力，有望成为下一代诊断工具的重要发展方向。
从更广泛的角度来看，这项研究的意义不仅仅局限于 Ago2 的检测。它为生物传感器的设计和开发提供了新的思路和方法，将 HCR 和 CRISPR/Cas12a 等前沿技术相结合，展示了多技术集成在生物分析领域的强大优势。这种创新模式可能会启发更多针对其他重要生物标志物的检测研究，推动生命科学和健康医学领域的快速发展。未来，随着技术的不断优化和完善，该生物传感器有望从实验室走向临床实践，为患者带来更精准、更高效的医疗服务，成为疾病诊疗领域的得力 “助手”。
