基于片状α-Fe2O3/Fe3O4磁性纳米复合材料与CRISPR/Cas13a系统的电化学RNA适体传感器：骨桥蛋白超灵敏检测新策略

本研究创新性地构建了基于片状α-Fe2O3/Fe3O4磁性纳米复合材料（MNCs）和CRISPR/Cas13a系统的电化学RNA适体传感器，实现了骨桥蛋白（OPN）的超灵敏检测（LOD 0.33 pg·mL?1）。该传感器通过磁性自组装技术和Cas13a的RNA剪切活性，将肿瘤标志物浓度转化为电信号变化，为癌症早期诊断提供了新思路。

　　

Highlight

检测机制：该电化学RNA适体传感器的核心在于巧妙整合了三重生物分子识别机制。首先，骨桥蛋白（OPN）与适体（Apt）的高亲和力结合会解离双链RNA（Apt/Activator），释放激活剂（Activator）。随后，CRISPR/Cas13a系统在crRNA引导下识别Activator并激活其RNA剪切活性。最后，被激活的Cas13a酶剪切电极表面修饰的报告分子（MB标记的Reporter），产生可检测的电信号变化。

材料表征：通过水热法制备的片状α-Fe₂O₃/Fe₃O₄磁性纳米复合材料展现出独特的二维结构（厚度约25 nm）和优异的磁饱和强度（45.6 emu·g^?1）。金纳米颗粒（AuNPs）修饰后的材料表面形成了理想的电子传输通道，其循环伏安曲线显示明显的氧化还原峰。

性能验证：传感器对OPN的检测线性范围跨越5个数量级（1 pg·mL^?1–10 ng·mL^?1），且能区分相似蛋白（如CEA和AFP）。7次重复实验的相对标准偏差仅0.75%，在血清样本中回收率达97.3–103.5%，证实了其临床适用性。

Conclusions

本研究成功开发了一种整合磁性纳米材料与CRISPR技术的创新检测平台。片状α-Fe₂O₃/Fe₃O₄不仅提供了磁控自组装特性，其特殊的电子结构更放大了电化学信号。而Cas13a系统的"激活-剪切"级联反应则实现了对OPN浓度的精准转换。该方法为发展新一代肿瘤标志物检测技术提供了范式转移。