综述:DNA纳米技术介导的细胞外囊泡生物分析

【字体: 时间:2025年09月16日 来源:Nanoscale Horizons 6.6

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  本综述系统阐释了DNA纳米技术(利用其可编程性、高特异性和信号放大能力)在细胞外囊泡(EVs)生物分析中的突破性应用,涵盖适配体识别、无酶催化扩增电路(如HCR、CHA)、酶催化技术(如RCA、CRISPR-Cas系统)及DNA纳米结构辅助放大等核心策略,为疾病诊断液态活检提供了前沿技术视角。

  

适配体识别技术

DNA纳米技术通过设计特异性适配体(aptamer)实现对EV表面蛋白的高灵敏度识别。此类核酸探针可精准结合肿瘤衍生EVs的特定膜蛋白(如CD63、EpCAM),为癌症早期诊断提供分子基础。

无酶催化放大策略

通过杂交链反应(HCR)和催化发夹组装(CHA)等无酶扩增技术,显著提升低丰度核酸标志物(如miRNA-21、mRNA突变体)的检测信噪比。这类等温扩增方法避免了传统PCR的热循环需求,适用于即时检测场景。

酶辅助信号放大

滚环扩增(RCA)与CRISPR-Cas系统协同工作,可实现单分子级别核酸检测。Cas12a/cas13a在激活后非特异性切割报告分子,产生级联荧光信号,尤其适用于EV内肿瘤相关RNA标志物的超灵敏量化分析。

DNA纳米结构辅助检测

三维DNA纳米框架(如四面体结构)通过精确控制探针空间取向,增强表面识别效率。该类结构可整合多价适配体阵列,同步检测EVs的蛋白与核酸多重靶点,提升多参数诊断可靠性。

多平台集成与临床挑战

当前技术已实现微流控芯片与电化学传感的平台整合,支持高通量EV分离分析。然而,临床转化仍面临标准化、批次重复性及复杂生物基质干扰等挑战,未来需开发标准化参考材料与自动化检测流程。

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