基于滚环扩增与CRISPR/Cas14a纳米酶电化学检测鼻咽癌外泌体miRNA-205的超灵敏生物传感器

针对鼻咽癌(NPC)早期诊断中miRNA-205(miR-205)低丰度检测难题，研究人员开发了整合PtNWs/MXene纳米酶、滚环扩增(RCA)和CRISPR/Cas14a的电化学生物传感器。该技术通过"一对多"信号放大实现4.6 aM检测限，可区分单碱基错配，临床验证与qRT-PCR结果一致，为肿瘤早期诊断提供新平台。

鼻咽癌(NPC)作为高恶性度肿瘤，其早期诊断一直是临床难题。传统检测方法如医学影像和组织活检存在成本高、创伤大等局限，而液体活检中的关键标志物miRNA-205(miR-205)又面临低丰度和基质干扰的检测瓶颈。尽管qRT-PCR等技术已用于外泌体miRNA检测，但依赖昂贵设备且操作繁琐。在此背景下，电化学生物传感器因其高灵敏度、低成本等优势成为研究热点，但如何实现超微量miRNA的精准检测仍是重大挑战。

湖北省肿瘤医院等机构的研究团队在《Bioelectrochemistry》发表创新成果，通过整合三种核心技术：具有类辣根过氧化物酶(HRP)活性的铂纳米线/MXene(PtNWs/MXene)纳米酶、滚环扩增(RCA)和CRISPR/Cas14a系统，构建了无需DNA标记的超灵敏生物传感器。研究首先利用MXene负载铂纳米线增强稳定性，通过TEM/XPS等证实材料成功合成；随后建立"RCA-Cas14a-PtNWs/MXene"级联体系：miR-205触发RCA产生超长ssDNA(L-DNA)，激活Cas14a反式切割电极表面ssDNA，使PtNWs/MXene吸附减少，催化TMB氧化产生的电信号显著降低。

材料表征显示PtNWs/MXene具有典型二维结构，XRD证实Pt⁰和Ti₃C₂Tx晶相存在。可行性验证通过凝胶电泳证实RCA产物能被Cas14a特异性识别。性能优化确定最佳RCA时间为90分钟，Cas14a浓度为200 nM。分析性能显示在50 aM-10 pM范围内线性良好，检测限低至4.6 aM，可区分单碱基错配。临床样本检测验证其区分NPC患者与健康人的能力，结果与qRT-PCR高度一致。

该研究的突破性在于：①首创将PtNWs/MXene双重特性（DNA差异吸附和纳米酶活性）用于信号转换，实现"一对多"放大；②通过RCA-Cas14a级联反应实现指数级信号增强；③临床验证为NPC早期诊断提供新工具。研究团队指出，通过更换RCA模板，该策略可拓展至其他RNA/DNA靶标检测，在肿瘤早诊领域具有广阔应用前景。