技術(shù)文章
Technical articles最近的研究(jiu)表明微(wei)針在(zai)簡化核酸提取(qu)過程(cheng)和miRNA 的快速檢測(ce)上具有duyiwuer的優(yōu)勢(shi),可在不同部位(wei)、不同時間靈活(huo)地對miRNA 進(jìn)行檢測(ce),克服miRNA 在(zai)植物體內(nèi)(nei)表達(dá)的(de)時空差異性(xing)。這種(zhong)微針(zhen)最初設(shè)(she)計為侵入性藥(yao)物輸(shu)送裝置(zhi),可通過真空(kong)誘導(dǎo)吸力或(huo)毛細(xì)(xi)作用等實(shí)現(xiàn)(xian)對真皮(pi)間質(zhì)液的提取(qu)。當(dāng)嵌入特定探(tan)針時(shi),微針可以檢(jian)測多種生物(wu)分子(zi),包括小(xiao)分子、蛋白質(zhì)和(he)核酸(suan)。其中,甲基丙(bing)烯酸化透(tou)明質(zhì)酸微針(zhen)因其(qi)出色的溶脹特(te)性和(he)可調(diào)(diao)節(jié)的機(jī)(ji)械性能(neng)而受到(dao)歡迎。這(zhe)些創(chuàng)(chuang)新技(ji)術(shù)在收集體(ti)內(nèi)miRNA 和(he)即時檢測方(fang)面表(biao)現(xiàn)出了較好的(de)性能,為(wei)微針(zhen)生物傳感(gan)器在體內(nèi)生(sheng)物標(biāo)(biao)記物的(de)潛在應(yīng)用奠(dian)定了(le)基礎(chǔ)。
植物汁液中同(tong)樣富(fu)含各種(zhong)生物標(biāo)(biao)記物(wu),包括致病因子(zi)、葡萄糖(tang)、生長激素、miRNA 等。在(zai)木質(zhì)化程(cheng)度較(jiao)低的區(qū)域,例如(ru)幼葉和果(guo)實(shí)的(de)角質(zhì)層,微針(zhen)可以(yi)輕松突破植(zhi)物表皮和細(xì)(xi)胞壁的屏障(zhang),快速提取植(zhi)物汁液,為采樣(yang)程序的簡(jian)化和生物(wu)標(biāo)識物(wu)的快速檢(jian)測提供了(le)新的途(tu)徑。這種創(chuàng)(chuang)新方法有(you)助于更快、更(geng)準(zhǔn)確地檢(jian)測特定(ding)部位的生(sheng)物分子,開(kai)創(chuàng)植物生(sheng)物分(fen)子研究效率(lv)和精(jing)度的新(xin)時代。然而,微針(zhen)傳感器(qi)從植物組(zu)織中提(ti)取汁液以識別(bie)生物標(biāo)志物(尤(you)其是(shi)miRNA)的研究仍相對(dui)較少。
用于miRNA 檢(jian)測的CHA 檢測系統(tǒng)(tong)整合到(dao)微針中以獲(huo)得微針(zhen)傳感器(CHA-MNs),提取(qu)植物(wu)組織中的(de)miRNA 并對其進(jìn)行檢(jian)測。微(wei)針利用高(gao)親水性的MeHA 制(zhi)備,通過光交(jiao)聯(lián)提升機(jī)械(xie)性能,確(que)保其能夠(gou)扎入(ru)葉面并快(kuai)速有(you)效地汲(ji)取植物(wu)汁液(ye);特異性的(de)核酸探針(zhen)基于(yu)CHA 循環(huán)(huan)擴(kuò)增檢測miRNA 以(yi)增強(qiáng)(qiang)靈敏度。兩者(zhe)的整合(he),將有(you)望簡化(hua)miRNA 的提取和(he)檢測過程(cheng),使miRNA 經(jīng)(jing)過簡短程序(xu)后快速轉(zhuǎn)化為(wei)可辨別的熒光(guang)信號,實(shí)現(xiàn)植物(wu)體內(nèi)(nei)miRNA 的即(ji)時檢(jian)測。
1、質(zhì)構(gòu)儀評估微(wei)針的力學(xué)性能(neng)
微針的機(jī)(ji)械性能直接(jie)影響其穿透(tou)植物(wu)組織的(de)能力。為了(le)深入(ru)研究不同制(zhi)備方法對(dui)CHA-MNs 機(jī)械性能(neng)的影(ying)響,利用質(zhì)構(gòu)儀(yi)對其進(jìn)(jin)行了(le)測試。如圖(tu)2-15(a, b)所示(shi),隨著探(tan)針下壓,微針?biāo)?suo)受力逐(zhu)漸增(zeng)大,力-位(wei)移曲(qu)線呈(cheng)現(xiàn)出明顯的(de)上升趨勢(shi)。對于干(gan)交聯(lián)法制(zhi)備的(de)CHA-MNs,隨著(zhe)光照時間的(de)延長,其機(jī)械性(xing)能顯著增強(qiáng)(qiang)。其中,光照3 min 的微(wei)針表現(xiàn)出(chu)zuiyou的機(jī)械性能,在(zai)微針彎曲(qu)達(dá)到最大值(zhi)(485 μm)時,每根(gen)微針可承(cheng)受0.17 N的(de)力。而光照時(shi)間較短(1 min、2 min)的(de)樣品,由于(yu)凝膠網(wǎng)(wang)絡(luò)交(jiao)聯(lián)程度較低,其(qi)承載力均不(bu)超過0.05 N。實(shí)(shi)驗(yàn)結(jié)束后,微針(zhen)jianduan未觀察到明顯(xian)變形。濕交聯(lián)(lian)法制備的CHAMNs的力(li)-位移曲線(xian)也顯示(shi)出類似的趨勢(shi),即隨著光(guang)照時間的延長(zhang),機(jī)械性能逐(zhu)漸增強(qiáng)。其中,光(guang)照30 s 的微針(zhen)每根可(ke)承受0.13 N 的力。