フェロセン-PNAコンジュゲートプローブにおけるハイブリダイゼーション誘導の立体構造柔軟性の変化に基づくラベルおよびマーカーのない遺伝子検出

ハイブリダイゼーションイベントをプローブ構造のハイブリダイゼーション誘導構造柔軟性の変化に基づいて、ハイブリダイゼーションイベントを電気化学的信号に伝達するラベルフリーおよびマーカーのない遺伝子検出の戦略を報告します。プローブ構造は、レポーター部分としてフェロセン部分を持ち、ペプチド核酸（PNA）の両端でアンカー部分としてシステイン部分を認識部分として持つように設計されました。プローブ修飾金電極の電気化学検査により、フェロセン部分が線形プローブチェーンの柔軟な端に配置されたことが明らかになりました。補完的な標的DNAとのハイブリダイゼーションにより、結果として生じる剛性二重は、フェロセンの動きを電極表面に制限し、観測された電流の減少を引き起こしました。ターゲットDNAは、1.44 x 10（-11）Mの検出限界で検出されました。したがって、プローブは「自己報告プローブ」として機能し、標的DNAの検出は外部指標を必要とせずに実証されました。さらに、センサー電極は、再生プロセスによって標的DNAを検出することができ、不一致のDNAを区別できました。

We report a strategy for label-free and marker-free gene detection transducing the hybridization event to an electrochemical signal based on the hybridization-induced conformational flexibility change in probe structure. The probe structure was designed to possess a ferrocene moiety as a reporter part and a cysteine moiety as an anchor part at each end of a peptide nucleic acid (PNA) as a recognition part. Electrochemical examination of probe-modified gold electrodes revealed that the ferrocene moiety was placed at the flexible end of the linear probe chain. Upon hybridization with a complementary target DNA, the resultant rigid duplex restricted the ferrocene motion to the electrode surface, causing a decrease in the observed current. The target DNA was detected with the detection limit of 1.44 x 10(-11) M. Thus the probe functioned as a 'self-reporting probe' and detection of the target DNA was demonstrated without the need for external indicators. Moreover, the sensor electrode was able repeatedly to detect the target DNA by the process of regeneration and could discriminate a mismatched DNA.