核酸バイオマーカーの超敏感でラベルフリーの検出のための金ナノスリットの磁気ナノ粒子強化SPR

mRNAバイオマーカーの超敏感な検出のための検出方法を実証しました。この方法は、金ナノスリットの表面プラズモン共鳴（SPR）と組み合わせて、信号強化のために機能化された磁気ナノ粒子（MNP）を利用します。検出のアプローチには、2つのステップの2つの異なる特定の場所での二重ハイブリダイゼーションが含まれます。第一に、バイオマーカー標的分子はMNPで捕捉され、2番目に標的分子を運ぶMNPがSPRチップに導入され、金ナノスリットに固定されたプローブでハイブリダイズします。この作業では、MNPは二重の目的に適用されました。サンプルマトリックスから標的分子を分離して、非特異的結合を防ぎ、SPR応答を強化します。SPRセンシングを提供するゴールドナノスリットは、ポリカーボネート（PC）フィルム上のナノインプリントリソグラフィによって製造されました。このフィルムは、マイクロリットルボリュームマイクロ流体チップと統合され、SPR検出チップを形成しました。この検出方法を使用して、2つの癌細胞株、CL1-0およびCL1-5のmRNA不均一な核リボ核核タンパク質（HNRNP B1）を検出しました。HNRNP B1は、がんの初期段階で肺がん組織で過剰発現しているmRNAバイオマーカーであり、肺がん患者の血清と血漿に見られることがあります。細胞株から合成標的分子と抽出されたトータルRNAをサンプルとして使用しました。標的分子の増幅と標識がなければ、SPRの結果は、2つの選択された細胞株から抽出されたRNAにおけるHNRNP B1 mRNAを検出するための特異的かつ高感度の方法を示しています。この方法は、標的分子の増幅と標識なしに、7μLサンプル（1.26×10（5）分子に対応）で最大30 fmの標的分子を測定できます。

We have demonstrated a detection method for the ultra-sensitive detection of an mRNA biomarker. The method utilizes functionalized magnetic nanoparticles (MNPs) for signal enhancement in conjunction with surface plasmon resonance (SPR) on gold nanoslits. The approach for detection includes double hybridization at two different specific locations in two steps. First, the biomarker target molecule is captured with MNPs, and second, MNPs carrying the target molecule are introduced to the SPR chip to hybridize with probes immobilized on the gold nanoslits. In this work, MNPs were applied for a dual purpose: to isolate the target molecule from the sample matrix to prevent non-specific binding and to enhance the SPR response. Gold nanoslits that provide SPR sensing were fabricated by nanoimprinting lithography on polycarbonate (PC) film. The film was integrated with a microliter volume microfluidic chip to form the SPR detection chip. This detection method was used to detect mRNA heterogeneous nuclear ribonucleoproteins (hnRNP B1) in two cancer cell lines, CL1-0 and CL1-5. hnRNP B1 is an mRNA biomarker that is overexpressed in lung cancer tissue in the early stage of cancer and can be found in the serum and plasma of lung cancer patients. A synthetic target molecule and extracted total RNA from the cell lines were used as samples. Without amplification and labeling of the target molecule, the SPR results demonstrate a specific and sensitive method for the detection of hnRNP B1 mRNA in extracted RNA from the two selected cell lines. The method is capable of measuring down to 30 fM of the target molecule in a 7 μl sample (corresponding to 1.26 × 10(5) molecules) without amplification and labeling of the target molecule.