文献：

Primer Exchange Reaction Coupled with DNA-Templated Silver Nanoclusters for Label-Free and Sensitive Detection of MicroRNA

文献链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s12010-023-04420-1

作者：

Linhong Ning , Yuanhong Li , Zhimei Zhang , Yuan Zhou , Li Yang , Qinghai Yu , Feng Yu , Zehui Tong

相关产品：AgNCs（银纳米簇）

https://www.ruixitech.com/product-details/agncs.html

原文摘要：

MicroRNAs (MiRNAs) play pivotal roles in regulating gene expression, and serve as crucial biomarkers for diagnosis of a variety of disease. However, label-free and sensitive miRNA detection remains a huge challenge due to the low abundance. Herein, we developed an approach through integrating primer exchange reaction (PER) with DNA-templated silver nanoclusters (AgNCs) for label-free and sensitive miRNA detection. In this method, PER was used to amplify miRNA signals and produce single-strand DNA (ssDNA) sequences. The produced ssDNA sequences mediated DNA-templated AgNCs based signal generation by unfolding the designed hairpin probe (HP). The generated AgNCs signal was correlated with the dosage of target miRNA. Eventually, the established approach exhibited a low detection of limit of 47 fM with a great dynamic range of more than five orders of magnitude. In addition, the method was also utilized to detect the miRNA-31 expression in collected clinical samples from pancreatitis patients and demonstrated that miRNA-31 was upregulated in patients, showing a great promising of the method in clinical application.   

AgNCs：是银纳米簇（Silver Nanoclusters）的缩写。它是由几个到几十个银原子组成的纳米尺度的聚集体。与传统的银纳米粒子相比，银纳米簇的尺寸更小，通常其粒径小于 2nm。银纳米簇的原子组成和结构决定了它的许多物理和化学性质。基于AgNCs的相关性能，介绍如下：

图：纳米银表征团聚

反应体系构建：在一个经过灭菌处理的微量离心管中，依次加入适量的 PER 反应缓冲液、特定浓度的引物、模板 DNA 以及待测的 miRNA 样品。轻轻混匀后，将反应管置于适宜的温度孵育，以促使 miRNA 与引物结合并启动 PER 反应。

PER 反应：向上述反应体系中加入适量的 DNA 聚合酶，然后继续孵育一定时间，使引物按照模板 DNA 的指令进行延伸和链置换反应，产生大量与目标 miRNA 相关的核酸序列。在这个过程中，聚合酶沿着模板 DNA 不断添加核苷酸，并且将已经杂交在模板上的核酸链置换下来，从而实现核酸序列的扩增和转换。

AgNC 合成与检测体系构建：取一定量经过 PER 反应后的产物，与预先准备好的用于合成 AgNC 的 DNA 模板溶液混合，然后加入适量的 AgNO₃溶液，在室温下孵育一段时间，使 Ag⁺与 DNA 模板上的特定碱基结合。接着快速加入新鲜配制的 NaBH₄溶液进行还原反应，在冰上孵育数分钟，促使 AgNC 的形成。

检测：使用荧光分光光度计检测反应体系的荧光光谱。由于 PER 反应产生的核酸序列与 AgNC 的形成和荧光性质相互关联，当 miRNA 存在并引发 PER 反应时，会影响 AgNC 的荧光特性，如荧光强度、发射波长等发生变化。通过测量和分析这些荧光参数的变化，就可以实现对 miRNA 的无标记灵敏检测。可以绘制标准曲线，即使用一系列已知浓度的 miRNA 标准品进行上述相同的实验操作，得到相应的荧光信号变化，建立 miRNA 浓度与荧光信号之间的定量关系，从而对待测样品中的 miRNA 浓度进行准确测定。

图：机制示意

结论：

该文献开发了一种将引物交换反应 (PER) 与 DNA 模板银纳米簇 (AgNC) 相结合的方法，用于无标记且灵敏的 miRNA 检测。AgNCs 具有荧光特性，其荧光发射波长和强度可通过改变 DNA 模板的序列和长度、银纳米团簇的大小等因素来调节。当 AgNCs 与 MicroRNA 发生相互作用时，荧光信号会发生变化，如荧光强度增强或减弱，从而实现对 MicroRNA 的检测。