魏大程/耿利Anal. Chem.：晶体管上的电定向抗体用于监测甲基化DNA

研究内容

抗体晶体管是一种很有前途的生物传感平台，用于诊断和监测各种疾病。然而，生物标志物的低浓度和短半衰期需要在微量分子水平上进行生物检测，这对现有的抗体晶体管来说仍然是一个挑战。

复旦大学魏大程/东方肝胆外科医院耿利展示了一种具有电取向抗体探针（EOA-gFET）的石墨烯场效应晶体管（gFET，用于监测甲基化DNA）。电场限制了抗体探针在石墨烯上的取向，缩短了石墨烯与抗体捕获的甲基化DNA之间的距离，在石墨烯中产生更多的诱导电荷并放大电信号。EOA-gFET实现了约0.12拷贝μL -1 的检测极限（LoD），达到了之前报道的最低LoD。EOA-gFET在约6分钟内显示出癌症临床血清样本的可分辨信号，证明了其作为疾病筛查和诊断的强大工具的潜力。相关工作以“Electrically Oriented Antibodies on Transistor for Monitoring Several Copies of Methylated DNA”为题发表在国际著名期刊Analytical Chemistry上。

研究要点

要点1.作者展示了一种具有电取向抗体探针（EOA-gFET）的石墨烯场效应晶体管（gFET），用于检测痕量甲基化DNA。

要点2.由于抗体的两个区域中的电荷相反，在外源电场（efield）下，带相对正电荷的抗原结合区域朝向石墨烯表面，而带负电荷的可结晶区域被限制远离石墨烯。抗体探针的这种固定取向防止了空间位阻，并使捕获的DNA更接近石墨烯，在gFET的通道上产生更多的诱导电荷，随后增强了电信号。

要点3.EOA-gFET开发了一种在无需额外制备程序或设备的情况下在基于抗体的gFET中进行信号放大的新方法。作为一种应用，EOA-gFET由抗5mC抗体修饰，实现单链和双链中的甲基化DNA检测。在超灵敏的情况下，EOA-gFET在1×磷酸盐缓冲盐水（PBS）中的检测极限为～0.12拷贝μL -1 ，这是迄今为止报道的最低LoD。EOA-gFET将13份HCC患者血清样本与4份健康人血清样本区分开来，验证了EOA-gFET在临床实践中的潜力。

研究图文

图1. 用于检测甲基化DNA的EOA-gFET。

图2. EOA-gFET生物传感器检测甲基化DNA。

图3. EOA-gFET的检测机制。

图4. 从临床样本中检测甲基化DNA。

文献详情

Electrically Oriented Antibodies on Transistor for Monitoring Several Copies of Methylated DNA

Yiheng Chen, Xuejun Wang, Shi Luo, Changhao Dai, Yungen Wu, Junhong Zhao, Wentao Liu, Derong Kong, Yuetong Yang, Li Geng,* Yunqi Liu, Dacheng Wei*

Anal. Chem.

DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.3c04670