上海(hai)騰(teng)拔(ba)質構(gou)儀用於(yu)測(ce)定(ding)CHA微(wei)針(zhen)傳感器(qi)的力(li)學性能(neng)

最近的研究(jiu)表明(ming)微(wei)針(zhen)在簡(jian)化核(he)酸提(ti)取(qu)過(guo)程(cheng)和(he)miRNA 的快速檢測(ce)上具(ju)有duyiwuer的優(you)勢，可(ke)在不(bu)同(tong)部位、不同(tong)時間靈活地對miRNA 進(jin)行(xing)檢測(ce)，克服miRNA 在植物體內表達(da)的時空差(cha)異性。這種微(wei)針(zhen)最初設(she)計(ji)為侵入(ru)性藥(yao)物(wu)輸送裝(zhuang)置(zhi)，可(ke)通過(guo)真空誘導(dao)吸(xi)力(li)或(huo)毛(mao)細(xi)作(zuo)用(yong)等(deng)實現對真皮間質液的提取(qu)。當(dang)嵌入特(te)定(ding)探針(zhen)時，微(wei)針(zhen)可(ke)以檢測(ce)多種生(sheng)物分(fen)子(zi)，包(bao)括(kuo)小分(fen)子(zi)、蛋(dan)白質和(he)核(he)酸。其(qi)中，甲基(ji)丙烯(xi)酸(suan)化透(tou)明(ming)質酸(suan)微(wei)針(zhen)因其(qi)出色的溶(rong)脹(zhang)特(te)性和(he)可(ke)調節(jie)的機(ji)械(xie)性能(neng)而(er)受(shou)到歡迎(ying)。這些創(chuang)新(xin)技術(shu)在(zai)收集體內miRNA 和即時檢測(ce)方面表現出了較(jiao)好的性能(neng)，為微(wei)針(zhen)生(sheng)物傳(chuan)感器(qi)在(zai)體內生(sheng)物標(biao)記物(wu)的潛在(zai)應(ying)用奠(dian)定(ding)了基(ji)礎。

植(zhi)物(wu)汁(zhi)液中同(tong)樣富含各種生(sheng)物標(biao)記物(wu)，包(bao)括(kuo)致(zhi)病(bing)因子(zi)、葡(pu)萄(tao)糖(tang)、生(sheng)長激(ji)素、miRNA 等(deng)。在木質化程(cheng)度(du)較低(di)的區域(yu)，例(li)如(ru)幼葉和果實的角(jiao)質層(ceng)，微(wei)針(zhen)可(ke)以輕(qing)松(song)突(tu)破(po)植物(wu)表皮和(he)細(xi)胞(bao)壁的屏(ping)障，快速提取(qu)植(zhi)物(wu)汁(zhi)液，為(wei)采(cai)樣程(cheng)序的簡(jian)化和(he)生(sheng)物標(biao)識物的快速檢測(ce)提供(gong)了(le)新(xin)的途(tu)徑。這種創(chuang)新(xin)方法有助(zhu)於更(geng)快、更(geng)準(zhun)確地檢測(ce)特定(ding)部位的生(sheng)物分(fen)子(zi)，開創(chuang)植(zhi)物生(sheng)物分(fen)子(zi)研(yan)究效率和精(jing)度(du)的新(xin)時代(dai)。然(ran)而(er)，微(wei)針(zhen)傳感器(qi)從(cong)植物(wu)組(zu)織中提取(qu)汁(zhi)液以識別(bie)生(sheng)物標(biao)誌(zhi)物(尤其(qi)是miRNA)的研究(jiu)仍(reng)相對較(jiao)少(shao)。

用(yong)於(yu)miRNA 檢測(ce)的CHA 檢測(ce)系統整合(he)到微(wei)針(zhen)中以獲得(de)微(wei)針(zhen)傳感器(qi)(CHA-MNs)，提(ti)取(qu)植(zhi)物(wu)組(zu)織中的miRNA 並對其(qi)進(jin)行(xing)檢測(ce)。微(wei)針(zhen)利用高親(qin)水(shui)性的MeHA 制(zhi)備，通(tong)過(guo)光(guang)交(jiao)聯提升(sheng)機(ji)械(xie)性能(neng)，確保(bao)其(qi)能(neng)夠(gou)紮入葉面並快速有效地汲(ji)取(qu)植(zhi)物(wu)汁(zhi)液；特(te)異性的核(he)酸探(tan)針(zhen)基(ji)於CHA 循(xun)環(huan)擴(kuo)增檢測(ce)miRNA 以增強(qiang)靈敏度(du)。兩者(zhe)的整合(he)，將有望(wang)簡(jian)化miRNA 的提取(qu)和(he)檢測(ce)過(guo)程(cheng)，使miRNA 經過(guo)簡(jian)短程序後(hou)快速轉化為(wei)可(ke)辨別(bie)的熒(ying)光(guang)信(xin)號(hao)，實現植(zhi)物(wu)體內miRNA 的即時檢測(ce)。

1、質構(gou)儀評(ping)估(gu)微(wei)針(zhen)的力(li)學性能(neng)

微(wei)針(zhen)的機(ji)械(xie)性能(neng)直接(jie)影響其(qi)穿(chuan)透(tou)植物組(zu)織的能力(li)。為(wei)了(le)深(shen)入研究不同(tong)制(zhi)備方法對CHA-MNs 機(ji)械(xie)性能(neng)的影響，利用質構(gou)儀對其(qi)進(jin)行(xing)了測(ce)試。如(ru)圖(tu)2-15(a, b)所(suo)示，隨(sui)著(zhe)探針(zhen)下壓，微(wei)針(zhen)所(suo)受(shou)力(li)逐漸(jian)增(zeng)大(da)，力(li)-位(wei)移(yi)曲(qu)線(xian)呈現出明(ming)顯(xian)的上升(sheng)趨(qu)勢。對於(yu)幹(gan)交(jiao)聯法制(zhi)備的CHA-MNs，隨(sui)著(zhe)光(guang)照時間的延長(chang)，其(qi)機(ji)械(xie)性能(neng)顯(xian)著增強(qiang)。其(qi)中，光(guang)照3 min 的微(wei)針(zhen)表現出zuiyou的機(ji)械(xie)性能(neng)，在微(wei)針(zhen)彎曲(qu)達(da)到最大(da)值(485 μm)時，每(mei)根微(wei)針(zhen)可(ke)承受(shou)0.17 N的力(li)。而(er)光(guang)照時間較短(1 min、2 min)的樣品(pin)，由(you)於(yu)凝膠網(wang)絡交(jiao)聯程度(du)較低(di)，其(qi)承載力(li)均(jun)不(bu)超(chao)過(guo)0.05 N。實驗結束(shu)後(hou)，微(wei)針(zhen)jianduan未觀(guan)察(cha)到明(ming)顯(xian)變形。濕交(jiao)聯法制(zhi)備的CHAMNs的力(li)-位(wei)移(yi)曲(qu)線(xian)也顯(xian)示出類似(si)的趨(qu)勢，即隨(sui)著(zhe)光(guang)照時間的延長(chang)，機(ji)械(xie)性能(neng)逐漸(jian)增(zeng)強(qiang)。其(qi)中，光(guang)照30 s 的微(wei)針(zhen)每(mei)根可(ke)承受(shou)0.13 N 的力(li)。