近日,南京大学化学化工学院徐静娟教授团队采用尖端直径为150nm的硅酸盐毛细管,构建了一个单细胞小RNA取样及检测的集成式单细胞电化学检测器件。该工作将双特异性核酸酶-辅助催化发夹组装与离子整流技术相结合,在对细胞几乎没有损伤的情况下,实现了对单个细胞内小RNA的取样及检测。该工作以miR-10b为目标分析物,选取正常的乳腺细胞MCF-10A作为对照组、转移性乳腺癌细胞MDA-MB-231以及非转移性乳腺癌细胞MCF-7作为实验组,研究了三种细胞中miR-10b表达水平的差异。结果发现,相比于正常细胞,转移性细胞MDA-MB-231中miR-10b的含量较高。实验利用不同抗癌药物分别对三种细胞进行诱导,评估了药物对细胞内miR-10b的影响。结果发现,抗癌药物引起细胞凋亡的同时,也降低了miR-10b的表达水平。由于纳米尺寸的毛细管对细胞的损伤微乎其微,保证了在利用纳米管对单细胞进行取样检测的过程中,细胞能够处于正常的生理环境,分析后细胞也能正常存活。该工作实现了药物诱导后对单个MDA-MB-231细胞进行追踪检测,探究了在一定时间内,药物诱导引起单个细胞内小RNA的变化。

图(a)纳米针内小RNA引发信号放大示意图;(b)所采用的纳米毛细管SEM图;(c)纳米毛细管扎入单细胞取样显微图像。
该工作近日以“An Integrated Electrochemical Nanodevice for Intracellular RNA Collection and Detection in Single Living Cell”为题在线发表于Angewandte Chemie International Edition(DOI: 10.1002/anie.202014798)。南京大学化学化工学院博士生王海燕为论文第一作者,赵伟伟副教授和徐静娟教授为论文通讯作者,南京大学是论文标注的完成单位。该项目得到了陈洪渊院士的指导和国家自然科学基金的资助。