ИСТИНА

ДНК-сенсоры применяются при экологическом и пищевом мониторинге, контроле лекарственных препаратов [1]. Особый интерес представляет разработка ДНК-сенсоров для ранней диагностики заболеваний и развития персонализированной медицины. Для данных целей подходят электрохимические ДНК-сенсоры ввиду их компактности, высокой чувствительности, скорости и низкой стоимости анализа. В процессе создания электрохимических ДНК-сенсоров необходимо иммобилизовать ДНК-зонды на электродной поверхности. Иммобилизация, например, за счёт образования амидных связей неизменно сопровождается процессами гидролиза, что приводит к снижению эффективности [2]. Тогда как в результате клик-реакции алкин-модифицированных олигонуклеотидов и азидных групп полимера поли(3,4-(1-азидометилэтилен)диокситиофена) (ПЭДОТ-N3) возможно провести одностадийную иммобилизацию ДНК-зонда на поверхности электрода. В данной работе электрохимический синтез ПЭДОТ-N3 впервые был выполнен в водной среде, поскольку поверхностно-активные вещества или органические растворители, обычно использующиеся при синтезе, могут уменьшать электрохимическую активность биосенсоров. Для вольтамперометрического исследования электрохимической кинетики ПЭДОТ-N3 при различных значениях pH использовали медиаторы [Fe(CN)6]3-/4- и [Ru(NH3)6]3+/2+, имеющие различающийся по знаку заряд. С увеличением pH наблюдали антибатные изменения электрохимических констант скорости для [Ru(NH3)6]3+/2+ и [Fe(CN)6]3-/4-. В результате установлено, что модификация электродов ПЭДОТ-N3 повышает их электрохимическую активность. Модифицированные ПЭДОТ-N3 электроды использовали в качестве платформы для создания прототипа электрохимического ДНК-сенсора. Модельным олигонуклеотидом была выбрана ДНК, полученная в результате обратной транскрипции на матрице участка РНК HULC (Highly Up-regulated in Liver Cancer). ДНК-зонд длиной 70 нуклеотидов иммобилизовали клик-реакцией ацетилен-ДНК и азидных групп полимера. Комплементарная ДНК-мишень (20 нуклеотидов) содержала наночастицы берлинской лазури в качестве электрокаталитической метки. Продемонстрировали, что модификация поверхности электрода ПЭДОТ-N3 снижает неспецифическую адсорбцию ДНК-мишеней по сравнению с чистым планарным электродом. Гибридизацию регистрировали в режиме хроноамперометрии в присутствии H2O2. Показана принципиальная возможность детектирования ДНК с использованием наночастиц берлинской лазури в качестве электроактивных меток при концентрации ДНК-зондов 0,2 нМоль. Используемый принцип детектирования и подход к созданию электрохимических ДНК-сенсоров являются универсальными и позволяют работать с различными олигонуклеотидами. Литература 1. Ku T., Zhang T., Luo H., Yen T., Chen P., Han Y., Lo Y. Nucleic acid aptamers: an emerging tool for biotechnology and biomedical sensing // Sensors. 2015, №15(7). p. 16281-16313. 2. Peng H., Soeller C., Travas-Sejdic J. Novel Conducting Polymers for DNA Sensing // Macromolecules. 2007, №40(4). p. 909-914. Благодарности Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 19-73-00166)