基因组DNA中的5-羟甲基胞嘧啶(5-Hydroxymethylcytosine in genomic DNA, 5hmC-DNA)是一种主要的表观遗传标记，在癌症进展等广泛的生物过程中发挥关键作用。然而，由于5hmC-DNA丰度低且非靶点干扰严重，在高度复杂的生物标本中高效检测5hmC-DNA仍然是一个严峻的挑战。利用MXene作为信号助推器，本文提出了一种电化学生物传感技术，用于超灵敏地检测复杂生物样本中的5hmC-DNA。该技术集成了5hmC羟基的酶催化转化、5hmC- dna靶点的序列特异性识别和简单的电化学反应。值得注意的是，纳米Ti₃C₂T_x MXene作为一种高导电剂被引入，大大提高了信号。该技术不仅在5hmC- dna (1.0 × 10−13 ~ 1.0 × 10−9 m)范围内具有良好的线性反应，最低检测限为59 fM，而且对包括胞嘧啶(C)和5-甲基胞嘧啶(5mC)在内的5hmC类似物具有良好的选择性。更重要的是，概念验证证明了该技术可以直接从复杂的背景中检测5hmC-DNA，包括受照或未受照小鼠的细胞基因组提取物和血清，这表明该技术在早期癌症筛查等多种应用中具有良好的应用前景。
 
图1. 5个hmC-DNA在复杂背景下的电化学检测示意图，包括样品预处理和MXene增强的电化学检测。
 
图2. 生物传感器的修饰与表征。
 
图3. 检测5hmC不同材料的选择与验证。
 
图4. Ti₃C₂T_x MXene增强5hmC-DNA检测方法的优化。
 
图5。所开发技术的分析性能。
 
图6. 从复杂标本中检测5hmC-DNA技术的验证。
 
       相关科研成果由中国科学院大学温州研究所Gen Yang等人于2024年发表在Advanced Functional Materials（DOI: 10.1002/adfm.202313118）上。原文：MXene Boosted Ultrasensitive Electrochemical Detection of 5-Hydroxymethylcytosine in Genomic DNA from Complex Backgrounds.
原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202313118

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