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Zeptomole Imaging of Cytosolic MicroRNA Cancer Biomarkers with A Light-Controlled Nanoantenna

Nano-Micro Letters 2021年第12期13卷 468-482页

作者： Yang Song Xiaoli Cai grayson ostermeyer Shichao Ding Dan Du Yuehe Lin School of Mechanical and Materials Engineering Washington State UniversityPullmanWA 99164USA Nanosong Systems LLC RedmondWA 98052USA School of Biological Sciences Washington State UniversityPullmanWA 99164USA

Detecting and quantifying intracellular microRNAs(miRNAs)are a critical step in resolving a cancer diagnostic and resolving the ensemble of gene products that orchestrate the living state of ***,the nanoprobe for detecting low abundance miRNAs in cell cytosol is restricted by either the"one-to-one"signaltrigger model or di culty for cytosol *** address these challenges,we designed a lightharvesting nanoantenna-based nanoprobe,which directs excitation energy to a single molecule to sensitively detect cytosolic *** light irradiation,the light-harvesting nanoantenna e ectively disrupted lysosomal structures by generationof reactive oxygen species,substantially achieved cytosol *** nanoantenna containing>4000 donor dyes can e ciently transfer excitation energy to one or two acceptors with 99%e ciency,leading to unprecedented signal amplification and biosensing *** designed nanoantenna can quantify cytosolic miR-210 at zeptomolar *** fluorescence lifetime of the donor exhibited good relationship with miR-210 concentration in the range of 0.032 to 2.97 amol/*** zeptomole sensitivity of nanoantenna provides accurate bioimaging of miR-210 both in multiple cell lines and in vivo assay,which creates a pathway for the creation of miRNA toolbox for quantitative epigenetics and personalized medicine.

关键词： Light-harvest Nanoantenna miRNA detection Zeptomole Multiple cell lines

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