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目的 外泌体microRNA(exo-miRNA)是目前肿瘤诊断和治疗最具潜力的生物标志物之一。但是,开发一种快速准确的exo-miRNA检测方法用于临床样本分析仍然存在挑战。本研究提出一种基于新型信号放大策略的电化学传感器用于对exo-miRNA的检测,通过基于多功能DNA四面体辅助的催化发夹组装技术(Multifunctional DNA tetrahedrons assisted catalytic hairpin assembly,MDTs-CHA)同时实现层叠、局域化的催化发夹组装反应,并且MDTs还可作为信号分子的载体,从而实现快速、灵敏、高效的信号扩增。方法 通过聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)、荧光光谱法、差分脉冲伏安法(DPV)验证MDTs-CHA信号放大策略的可行性;采用电化学阻抗谱(EIS)、方波伏安法(SWV)和循环伏安法(CV)对电化学传感器的界面构建进行表征;通过DPV信号验证该方法的信号放大性能、灵敏度和特异性。应用构建的MDTs-CHA电化学传感器检测血浆来源的exo-miRNA,并与qRT-PCR检测结果进行一致性比较。并采用该方法检测血浆样本中肿瘤来源的exo-miRNA,并建立疾病诊断模型。结果1.MDTs-CHA由两个DNA四面体(T1,T2)组成,每个四面体不仅可以作为DNA发夹结构的载体以及下一层CHA反应的触发链,还可以负载信号分子六氨合钌(RuHex)作为信号标签。2.通过高温变性“一步法”即可完成DNA四面体组装,在室温下DNA发夹即可装载到DNA四面体;3.在存在靶标exo-miRNA时,双层的MDTs-CHA反应可被快速触发,从而使得大量负载RuHex的DNA四面体被电极表面的捕获探针所结合,从而引起电化学信号的显著升高。MDTs-CHA可在30分钟内完成对exo-miRNA定量检测,线性范围为10 aM-100 pM,检测限可低至7.2 aM。4.miRNA的电化学检测结果与qRT-PCR检测结果一致性较好。5.通过在乳腺癌研究队列中分析肿瘤相关的exo-miRNA(miR-1246),该平台对乳腺癌诊断显示出高效率(AUC:0.931)和高敏感性(89.9%)。结论1.基于MDTs-CHA的电化学平台可在30分钟内完成对exo-miRNA定量检测,线性范围为10aM-100pM,检测限可低至7.2aM。对exo-miRNA的检测具有良好的灵敏度和特异性。2.该平台的exo-miRNA检测结果与qRT-PCR具有良好的一致性,有望应用于临床检测exo-miRNA。3.exo-miRNA可作为疾病诊断的生物标志物。因此基于MDTs-CHA策略的电化学传感器在生物分析和临床诊断中具有巨大的潜力。