【文献分享】索尼SA3800助力开发纳米机器人探针的癌症诊断前沿应用

    作者首先合成Fe₃O₄@SiO₂纳米颗粒，经羧基功能化后与胺化DTH探针共价结合形成MNPs。表征显示：MNPs具有超顺磁性（饱和磁化强度34.45 emu/g），可通过磁场快速操控；动态光散射显示其水合直径约488 nm，分散性良好；电泳和原子力显微镜验证了DNA四面体框架的稳定组装，确保DTH探针结构完整。通过638 nm激光激发MNPs表面标记的Cy5荧光团，Sony SA3800流式细胞仪可对平均水合粒径为488 nm的DNA四面体修饰磁性纳米机器人探针（MNPs）实现单颗粒水平的荧光信号捕获与分析。

图1. 磁性纳米机器人探针（MNPs）的构建

    在DTH探针的发夹催化自组装优化实验中，Sony SA3800全光谱流式细胞分析仪为关键参数筛选提供了量化依据：与游离发夹相比，其局部发夹浓度达67.8 μM（是游离发夹的271倍），2小时内即可达反应平台，荧光信号强度是游离发夹的两倍。通过检测不同Fe₃O₄@SiO₂用量、偶联时间、反应温度下的荧光信号，确定50 μg用量、6小时偶联时间、37℃为最佳条件；在磁场参数优化中，确定4 mT强度、6 Hz频率、45分钟反应时间为最佳条件，此时探针运动效率最高，反应动力学显著提升。

图2. 磁性纳米机器人探针（MNPs）检测方法的优化

    灵敏度方面，Sony SA3800通过对不同浓度miR-21的荧光信号采集，精准绘制浓度-ΔF曲线，结果显示MNPs在磁场驱动下对miR-21的检测限（LoD）低至2.34 pM，线性范围0.1-100 nM，较无磁场条件（64.41 pM）提升27.5倍。特异性实验中，Sony SA3800的高分辨率检测能力清晰区分了miR-21与错配序列及其他miRNA（miR-155、miR-221）的信号差异，磁场驱动进一步增强了对单碱基错配的识别能力，尤其在磁场驱动下，准确捕捉到单碱基错配识别能力的提升，验证了MNPs的高特异性。

图3. 磁性纳米机器人探针（MNPs）的灵敏度与特异性检测

    MNPs具有良好生物相容性：与HEK293、MCF-7等细胞孵育24小时后存活率超95%，48小时仍达90%以上。细胞成像中，无需转染试剂即可被细胞内吞，磁场驱动将成像时间从4小时缩短至2小时。Sony SA3800对不同细胞系的荧光信号进行定量分析，直接证明了癌症细胞（Hela、A375、MDA-MB-231、MCF-7）中miR-21表达水平显著高于正常细胞（HEK293），其结果与共聚焦成像、qRT-PCR一致，为MNPs的细胞内检测可靠性提供了关键佐证。

图4. miR-21在不同细胞系的表达水平