Die schnelle Erkennung von Adenosin im Urin ist von großer Bedeutung für das Screening von Krankheiten wie Tumoren, wobei bestehende Methoden durch komplexe Handhabung und geringe Empfindlichkeit eingeschränkt sind. Diese Studie schlägt einen nukleinsäureaptamersensor mit tandemmarkiertem G-Quartett für die schnelle und empfindliche Erkennung von Adenosin im Urin vor. Zunächst wird auf der Oberfläche einer sauberen glasartigen Kohlenstoffelektrode kovalent eine doppelsträngige Nukleinsäuremodifikation mit Adenosin-Aptamer angebracht. Bei Anwesenheit von Adenosin bindet dieses spezifisch an den Aptamer (Apt) und setzt dadurch die rollende Kreisamplifikationsprimer-Sonde (Primer, P) frei. Anschließend dient P als Vorlage für die rollende Kreisamplifikation (RCA), wodurch innerhalb kurzer Zeit große Mengen an Amplifikationsprodukten mit G-reichen Wiederholungssequenzen erzeugt werden. Diese Wiederholungssequenzen können sich in Gegenwart von Kaliumionen selbstständig zu G-Quartett-Strukturen (G4) zusammenlagern, um eine weitere Immobilisierung von Methylenblau (MB) zu ermöglichen, wodurch der Antwortstrom verstärkt und die Nachweisempfindlichkeit erhöht wird. Der Sensoraufbau wurde mittels Elektrophorese, zyklischer Voltammetrie und elektrochemischer Impedanzspektroskopie charakterisiert sowie die Nachweisbedingungen für Adenosin optimiert. Unter optimalen experimentellen Bedingungen liegt der lineare Nachweisbereich des Sensors bei 1 fmol/L bis 1 nmol/L, mit einer Nachweisgrenze von 0,68 fmol/L. Der Sensor zeigt ebenfalls gute Stabilität (RSD=5,4%), Reproduzierbarkeit (RSD=4,1%) und Selektivität. Die Rückgewinnung von Adenosin in frischen Urinproben liegt bei 104 % bis 105 % mit einem RSD von 1,5 % bis 5,5 %. Dieser aptamerbasierte Biosensor ist einfach zu handhaben, hochsensitiv, spezifisch und kostengünstig und verspricht eine schnelle Erkennung von Adenosin im menschlichen Urin.

Adenosin;Aptamer;Rollierende Kreisamplifikation;G-Quartett;Elektrochemischer Sensor