Nauka

Przenośne, 20-minutowe wykrywanie RNA

Przenośne, 20-minutowe wykrywanie RNA

Nowy, niewymagający zasilania chip mikroprzepływowy opracowany przez naukowców z RIKEN Advanced Science Institute (ASI) umożliwia wykrycie mikroRNA z bardzo małej objętości próbki w zaledwie 20 minut. Dzięki radykalnemu skróceniu czasu i ilości próbki wymaganej do wykrycia, chip stanowi podstawę do wczesnego diagnozowania chorób, takich jak rak i choroba Alzheimera, w punkcie opieki.

MikroRNA (miRNA) są małymi, niekodującymi cząsteczkami RNA, które regulują ekspresję genów w wielu procesach biologicznych, w tym w rozwoju, proliferacji, różnicowaniu i śmierci komórek (apoptozie). Stężenie niektórych miRNA w płynach ustrojowych wzrasta wraz z postępem chorób, takich jak rak i choroba Alzheimera, dając nadzieję, że te krótkie RNA mogą być kluczem do szybszej i dokładniejszej diagnozy. Obecnie dostępne techniki czułego wykrywania miRNA wymagają jednak kilku dni na postawienie diagnozy i obejmują sprzęt obsługiwany wyłącznie przez przeszkolony personel, co sprawia, że ​​są one niepraktyczne w wielu sytuacjach.

Zespół badawczy postanowił pokonać te przeszkody, opracowując urządzenie, które umożliwia szybkie i łatwe w użyciu punkt opieki (POC) diagnoza na podstawie bardzo małej próbki. We wcześniejszych badaniach zespół opracował urządzenie w postaci mikroczipa, które wykorzystuje polidimetylosiloksan (PDMS), związek silikonowy znany ze swoich właściwości pochłaniania powietrza, do pobierania odczynników do sondy wychwytującej w celu analizy. Ta technika pompowania uprościła projekt, eliminując potrzebę stosowania zewnętrznych źródeł zasilania, ale urządzenie wymagało zbyt dużej ilości próbki do praktycznych zastosowań.

[caption id = "załącznik_1206" align = "aligncenter" width = "648"] Nowy, niewymagający zasilania mikroczip do wykrywania RNA. Po lewej: sfabrykowany mikroczip. Po prawej: projekt mikrokanałowy. [Źródło obrazu:Medgadget] [/ caption] Nowe urządzenie również wykorzystuje PDMS jako pompę powietrza, ale drastycznie poprawia czułość metody poprzez metodę wzmacniania sygnału o nazwie wzmocnienie dendrytyczne wspomagane przepływem laminarnym (LFDA). Najpierw fragmenty DNA, które wiążą się ze specyficznymi sekwencjami miRNA, są mocowane do szklanej powierzchni wraz z próbką miRNA do analizy, a następnie umieszczane pod warstwą PDMS z kanałami w nim (Rysunek 1). Opróżniona z powietrza w próżni, warstwa PDMS wywołuje efekt pompy, która wciąga odczynniki amplifikacyjne, wprowadzane do wlotów kanałów do kanałów i styka się z miRNA, tworząc znakowane fluorescencyjnie struktury dendrytyczne, które rosną w czasie i można je szybko wykryć .

Czułość tej techniki drastycznie ogranicza ilość próbki wymaganą do postawienia diagnozy 0,25 attomoli (10-18 moli), tysiąckrotna poprawa w stosunku do wcześniejszego modelu zespołu. Wraz z jego czasem wykrycia tylko 20 minutte właściwości sprawiają, że urządzenie z własnym zasilaniem jest idealne do użytku w środowiskach ubogich w zasoby, obiecując przenośną diagnostykę w miejscu opieki dla milionów w krajach rozwijających się i na całym świecie.


Obejrzyj wideo: HardEdu - Zestaw do nauki programowania Arduino w domu i szkole (Styczeń 2022).