Draagbare 20-minute RNA-opsporing - Wetenskap - 2022
'N Nuwe kragvrye mikrovloeistofskyfie wat ontwikkel is deur navorsers van die RIKEN Advanced Science Institute (ASI) maak dit moontlik om binne slegs 20 minute die opsporing van mikroRNA vanaf 'n uiters klein monstervolume op te spoor. Deur die tyd en hoeveelheid monsters wat nodig is vir opsporing drasties te verminder, lê die chip die grondslag vir vroeë stadium van sorgdiensdiagnose van siektes soos kanker en Alzheimer.
Mikro-RNA's (miRNA's) is klein, nie-koderende RNA-molekules wat geenuitdrukking reguleer in 'n wye verskeidenheid biologiese prosesse, insluitend ontwikkeling, selproliferasie, differensiasie en seldood (apoptose). Die konsentrasie van sekere miRNA in liggaamsvloeistowwe neem toe met die progressie van siektes soos kanker en Alzheimers, wat hoop skep dat hierdie kort RNA die sleutel kan wees tot 'n vinniger, akkurate diagnose. Tans beskikbare tegnieke vir sensitiewe miRNA-opsporing, benodig egter dae om 'n diagnose te bereik en toerusting wat slegs deur opgeleide personeel gebruik word, te betrek, wat dit onprakties maak vir gebruik in baie situasies.
Die navorsingspan het probeer om hierdie struikelblokke te oorkom deur 'n toestel te ontwikkel wat vinnig, maklik om te gebruik, moontlik maak punt van sorg (POC) diagnose uit slegs 'n baie klein steekproef. In vroeëre navorsing het die span 'n toestel ontwikkel in die vorm van 'n mikroskyfie wat gebruik word polydimetielsiloksaan (PDMS), 'n silikoonverbinding wat bekend is vir sy lugabsorpsie-eienskappe, om reagense in 'n vangsonde te trek vir analise. Hierdie pomptegniek vereenvoudig die ontwerp deur die behoefte aan eksterne kragbronne uit te skakel, maar die toestel benodig 'n hoeveelheid monster wat te groot is vir praktiese toepassings.
[caption id = "attachment_1206" align = "aligncenter" width = "648"] Nuwe kragvrye RNA-opsporingsmikroskyfie. Links: vervaardigde mikroskyfie. Regs: Mikrokanaalontwerp. [Beeldbron:Medgadget] [/ caption] Die nuwe toestel gebruik ook PDMS as lugpomp, maar verbeter die sensitiwiteit van die metode drasties deur middel van 'n seinversterkingsmetode genaamd laminêre vloei-geassisteerde dendritiese versterking (LFDA). Eerstens word DNA-fragmente wat aan spesifieke miRNA-reekse bind, op 'n glasoppervlak vasgemaak saam met die miRNA-monster wat geanaliseer moet word, en dan onder 'n laag PDMS ingebou met kanale daarin (Figuur 1). Sodra die lug in 'n vakuum leeg is, veroorsaak die PDMS-laag 'n pompeffek wat versterkingsreagens, wat by die kanaalinlate ingevoeg word, in die kanale en in kontak met die miRNA trek, wat fluoressensie-gemerkte dendritiese strukture skep wat mettertyd groei en vinnig opgespoor kan word. .
Die sensitiwiteit van hierdie tegniek verminder die monsterhoeveelheid wat benodig word vir die diagnose drasties tot slegs 0,25 attomole (10-18 mol), 'n duisendvoudige verbetering in vergelyking met die vorige model van die span. Saam met die opsporingstyd van slegs 20 minuteHierdie eienskappe maak die selfaangedrewe toestel ideaal vir gebruik in omgewings wat arm is aan hulpbronne, en belowende draagbare sorgvuldige diagnose vir miljoene in ontwikkelende lande en regoor die wêreld.