Наука

Портативний, 20-хвилинний виявлення РНК

Портативний, 20-хвилинний виявлення РНК

Новий безенергетичний мікрорідкий мікросхем, розроблений дослідниками з RIKEN Advanced Science Institute (ASI) дозволяє виявити мікроРНК з надзвичайно малого обсягу зразка лише за 20 хвилин. Різко скорочуючи час і кількість зразків, необхідних для виявлення, чіп закладає основу для діагностики таких захворювань, як рак та хвороба Альцгеймера, на ранніх стадіях.

МікроРНК (мікроРНК) є невеликими некодирующими молекулами РНК, які регулюють експресію генів у широкому діапазоні біологічних процесів, включаючи розвиток, проліферацію клітин, диференціювання та загибель клітин (апоптоз). Концентрація певної мікроРНК у рідинах тіла зростає із прогресуванням таких захворювань, як рак та хвороба Альцгеймера, породжуючи надію, що ці короткі РНК можуть утримувати ключ до швидшого та точнішого діагностування. Однак доступні в даний час методики для виявлення чутливої ​​мікроРНК вимагають днів для встановлення діагнозу та залучення обладнання, яке експлуатується лише навченим персоналом, що робить їх недоцільними для використання в багатьох ситуаціях.

Дослідницька група вирішила подолати ці перешкоди, розробивши пристрій, що забезпечує швидкий і простий у використанні пункт догляду (POC) діагноз лише з дуже невеликої вибірки. У попередніх дослідженнях команда розробила пристрій у вигляді мікрочіпа, який використовує полідиметилсилоксан (PDMS), силіконова сполука, відома своїми властивостями поглинання повітря, для втягування реагентів у зонд для захоплення для аналізу. Ця техніка накачування спростила конструкцію, усунувши потребу у зовнішніх джерелах живлення, але пристрій вимагав занадто великої кількості зразка для практичного застосування.

[caption id = "attachment_1206" align = "aligncenter" width = "648"] Новий бездротовий мікрочіп для виявлення РНК. Зліва: виготовлений мікрочіп. Справа: дизайн мікроканалу. [Джерело зображення:Medgadget] [/ caption] Новий пристрій також використовує PDMS як повітряний насос, але різко покращує чутливість методу за допомогою методу посилення сигналу, який називається ламінарне дендритне посилення з допомогою потоку (LFDA). Спочатку фрагменти ДНК, які зв’язуються зі специфічними послідовностями miRNA, фіксуються на скляній поверхні разом із аналізованим зразком miRNA, а потім затискаються під шаром PDMS з каналами в ньому (рис. 1). Вивільняючись від повітря у вакуумі, шар PDMS індукує ефект накачки, який втягує ампліфікаційні реагенти, вставлені на входах каналу, в канали та контактують з miRNA, створюючи дендритні структури, мічені флуоресценцією, які з часом ростуть і можуть бути швидко виявлені .

Чутливість цієї методики різко зменшує лише кількість зразків, необхідних для діагностики 0,25 аттомолей (10-18 моль), у тисячу разів поліпшення порівняно з попередньою моделлю команди. Разом із часом виявлення лише 20 хвилин, ці властивості роблять пристрій з автономним живленням ідеальним для використання в умовах, що не потребують ресурсів, що обіцяє портативну діагностику для медичного обслуговування для мільйонів у країнах, що розвиваються, та у всьому світі.


Перегляньте відео: Медичні послуги, дружні до підлітків та молоді (Грудень 2021).