Исследователи из Осакского столичного университета разработали технологию сверхчувствительного анализа ДНК, в которой вместо традиционной полимеразной цепной реакции (ПЦР) используется лазерный свет. Метод выявляет целевые фрагменты ДНК без амплификации — ресурсоемкого этапа классических тестов.
ПЦР-тесты, которые используются в медицинских исследованиях, требует сложного оборудования, централизованных лабораторий и квалифицированного персонала. В предложенном методе применяются гетерогенные частицы — наночастицы золота и полистирольные микросферы.
Эти частицы несут короткие, заранее известные цепочки ДНК, способные связываться с комплементарными участками в исследуемом образце. Если целевая ДНК — например, вирусная или раковая — присутствует, происходит процесс гибридизации: цепи связываются, и это взаимодействие фиксируется по флуоресценции.
Для ускорения гибридизации исследователи облучают раствор лазером. Когда размеры зондовых частиц совпадают с длиной волны лазера, возникает рассеяние Ми, создающее оптические силы, которые перемещают частицы и способствуют их взаимодействию. Поглощая свет, золотые наночастицы нагреваются, создавая фототермический эффект — дополнительный фактор, ускоряющий связывание.
«Наш светоиндуцированный метод позволяет обнаруживать ДНК без необходимости ПЦР», — заявили авторы. Пяти минут лазерного воздействия достаточно, чтобы достичь чувствительности, превышающей возможности цифрового ПЦР-теста на порядок.
Отказ от амплификации делает анализ дешевле, проще и быстрее. Это открывает возможности для диагностики инфекционных заболеваний, выявления рака на ранней стадии, проверки безопасности продуктов и анализа ДНК в окружающей среде.
Читать далее:
Найдена недостающая часть Вселенной: где она скрывалась
Прорыв в квантовой физике: ученые впервые измерили состояние кота Шредингера
На этой планете нашли признаки жизни: теперь мы знаем, как она выглядит
Иллюстрация на обложке: Изображение от freepik, сведения о лицензии