Även små mängder virus kan få katastrofala konsekvenser. RNA -identifiering kan avslöja vilken typ av virus som finns. En snabb och känslig teknik baserad på optisk detektion har nu beskrivits i tidningen Angewandte Chemie . Forskare från Tyskland och Finland har demonstrerat bindningen av ett RNA -mål till en sond gjord av guldnanoroder och en DNA -origamistruktur. Kiralitetsomkopplare som utlöses av bindning kan mätas med cirkulär dikroismspektroskopi.

Att identifiera patogenen - ofta ett virus - som stör en patient är en av de största utmaningarna inom vården. Virus som är ansvariga för zikafeber, AIDS, och hepatit C innehåller muterande RNA -sekvenser. Läkare måste snabbt veta vilken typ av virus deras patienter har fått, men nuvarande tekniker baserade på multiplicering av RNA är kostsamma och tidskrävande. Nu, Tim Liedl från Ludwigs-Maximilians-Universität i München, Tyskland, och hans kollegor, har utvecklat en snabb detekteringsstrategi baserad på nanoplasmonik, DNA origami, och en optisk avläsning.

Ljus kan framkalla plasmoniska vågor i nanosiserade metallstrukturer som är mindre än våglängden för det infallande ljuset. Denna resonans kan leda till starkt förbättrat ljusemission även från nanoskopiska strukturer - en funktion som är mycket intressant för biosenseringstillämpningar. Liedl och kollegor har skapat en nanoserad avkänningssond för RNA -molekyler.

Sonden, en nanoserad apparat gjord av DNA och guld -nanoroder, monterades med den så kallade DNA origami-tekniken, som utnyttjar DNA -basernas specifika interaktioner för att vika och limma ihop enkla trådar i valfri form. Författarna konstruerade två staplar av parallella DNA -spiraler löst anslutna genom ett gångjärn i mitten av staplarna. Guldnanoroder placerades ovanpå var och en av de korsade staplarna. Båda korsarmarna fick funktionalitet i sina ändar:forskarna fäst en enda DNA -sekvens kompletterad med en blockerande sträng till en arm, och den kompletterande DNA -sekvensen till den andra. I närvaro av mål -RNA, som kan vara en typisk viral RNA -sekvens, den blockerande strängen skulle lämna sitt DNA till förmån för RNA -hybridisering, och båda enkla DNA -sekvenserna skulle komplementärt bilda en dubbelsträng varigenom korsets två armar dras ihop. Denna strukturförändring introducerar kiralitet för sonden.

Kiralitet kan detekteras med cirkulär dikroism. Och verkligen, de strukturella förändringar som utlöstes av RNA -bindningen inducerade en cirkulär dikroismsignal som detekterades med en CD -spektrometer. Koncentrationer så låga som 100 pikomolära av mål -RNA identifierades, enligt författarna. Forskarna hoppas kunna etablera denna teknik i lab-on-a-chip-system där några steg krävs för provberedning och billiga miniatyrenheter leder till känsliga resultat. Preliminära resultat på serum från blod med tillsatt viralt RNA var lovande.

Författarna medger att detektionsgränserna fortfarande inte är tillräckligt låga för att vara kliniskt relevanta. Dock, de tror att förbättringar borde vara möjliga; Inklusive, bättre skydd av nanosensorerna från serumproteiner, en förändring till bättre resonerande plasmoniska metaller, och expansion av RNA -igenkänningsplatser. Detta kan göra tekniken till ett lovande diagnostiskt verktyg som inte nödvändigtvis är begränsat till viralt RNA.