Wissenschaft

Tragbarer 20-minütiger RNA-Nachweis

Tragbarer 20-minütiger RNA-Nachweis

Ein neuer stromloser Mikrofluidik-Chip, der von Forschern der RIKEN Advanced Science Institute (ASI) ermöglicht den Nachweis von microRNA aus extrem kleinen Probenvolumina in nur 20 Minuten. Durch die drastische Reduzierung der für die Erkennung erforderlichen Zeit und Menge der Probe bildet der Chip die Grundlage für die frühzeitige Diagnose von Krankheiten wie Krebs und Alzheimer am Behandlungsort.

MicroRNAs (miRNAs) sind kleine, nicht kodierende RNA-Moleküle, die die Genexpression in einer Vielzahl von biologischen Prozessen regulieren, einschließlich Entwicklung, Zellproliferation, Differenzierung und Zelltod (Apoptose). Die Konzentration bestimmter miRNAs in Körperflüssigkeiten nimmt mit dem Fortschreiten von Krankheiten wie Krebs und Alzheimer zu, was die Hoffnung weckt, dass diese kurze RNA den Schlüssel zu einer schnelleren und genaueren Diagnose darstellt. Derzeit verfügbare Techniken für den Nachweis empfindlicher miRNA erfordern jedoch Tage, um eine Diagnose zu erhalten, und umfassen Geräte, die nur von geschultem Personal bedient werden, was sie für die Verwendung in vielen Situationen unpraktisch macht.

Das Forschungsteam machte sich daran, diese Hindernisse zu überwinden, indem es ein Gerät entwickelte, das eine schnelle und einfache Bedienung ermöglicht Point-of-Care (POC) Diagnose nur aus einer sehr kleinen Stichprobe. In früheren Forschungen entwickelte das Team ein Gerät in Form eines Mikrochips, das verwendet Polydimethylsiloxan (PDMS), eine Silikonverbindung, die für ihre Luftabsorptionseigenschaften bekannt ist, um Reagenzien zur Analyse in eine Einfangsonde zu ziehen. Diese Pumptechnik vereinfachte das Design, da keine externen Stromquellen erforderlich waren. Das Gerät benötigte jedoch eine Probenmenge, die für praktische Anwendungen zu groß war.

[caption id = "Anhang_1206" align = "aligncenter" width = "648"] Neuer stromloser RNA-Nachweis-Mikrochip. Links: Hergestellter Mikrochip. Rechts: Mikrokanaldesign. [Bildquelle:Medgadget] [/ caption] Das neue Gerät verwendet PDMS auch als Luftpumpe, verbessert jedoch die Empfindlichkeit der Methode durch eine Signalverstärkungsmethode namens laminare strömungsunterstützte dendritische Amplifikation (LFDA). Zunächst werden DNA-Fragmente, die an bestimmte miRNA-Sequenzen binden, zusammen mit der zu analysierenden miRNA-Probe auf einer Glasoberfläche fixiert und dann unter einer PDMS-Schicht mit Kanälen eingeschlossen (Abbildung 1). Im Vakuum von Luft befreit, induziert die PDMS-Schicht einen Pumpeffekt, der an den Kanaleinlässen eingeführte Amplifikationsreagenzien in die Kanäle und in Kontakt mit der miRNA zieht und fluoreszenzmarkierte dendritische Strukturen erzeugt, die mit der Zeit wachsen und schnell erkannt werden können .

Die Empfindlichkeit dieser Technik reduziert die für die Diagnose erforderliche Probenmenge drastisch auf nur 0,25 Attomol (10-18 Mol), eine tausendfache Verbesserung gegenüber dem früheren Modell des Teams. Zusammen mit seiner Erkennungszeit von nur 20 MinutenAufgrund dieser Eigenschaften ist das Gerät mit eigener Stromversorgung ideal für den Einsatz in ressourcenarmen Umgebungen geeignet und verspricht Millionen in Entwicklungsländern und auf der ganzen Welt eine tragbare Point-of-Care-Diagnose.


Schau das Video: 199 UPERFECT 1920x1080 mobiler 15,6 Zoll IPS tragbarerBildschirm HDMI Typ-C Anschluß (Dezember 2021).