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可和上万美元仪器媲美,智能手机也能检测 DNA 了

智能手机只能用来上网打游戏吗?那你就 OUT 啦!

来自加州大学洛杉矶分校(UCLA)的研究人员开发了一种方法,用智能手机读取 DNA 测试,检测是否有疾病相关的生物标记,可以与实验室和医院高昂的专业设备相媲美。研究在线发表在了《ACS Nano》杂志上。

这种新技术采用了一种新的混合染料作为 DNA 显色剂,它的光比现有的信号亮度高 10 倍以上,然后可以利用手机的传感器和光学元件检测这种标志性光。

这种染料 / 手机读取系统的检测结果可以与价值上万美元的仪器相媲美。

众所周知,核酸检测可以用来测试感染性疾病、遗传性疾病、癌症突变以及检查胎儿异常。标准测试的样本中,所包含的疾病相关核酸的量是非常低的。为了提高光学测试的灵敏度,临床上会将核酸进行扩增,使它们所发出的荧光更容易被发现。

传统的扩增和光学检测步骤都需要昂贵和大型的仪器,这在很大程度上限制了应用的范围。UCLA 的研究者们致力于开发低成本的光学检测方式。

与 DNA 关联的发光分子,称为嵌入荧光染料,用于鉴定 DNA 的扩增,但是这些染料通常是不稳定的,且发出来的荧光对于手机传感器来说过于暗淡了。

UCLA 团队从这里着手进行了开发。他们首先发现了一种添加物质可以使嵌入式荧光染料变得稳定,并且其荧光信号相对于背景信号水平有了大幅度的提升。提升后的荧光能够被成本低廉的手机有效读取。

这种神奇的添加物质就是羟基萘酚蓝(hydroxynaphthol blue)。

羟基萘酚蓝的加入使系统获得了 69 倍于背景信号的荧光信号,这是一个非常优质的信噪比,能够被很好的观察到。在与温度和时间的函数中,荧光的稳定性提高了超过 60%,从而避免了传统方式中获得稳定信号需要手动校准基线和二次使用染料的必要。

研究人员表示这种染色组合普遍使用于检测任何核酸的扩增,允许应用于多种核酸扩增途径和测试中。

团队在演示这种方法时采用了环介导等温扩增(LAMP)途径,将噬菌体 DNA 作为目标分子。现在团队计划测试与疾病相关的更加复杂的临床样本,例如流感。

这种新方法是 UCLA 团队疾病诊断科技开发项目的一部分,我们期待之后会有更多低廉且便利的好方法问世。


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    可和上万美元仪器媲美,智能手机也能检测 DNA 了

    智能手机只能用来上网打游戏吗?那你就 OUT 啦!

    来自加州大学洛杉矶分校(UCLA)的研究人员开发了一种方法,用智能手机读取 DNA 测试,检测是否有疾病相关的生物标记,可以与实验室和医院高昂的专业设备相媲美。研究在线发表在了《ACS Nano》杂志上。

    这种新技术采用了一种新的混合染料作为 DNA 显色剂,它的光比现有的信号亮度高 10 倍以上,然后可以利用手机的传感器和光学元件检测这种标志性光。

    这种染料 / 手机读取系统的检测结果可以与价值上万美元的仪器相媲美。

    众所周知,核酸检测可以用来测试感染性疾病、遗传性疾病、癌症突变以及检查胎儿异常。标准测试的样本中,所包含的疾病相关核酸的量是非常低的。为了提高光学测试的灵敏度,临床上会将核酸进行扩增,使它们所发出的荧光更容易被发现。

    传统的扩增和光学检测步骤都需要昂贵和大型的仪器,这在很大程度上限制了应用的范围。UCLA 的研究者们致力于开发低成本的光学检测方式。

    与 DNA 关联的发光分子,称为嵌入荧光染料,用于鉴定 DNA 的扩增,但是这些染料通常是不稳定的,且发出来的荧光对于手机传感器来说过于暗淡了。

    UCLA 团队从这里着手进行了开发。他们首先发现了一种添加物质可以使嵌入式荧光染料变得稳定,并且其荧光信号相对于背景信号水平有了大幅度的提升。提升后的荧光能够被成本低廉的手机有效读取。

    这种神奇的添加物质就是羟基萘酚蓝(hydroxynaphthol blue)。

    羟基萘酚蓝的加入使系统获得了 69 倍于背景信号的荧光信号,这是一个非常优质的信噪比,能够被很好的观察到。在与温度和时间的函数中,荧光的稳定性提高了超过 60%,从而避免了传统方式中获得稳定信号需要手动校准基线和二次使用染料的必要。

    研究人员表示这种染色组合普遍使用于检测任何核酸的扩增,允许应用于多种核酸扩增途径和测试中。

    团队在演示这种方法时采用了环介导等温扩增(LAMP)途径,将噬菌体 DNA 作为目标分子。现在团队计划测试与疾病相关的更加复杂的临床样本,例如流感。

    这种新方法是 UCLA 团队疾病诊断科技开发项目的一部分,我们期待之后会有更多低廉且便利的好方法问世。