納米粒子助力超越經(jīng)典PCR技術(shù)

日期：2015-12-01 08:53:47

最近，在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《Small》發(fā)表的一項(xiàng)研究中，研究人員成功地應(yīng)用一種新的定性和定量方法，來(lái)檢測(cè)利什曼原蟲(chóng)（Leishmania infantum）動(dòng)基體（kinetoplast，是利什曼原蟲(chóng)獨(dú)有的線粒體）特有的DNA序列，這是獸醫(yī)學(xué)上常見(jiàn)的一種寄生蟲(chóng)，也會(huì)影響人類(lèi)。這項(xiàng)工作是由西班牙巴塞羅那加泰羅尼亞納米科學(xué)與納米技術(shù)研究所（ICN2）——位于巴塞羅那自治大學(xué)（UAB）校園的一個(gè)研究中心，和UAB衍生公司Vetgenomics帶領(lǐng)完成的，旨在提高當(dāng)前獸醫(yī)病原體診斷的速度和精度。

勝過(guò)經(jīng)典的PCR技術(shù)

聚合酶式反應(yīng)（PCR）是當(dāng)前用以確定樣本中一段特定DNA序列的標(biāo)準(zhǔn)方法。PCR使用酶和兩條引物——短的核酸序列，作為DNA拷貝的起點(diǎn)。當(dāng)檢測(cè)是陽(yáng)性的時(shí)候，這項(xiàng)技術(shù)可產(chǎn)生數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的問(wèn)題序列的副本，以方便我們檢測(cè)。這個(gè)DNA擴(kuò)增涉及到，精確的溫度變化（熱循環(huán)）和復(fù)雜、昂貴的設(shè)備——被一種替代的方法（稱(chēng)為等溫?cái)U(kuò)增，在恒定溫度下進(jìn)行）打敗。

在這個(gè)背景下，作者在文章中提出了一種新的等溫?cái)U(kuò)增設(shè)計(jì)，使用金納米粒子和磁珠來(lái)標(biāo)記引物。擴(kuò)增的產(chǎn)物攜帶兩個(gè)標(biāo)簽，允許快速的純化和定量。第一引物的磁性能，通過(guò)磁性分離方法可促進(jìn)擴(kuò)增DNA的純化/預(yù)富集。另一方面，可通過(guò)簡(jiǎn)單的電催化檢測(cè)方法，很容易地量化金納米粒子。因此，使用標(biāo)記有金納米粒子和磁珠的引物，可將等溫?cái)U(kuò)增轉(zhuǎn)化為一種更快和更容易的定性和定量診斷方法。

納米粒子用于利什曼原蟲(chóng)檢測(cè)和其他床旁檢測(cè)

這種方法已成功地用來(lái)檢測(cè)嬰兒利什曼原蟲(chóng)動(dòng)基體特有的DNA序列，這種寄生蟲(chóng)在馴化犬、野生犬科動(dòng)物和人類(lèi)中會(huì)引發(fā)利什曼病。電化學(xué)方法表現(xiàn)出良好的再現(xiàn)性和靈敏度。此外，從沒(méi)有攜帶利什曼原蟲(chóng)的狗擴(kuò)增而來(lái)的DNA，是完全可區(qū)分的，從而展示了擴(kuò)增過(guò)程和電化學(xué)檢測(cè)的特異性。事實(shí)上，研究所提出的方法的性能，優(yōu)于其他利什曼原蟲(chóng)的床旁檢測(cè)（point-of-care test），也為寄生蟲(chóng)的測(cè)定提供了一種定量工具。這種方法是一種通用的方法，可以適用于任何等溫的DNA擴(kuò)增設(shè)計(jì)。