วิทยาศาสตร์

การตรวจจับ RNA แบบพกพา 20 นาที

การตรวจจับ RNA แบบพกพา 20 นาที

ชิปไมโครฟลูอิดิกไร้พลังงานใหม่ที่พัฒนาโดยนักวิจัยที่ สถาบันวิทยาศาสตร์ขั้นสูง RIKEN (ASI) ช่วยให้สามารถตรวจจับ microRNA จากปริมาตรตัวอย่างที่เล็กมากในเวลาเพียง 20 นาที ด้วยการลดเวลาและปริมาณของตัวอย่างที่ต้องใช้ในการตรวจลงอย่างมากชิปจึงเป็นรากฐานสำหรับการวินิจฉัยโรคในระยะเริ่มต้นเช่นมะเร็งและอัลไซเมอร์

ไมโครอาร์เอ็นเอ (miRNAs) เป็นโมเลกุลอาร์เอ็นเอขนาดเล็กที่ไม่มีการเข้ารหัสซึ่งควบคุมการแสดงออกของยีนในกระบวนการทางชีววิทยาที่หลากหลายรวมถึงการพัฒนาการเพิ่มจำนวนเซลล์การสร้างความแตกต่างและการตายของเซลล์ (การตายของเซลล์) ความเข้มข้นของ miRNA บางชนิดในของเหลวในร่างกายจะเพิ่มขึ้นตามความก้าวหน้าของโรคเช่นมะเร็งและอัลไซเมอร์ทำให้เกิดความหวังว่า RNA สั้น ๆ เหล่านี้อาจเป็นกุญแจสำคัญในการวินิจฉัยที่รวดเร็วและแม่นยำยิ่งขึ้น เทคนิคที่มีอยู่ในปัจจุบันสำหรับการตรวจจับ miRNA ที่ละเอียดอ่อนต้องใช้เวลาหลายวันในการวินิจฉัยโรคและเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ที่ดำเนินการโดยบุคลากรที่ได้รับการฝึกอบรมเท่านั้นทำให้ไม่สามารถใช้งานได้จริงในหลาย ๆ สถานการณ์

ทีมวิจัยมุ่งมั่นที่จะเอาชนะอุปสรรคเหล่านี้ด้วยการพัฒนาอุปกรณ์ที่ช่วยให้ใช้งานได้รวดเร็วและใช้งานง่าย จุดดูแล (POC) การวินิจฉัยจากกลุ่มตัวอย่างเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ในการวิจัยก่อนหน้านี้ทีมงานได้พัฒนาอุปกรณ์ในรูปแบบของไมโครชิปที่ใช้ โพลีไดเมทิลไซลอกเซน (PDMS)ซึ่งเป็นสารประกอบซิลิโคนที่ขึ้นชื่อในเรื่องคุณสมบัติการดูดซับอากาศเพื่อดึงรีเอเจนต์เข้าสู่หัววัดเพื่อการวิเคราะห์ เทคนิคการสูบน้ำนี้ทำให้การออกแบบง่ายขึ้นโดยไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งพลังงานภายนอก แต่อุปกรณ์ดังกล่าวต้องการปริมาณตัวอย่างมากเกินไปสำหรับการใช้งานจริง

[caption id = "attachment_1206" align = "aligncenter" width = "648"] ไมโครชิปตรวจจับ RNA แบบใหม่ที่ไม่ต้องใช้พลังงาน ซ้าย: ประดิษฐ์ไมโครชิป ขวา: การออกแบบไมโครช่อง [ที่มาของภาพ:Medgadget] [/ caption] อุปกรณ์ใหม่นี้ยังใช้ PDMS เป็นปั๊มลม แต่ช่วยเพิ่มความไวของวิธีการได้อย่างมากโดยใช้วิธีการขยายสัญญาณที่เรียกว่า laminar flow-assisted dendritic amplification (LFDA). ขั้นแรกชิ้นส่วนดีเอ็นเอที่ยึดติดกับลำดับ miRNA ที่เฉพาะเจาะจงจะถูกยึดติดกับพื้นผิวแก้วพร้อมกับตัวอย่าง miRNA ที่จะวิเคราะห์จากนั้นประกบอยู่ใต้ชั้นของ PDMS โดยมีช่องอยู่ (รูปที่ 1) ชั้น PDMS ที่ว่างอยู่ในอากาศจะทำให้เกิดเอฟเฟกต์ของปั๊มซึ่งจะดึงรีเอเจนต์การขยายสัญญาณใส่ที่ช่องทางเข้าในช่องและสัมผัสกับ miRNA สร้างโครงสร้างเดนไดรติกที่ติดฉลากเรืองแสงซึ่งเติบโตขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปและสามารถตรวจจับได้อย่างรวดเร็ว .

ความไวของเทคนิคนี้ช่วยลดปริมาณตัวอย่างที่จำเป็นสำหรับการวินิจฉัยลงได้อย่างมาก 0.25 attomoles (10-18 โมล)ซึ่งเป็นการปรับปรุงหลายพันเท่าจากรุ่นก่อนหน้าของทีม ร่วมกับเวลาในการตรวจจับเท่านั้น 20 นาทีคุณสมบัติเหล่านี้ทำให้อุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่ขาดแคลนทรัพยากรการวินิจฉัยจุดดูแลแบบพกพาที่มีแนวโน้มสำหรับผู้คนนับล้านในประเทศกำลังพัฒนาและทั่วโลก


ดูวิดีโอ: การลอกรหส Transcription (ตุลาคม 2021).