研究人员开发经济的工具，以减轻致病病原体的ID

DALLAS (SMU) -新大纳米技术专家 MinJun Kim 帮助德克萨斯大学奥斯汀分校的一组研究人员开发了一种更便宜的方法来检测核酸酶消化——这是许多核酸传感应用中的关键步骤之一, 例如用于识别COVID-19的那些.

Nucleic acid detection 鉴定引起传染病的病原体的主要方法是什么. 在2019冠状病毒病大流行期间，全球每天进行数百万次PCR检测，以检测该疾病, 降低这些检测的成本是很重要的.

发表在《威尼斯人博彩》杂志上的一项研究表明，这种低成本的工具, called Subak, 是否能有效地判断核酸酶消化是否发生, 什么时候一种叫做核酸酶的酶会分解 nucleic acids如DNA或RNA，分解成更小的片段.

鉴定核酸酶活性的传统方法, 荧光共振能量转移(FRET)探针, 制作成本是苏巴克记者的62倍.

“Subak reporter比基于fret的系统更具成本效益和更简单, 提供一种检测核酸酶活性的替代方法,” said Kim, the Robert C. 是新加坡管理大学莱尔工程学院的首席研究员 BAST Lab. “现在有很多核酸检测方法, such as PCR and DETECTR, 在最后的步骤中仍然依赖于FRET探针的使用.”

Unlike PCR, DETECTR (DNA内切酶靶向CRISPR反转录报告基因)是一种更简单的检测方法, or test, that relies on CRISPR-Cas核酸酶用于检测致病性DNA. Kim和UT Austin的研究人员已经成功地在DETECTR实验中用Subak reporter取代了FRET探针, 从而大大降低了分析成本.

Subak报告是基于一类特殊的荧光银纳米团簇. 它们是由13个银原子包裹在一条短DNA链上组成的——一种有机/无机复合纳米材料，它太小了，肉眼看不到，尺寸在1到3纳米(一米的十亿分之一)之间.

这种长度尺度的纳米材料可以是高度发光的, such as quantum dots, 呈现出不同的颜色. 荧光纳米材料已经在电视显示和生物传感中得到了应用, such as the Subak reporter.

Lead researcher Tim Yeh, 德州大学奥斯汀分校科克雷尔工程学院生物医学工程副教授, 他的团队对苏巴克“记者”进行了编程，让它们在被核酸酶消化时发出不同的颜色.

“这些dna模板化的银纳米团簇最初发出绿色荧光, 但当DNA被核酸酶分裂时，会经历一种显着的颜色转换，变成鲜红色,” Kim said. “在紫外线灯下很容易看到苏巴克记者的颜色变化,尽管实际设备非常小.

Subak报告器每个纳米分子的制造成本仅为1美元. In contrast, FRET -需要使用不同的荧光染料，需要更多才能达到效果-每个纳米分子的成本为62美元, Kim said.

Kim and Madhav L. 吉米，新大院长博士后研究员 Moody School 研究生和高级研究, 与Yeh合作优化和表征DNA/AgNC银纳米团簇. 这包括在核酸酶裂解前后增加绿色和红色荧光的强度.

表征包括确认尺寸, 纳米团簇在特定环境下的结构和稳定性.

“优化这些低成本探测器对于监测它们的荧光特性至关重要, 确保纳米团簇的稳定性, 控制尺寸和结构, 最重要的是提高它们在各种环境条件下的敏感性和选择性, 使它们在传感方面更可靠,” Ghimire said.

除了进一步测试Subak报告核酸酶消化, 该团队还想研究它是否可以作为其他生物目标的探针.

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