2023-09-06 カロリンスカ研究所(KI)
◆この手法では、試料中に病原体が存在する場合、LAMPと呼ばれる等温DNA増幅反応を修正して、微小な1-2μMのDNAナノボールを生成します。これらのナノボールは、微細なチャネルを通過し、2つの電極間を通過する際に電気的に識別されます。
◆この方法は、わずか10個のターゲット分子でも検出感度が高く、コンパクトで静止したシステムを使用して1時間未満で迅速な結果を示しました。
◆この新しい方法は、新しい診断キットの展開を加速する可能性があり、ラベルフリーの検出を提供するため、安価で広く展開されるスケーラブルなポイントオブケアデバイスを提供する潜在能力を持っています。研究チームは、この技術を環境モニタリング、食品安全、ウイルスおよび抗微生物薬耐性の検出などの分野に統合する方法を積極的に探求しており、この技術を活用するための特許申請も行っています。
<関連情報>
- https://news.ki.se/electronic-detection-of-dna-nanoballs-enables-simple-pathogen-detection
- https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi4997
DNAナノボールを用いた臨床病原体の迅速な電子定量用デジタルアッセイ Digital assay for rapid electronic quantification of clinical pathogens using DNA nanoballs
Muhammad Tayyab,Donal Barrett,Gijs van Riel,Shujing Liu,Björn Reinius,Curt Scharfe,Peter Griffin,Lars M. Steinmetz,Mehdi Javanmard,and Vicent Pelechano
Science Advances Published:6 Sep 2023
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adi4997
Abstract
Fast and accurate detection of nucleic acids is key for pathogen identification. Methods for DNA detection generally rely on fluorescent or colorimetric readout. The development of label-free assays decreases costs and test complexity. We present a novel method combining a one-pot isothermal generation of DNA nanoballs with their detection by electrical impedance. We modified loop-mediated isothermal amplification by using compaction oligonucleotides that self-assemble the amplified target into nanoballs. Next, we use capillary-driven flow to passively pass these nanoballs through a microfluidic impedance cytometer, thus enabling a fully compact system with no moving parts. The movement of individual nanoballs is detected by a change in impedance providing a quantized readout. This approach is flexible for the detection of DNA/RNA of numerous targets (severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, HIV, β-lactamase gene, etc.), and we anticipate that its integration into a standalone device would provide an inexpensive (<$5), sensitive (10 target copies), and rapid test (<1 hour).
