DNAオリガミによる迅速検査の感度向上(Nanotechnology: DNA origami boosts sensitivity of rapid tests)

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2025-04-04 ミュンヘン大学(LMU)

ルートヴィヒ・マクシミリアン大学ミュンヘン(LMU)の研究チームは、DNAオリガミと呼ばれるナノテクノロジーを活用して、従来の迅速診断テストの感度を最大125倍向上させる技術を開発しました。DNAオリガミ技術では、DNAを折り紙のように折りたたんで、任意の形状のナノスケール構造を作成します。今回の研究では、この技術を用いて分子アンプを設計し、検出用抗体とシグナル生成ラベルを精密に結合させることで、心筋梗塞マーカーである心筋トロポニンI(cTnI)や脳卒中マーカーであるニューロフィラメント軽鎖(NfL)など、多様なバイオマーカーの検出感度を向上させることに成功しました。この技術は、血液、唾液、尿などのサンプル中に微量しか存在しない重要なバイオマーカーの検出を可能にし、迅速な医療介入が求められる状況での診断精度を高めることが期待されます。

<関連情報>

ラテラルフロー免疫測定におけるDNA折り紙によるシグナル増幅 DNA origami signal amplification in lateral flow immunoassays

Heini Ijäs,Julian Trommler,Linh Nguyen,Stefan van Rest,Philipp C. Nickels,Tim Liedl & Maximilian J. Urban
Nature Communications  Published:04 April 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-57385-6

DNAオリガミによる迅速検査の感度向上(Nanotechnology: DNA origami boosts sensitivity of rapid tests)

Abstract

Lateral flow immunoassays (LFIAs) enable a rapid detection of analytes in a simple, paper-based test format. Despite their multiple advantages, such as low cost and ease of use, their low sensitivity compared to laboratory-based testing limits their use in e.g. many critical point-of-care applications. Here, we present a DNA origami-based signal amplification technology for LFIAs. DNA origami is used as a molecularly precise adapter to connect detection antibodies to tailored numbers of signal-generating labels. As a proof of concept, we apply the DNA origami signal amplification in a sandwich-based LFIA for the detection of cardiac troponin I (cTnI) in human serum. We show a 55-fold improvement of the assay sensitivity with 40-nm gold nanoparticle labels and an adjustable signal amplification of up to 125-fold with fluorescent dyes. The technology is compatible with a wide range of existing analytes, labels, and sample matrices, and presents a modular approach for improving the sensitivity and reliability of lateral flow testing.

医療・健康
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