DNAzymer og guldnanopartikler:Et kolorimetrisk assay til diagnostik i felten

Infektionssygdomme som malaria og syfilis kan diagnosticeres hurtigt og pålideligt i marken ved at bruge en simpel test udviklet af canadiske videnskabsmænd. Testen er baseret på brug af DNAzymer og guldnanopartikler. Som forskerne rapporterer i tidsskriftet Angewandte Chemie , deres test giver mulighed for følsom påvisning af bakterier, vira, og parasitter.

Farlige smitsomme sygdomme skal identificeres i tide for at forhindre, at de spreder sig. Patogeners DNA er en ideel biomarkør og kan let identificeres ved PCR. Imidlertid, dette er kun muligt, hvis dyrt laboratorieudstyr og uddannet personale er til stede. Dette er muligvis ikke tilfældet i fjerntliggende steder eller udviklingslande. Der er behov for alternative metoder, der er enkle og billige, samtidig med at de forbliver følsomme og specifikke.

Kyryl Zagorovsky og Warren C.W. Chan ved University of Toronto (Canada) har nu kombineret to moderne teknologier på en ny måde:De har brugt DNAzymer som signalforstærkere og guld-nanopartikler til detektion. Guld nanopartikler (BNP'er) absorberer lys. Bølgelængden af ​​det absorberede lys afhænger af, om nanopartiklerne er adskilte eller aggregerede. Forskellen i farve kan ses med det blotte øje. En opløsning af individuelle partikler ser rød ud, hvorimod tilslag er blåviolette i farven.

DNAzymer er syntetiske DNA-molekyler, der enzymatisk kan splitte andre nukleinsyremolekyler. Forskerne adskilte et DNAzyme i to inaktive halvdele, der begge selektivt binder til et specifikt gensegment af patogenet, der skal påvises. Bindingshandlingen genforener halvdelene og aktiverer dem.

For deres testprocedure, forskerne producerede to sæt BNP'er, der binder til to forskellige typer DNA-strenge, type A og type B. Desuden de syntetiserede en tredelt "linker" lavet af DNA. Den ene ende af linkeren er komplementet til type A DNA; den anden ende er komplementet til type B DNA. Den midterste del er designet til at blive opdelt af aktive DNAzymer.

I testprøven uden patogen til stede, DNAzymerne forbliver inaktive, og linkerne forbliver intakte. De binder til et BNP i hver ende og forbinder BNP'erne til større aggregater, hvilket får opløsningen til at blive blåviolet. I modsætning, hvis der er patogen i prøven, DNAzymerne aktiveres og fortsætter med at splitte linkerne. Nu kan kun de brodannende dele af linkeren binde til DNA-strenge af GNP'erne, så de kan ikke koble BNI'erne sammen. Løsningen forbliver rød. Fordi hvert aktiveret DNAzyme opdeler mange linkere, det forstærker signalet.

Denne nye type test er enkel og billig; det kan laves til at detektere alle slags patogener, som forskerne viste ved at opdage gonoré, syfilis, malaria, og hepatitis B. I frysetørret tilstand, reagenserne kan opbevares uden problemer – et vigtigt krav til brug i marken.