一种新工具可以降低诊断传染病的成本。
德克萨斯大学奥斯汀分校的生物医学研究人员开发了一种新的、更便宜的检测核酸酶消化的方法，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和其他传染病的方法。
发表在《自然纳米技术》杂志上的一项新研究表明，这种被称为Subak的低成本工具可以有效地检测出核酸分裂发生的时间，这种分裂发生在一种叫做核酸酶的酶将核酸(如DNA或RNA)分解成更小的片段时。
鉴定核酸酶活性的传统方法是荧光共振能量转移(FRET)探针，其生产成本是Subak报告器的62倍。
“为了让公众更容易获得诊断，我们必须降低成本，”领导这项工作的科克雷尔工程学院(Cockrell School of Engineering)生物医学工程系副教授蒂姆·叶(Tim Yeh)实验室的博士生洪顺宇(Soonwoo Hong)说。“核酸检测的任何改进都将加强我们的检测基础设施，并使其更容易广泛检测COVID-19等疾病。”
该研究小组还包括德克萨斯大学奥斯汀分校自然科学学院的化学教授Jennifer Brodbelt和南卫理卫理大学莱尔工程学院的机械工程教授MinJun Kim，他们在名为DETECTR (DNA内切酶靶向CRISPR转录报告)的测试中，用Subak报告器取代了传统的FRET探针。
Subak报告是基于一种特殊的荧光纳米材料，称为银纳米团簇。它们由13个银原子包裹在一条短DNA链中组成。这种有机/无机复合纳米材料太小，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，如半导体量子点，可以高度发光并表现出不同的颜色。荧光纳米材料已经在电视显示和生物传感中得到了应用，比如Subak报告器。
Subak报告者可以在室温下单锅反应中合成，每纳米摩尔的成本仅为1美元。相比之下，FRET探针——采用复杂的步骤来标记供体染料和猝灭剂——每纳米摩尔的生产成本为62美元。
Yeh说:“这些高度发光的银纳米团簇可以被称为量子点，因为它们由于量子限制效应而表现出强烈的大小可调荧光发射。”“在我们的Subak演示之前，没有人能够精确地调整簇大小(以及相应的发射颜色)，”这突出了这项研究的创新。
除了进一步测试Subak报告蛋白的核酸酶消化能力外，研究小组还想研究它是否可以作为其他生物靶标的探针。
这项工作得到了国家科学基金会对Yeh和Brodbelt的资助。
