طراحی نانوزیست‌تراشه‌ای برای تشخیص جهش‌های DNA

تاریخ : ۲۵ تیر ۱۳۹۷

تعداد بازدید : ۲۵۴

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

با استفاده از گرافن، زیست‌تراشه‌ای ساخته شده که می‌تواند جهش‌های ژنتیکی روی DNA را با حساسیت بالا شناسایی کند. این سامانه عاری از سیستم برچسب‌زنی است.

یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه ساندیگو موفق به ارائه فناوری ساخت تراشه برای شناسایی جهش‌های ژنتیکی پلی‌مورفیسم نوکلئوتید منفرد (SNP) شدند. این اطلاعات به‌صورت زنده به تلفن همراه یا کامپیوتر مخابره می‌شود. این تراشه 1000 برابر حساس‌تر از فناوری‌های رایج برای تشخیص SNP است.

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان DNA Nano-tweezers and Graphene Transistor Enable Label-free Genotyping در نشریه Advanced Materials به‌چاپ رسیده است.

با استفاده از این فناوری می‌توان زیست‌حسگری با سرعت بالا و هزینه‌کم ساخت که زیست‌شناساگرهای مربوط به بیماری‌هایی نظیر سرطان را شناسایی کند.

جهش SNP موجب تغییر بازهای آدنین، سیتوزین، گوانین و تیمین روی رشته DNA می‌شود. هرچند که SNPها تاثیری روی سلامتی ندارند اما می‌توانند خطر مبتلا شدن به برخی بیماری‌ها نظیر سرطان را افزایش دهند.

روش‌های رایج برای شناسایی SNPها معمولا محدودیت‌هایی را به‌همراه دارند، در این روش‌ها نیاز به تجهیزات بزرگ بوده که به‌صورت بی‌سیم کار نمی‌کنند.

اما زیست‌حسگری که این گروه تحقیقاتی ساخته‌اند بدون سیم بوده و تراشه‌ای بسیار کوچک است که قادر به تشخیص SNP بوده و می‌تواند در غلظت‌های پیکومولار محلول نیز کار کند.

راتنش لال از محققان این پروژه می‌گوید: « شناسایی جهش با استفاده از تراشه‌ بسیار کوچک می‌تواند به تقاضا در حوزه توالی‌سنجی DNA پاسخ دهد و از آن برای تشخیص بیماری‌ها و اپیدمی‌های مبتنی بر عفونت باکتریایی استفاده کرد.»

این تراشه یک رشته DNA را که حاوی جهش SNP است به دام انداخته و سیگنال الکتریکی مناسبی ایجاد می‌کند که این سیگنال به‌صورت بی‌سیم به ادوات همراه منتقل می‌شود. در این تراشه از ترانزیستور اثرمیدان گرافنی استفاده شده است. رشته DNA نزدیک وسط این تراشه خم شده و توسط ابزاری شبیه انبرک به‌دام می افتد. عبور رشته از میان حفره موجب تشکیل سیگنال الکتریکی می‌شود که متناسب با بازهای روی رشته است. هر تغییر روی رشته موجب تغییر در سیگنال می‌شود.

نوع طراحی انبرک موجب افزایش حساسیت در این ابزار می‌شود. زمانی که رشته حاوی SNP به انبرک می چسبد و وجود جهش موجب تغییر وضعیت رشته نسبت به انبرک شده و در نهایت نوع سیگنال را تغییر می‌دهد.

منبع : http://www.newswise.com/articles/biosensor-chip-detects-single-nucleotide-polymorphism-wirelessly-and-with-higher-sensitivity

نظر شما