Инженер придумал, как повысить чувствительность нанопор для обнаружения болезней

Новую технику в области нанотехнологий для обнаружения и анализа биомолекул, что может открыть путь к новым методам ранней диагностики заболеваний, представил аспирант факультета машиностроения Южного методистского университета Камруззаман Джоти.

Исследование, опубликованное в Analytical Chemistry, объединяет октаэдрические структуры ДНК-оригами с твердотельными нанопорами для значительного улучшения обнаружения белков, особенно тех, которые присутствуют в низких концентрациях.

Эта работа может проложить путь к разработке передовых технологий биосенсинга, которые могут найти применение в биомедицинских исследованиях и диагностических инструментах, особенно для заболеваний, характеризующихся низким содержанием белковых биомаркеров, — говорит Джоти.

Нанопоры — это крошечные отверстия, которые могут обнаруживать отдельные молекулы при прохождении через них, что делает их идеальным инструментом для анализа биомолекул, таких как ДНК и белки. Однако обнаружение белков в очень низких концентрациях — таких, как на ранних стадиях заболеваний, — было сложной задачей.

Джоти и его исследовательская группа решили, что сочетание точности ДНК-оригами с прочностью твердотельных нанопор позволит создать «гибридную нанопоровую» систему, обеспечивающую более точный анализ. ДНК-оригами — это метод, при котором нити ДНК складываются в определенные формы, например в октаэдр, чтобы повысить способность нанопор захватывать и воспринимать белки.

В исследовании ученые использовали трансферрин сыворотки крови человека в качестве модельного белка, чтобы показать, как гибридная нанопора может превзойти традиционные нанопоры по чувствительности и точности обнаружения.

Многие заболевания, включая рак и нейродегенеративные расстройства, характеризуются наличием белков, которые присутствуют в очень малых количествах, что затрудняет их раннее обнаружение. Способность гибридной нанопоры распознавать эти белки с низкой концентрацией может привести к более ранней диагностике и улучшению результатов лечения.

В будущем мы сосредоточимся на совершенствовании дизайна структур ДНК-оригами и конфигураций нанопор, чтобы еще больше повысить чувствительность и расширить диапазон обнаруживаемых биомолекул, — сказал Джоти.

Эта захватывающая работа может привести к инновациям в области открытия лекарств, диагностики заболеваний и фундаментальных биологических исследований.

Ранее мы опубликовали 10 биотехнологических инноваций, которые будут в тренде в 2025 году.

05.12.2024