日本研制出新型RNA檢測 20分鐘搞定

來自日本RIKEN先端科學研究所的研究人員開發(fā)了一種新型無動力(power-free)微流體芯片可以在僅僅20分鐘內(nèi)檢測來自極小樣本量的 microRNA。由于大大降低了檢測所需的時間和樣本量，這種芯片為早期醫(yī)療點診斷( point-of-care diagnostics )癌癥和阿爾茨海默氏癥等疾病奠定了基礎(chǔ)。

microRNA(miRNA)是一類天然存在的非編碼RNA，在基因調(diào)控中扮演著重要角色。參與了細胞內(nèi)廣泛的生理過程，包括發(fā)育、分化、增殖、凋亡等。在癌癥、阿爾茨海默氏癥等疾病中隨著疾病進程體液中某些miRNA的濃度隨之增高，人們由此希望能通過這些短RNA掌握更快速、更準確診斷的關(guān)鍵。現(xiàn)有的敏感miRNA檢測技術(shù)需要數(shù)天才能獲得診斷，相關(guān)設(shè)備只能通過專業(yè)培訓人員操作，使其在許多情況下無法使用。

該研究小組于是著手克服這些障礙，開發(fā)一種只需極少量樣品，快速、易用的醫(yī)療點診斷設(shè)備。在早先的研究中，該研究小組開發(fā)了一種采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)的微芯片設(shè)備。PDMS是一種硅樹脂化合物，具有空氣吸收特性，可將試劑拉入捕獲探針(capture probe)中進行分析。這種抽泵技術(shù)無需外部動力源，設(shè)計簡化，但由于需要大量的樣本不適合實際應(yīng)用。

新設(shè)備也利用PDMS作為空氣泵，但卻通過一種稱作層流輔助樹枝狀擴增(laminar flow-assisted dendritic amplification ，LFDA)的信號放大技術(shù)大大提高了這一方法的靈敏度。首先，將結(jié)合特異miRNA序列固定在玻璃表面，與miRNA樣本一起進行分析，然后其上插入一層PDMS，中間有通道。在真空中抽空空氣，PDMS誘導一種泵效應(yīng)，吸引擴增試劑，進入通道入口，通過通道與miRNA接觸，生成熒光標記的樹枝狀結(jié)構(gòu)，隨著時間增長，可快速進行檢測。

這一技術(shù)的敏感性將診斷所需的樣本量減少到只需0.25埃摩爾(10-18摩爾)，比早先的模型靈敏度提高1000倍數(shù)。檢測時間僅需20分鐘，這些特性使得這一自供能設(shè)備適用于資源匱乏的環(huán)境，有希望成為供發(fā)展中國家和世界各地百萬人使用的便攜式醫(yī)療點診斷設(shè)備。