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Nature子刊:利用纳米孔检测多个抗体

日期:2016-04-12 08:51:10

 英国剑桥大学的研究人员近日在《Nature Nanotechnology》上发文称,他们可利用石英纳米孔来识别哑铃状的DNA结构,从而实现抗体检测。

 

Nicholas BellUlrich Keyser利用DNA折纸DNA origami)的原理来设计出一种结构,它携带了独特的数字条形码,由多个哑铃状的DNA发夹结构组成。利用纳米孔,他们能够以94%的准确性读取三位的条形码。之后,他们在DNA链中掺入抗原,每次最多可检测四个抗体。

 

在这项研究中,研究人员利用DNA载体来选择性驱动蛋白质通过纳米孔。Keyser负责控制纳米孔的大小。他们创建了双链DNA结构,其中一条链带有哑铃状的发夹结构。

 

首先,研究人员需要建立单个数字位,可被纳米孔读取。为了与背景信号区分开,他们发现需要在双链DNA骨架上掺入多个发夹结构。发夹结构越少,每条DNA链中的位数就越多,而发夹结构越多,可带来更强的信号和更高的准确性。在编码更多数据和获取更强信号之间,研究人员权衡再三,选择了每位有11个发夹结构。

 

然后,他们构建了三位的数字系统,形成八个独特的条形码。之后,他们将这些条形码融入呈递抗原的DNA载体分子,用它来结合抗体。“抗体的存在不会显著影响DNA的动力学,”作者写道,这意味着利用条形码可读取抗体的存在。

 

为了证明这一点,BellKeyser创建出呈递生物素、BrdU、嘌呤霉素和地高辛的结构,并成功检测了浓度低至10纳摩尔的抗体。他们认为,这种技术有望应用于科研和临床诊断。

 

纳米孔测序仪以往常用于DNA的检测,不过在蛋白检测方面,最近也有不少新进展。早前,宾夕法尼亚大学的一个研究小组对纳米孔的开口进行了改造,以容纳较大的蛋白。通过这种方式,他们区分了GCN4-p1蛋白的单体和二聚体结构。