“低成本病毒检测的电化学策略”
ACS中心科学
金叶——被锤成薄片的金金属——被艺术家和工匠用来给画框、艺术品和衣服镀金。尽管外观奢华,但这种材料价格合理,在大多数工艺品商店都能买到。现在,ACS中央科学院的研究人员开发了金叶电极,与基于CRISPR的分析相结合,可以灵敏地检测人类样本中的人乳头瘤病毒(HPV)DNA。该方法也可以被修改以诊断其他病毒感染。
之前的研究表明,大约80%的新的性传播感染病例,如HPV和人类免疫缺陷病毒(HIV),发生在资源匮乏的环境中。此外,根据世界卫生组织的数据,90%以上的宫颈癌死亡(主要由HPV引起)发生在这些地区。但在资源匮乏的环境中,人们缺乏设施、训练有素的人员和资金来进行常见的诊断检测,包括聚合酶链反应(PCR)或抗体检测。因此,Ariel Furst、Catherine Klapperich及其同事希望开发一种简单、价格合理的护理点测试。
研究人员使用一片24K金箔、一种粘合剂、一个模板和一个剃须刀片,制作了一个三电极系统,在HPV DNA存在的情况下提供读数。在电极表面,他们用染料标记DNA链。然后,他们用一种叫做环介导等温扩增的技术从宫颈拭子样本中扩增DNA,这种技术不需要昂贵的PCR机器。他们将扩增的DNA和一种CRISPR Cas12a酶一起添加到电极表面,该酶被设计用于识别HPV序列。在HPV DNA存在的情况下,Cas12a被激活,导致酶切断染料标记的DNA序列,从而改变电化学信号。该检测方法每次检测的总成本仅为2.30美元(相比之下,现有检测的总成本为30-75美元),可以准确检测患者宫颈拭子中的HPV。研究人员说,这项技术可以用于检测任何病毒感染,包括SARS-CoV-2。
作者承认来自多夫埃布纳的杰出教师奖,波士顿大学精密诊断中心,国防高级研究计划局和国家科学基金会。