Ερευνητές στο Εργαστήριο Χημικής Νανοτεχνολογίας (CHEMINA) της Σχολής Μηχανικών του EPFL ανέπτυξαν μια καινοτόμο μέθοδο ανίχνευσης μικρών μορίων, όπως η σεροτονίνη και η τεστοστερόνη, αξιοποιώντας σύντομα, συνθετικά κλώνους DNA γνωστούς ως απταμέρη.
Η μελέτη, η οποία δημοσιεύτηκε στο Nature Chemistry, παρακάμπτει τους περιορισμούς των παραδοσιακών τεστ τύπου sandwich, τα οποία απαιτούν μεγάλα μόρια με πολλαπλά σημεία σύνδεσης.
Η αρχή λειτουργίας της διπλής αναγνώρισης
Ενώ τα συμβατικά αισθητήρια βασίζονται σε ένα μοναδικό απταμερές για την αναγνώριση του στόχου και την παραγωγή σήματος, η νέα αρχιτεκτονική χωρίζει τις αρμοδιότητες σε δύο επίπεδα.
Ένα «πρωτεύον» απταμερές δεσμεύει το μικρό μόριο, ενώ ένα «δευτερεύον» απταμερές έχει σχεδιαστεί ώστε να αναγνωρίζει όχι τον στόχο, αλλά το τρισδιάστατο σχήμα που υιοθετεί το πρωτεύον απταμερές μετά τη δέσμευση. Καθώς το DNA συνήθως αναγνωρίζει άλλα μόρια βάσει της νουκλεοτιδικής του αλληλουχίας, η προσέγγιση αυτή εισάγει έναν νέο τρόπο αναγνώρισης βασισμένο στη δομή.
Εφαρμογές και προοπτικές
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε τη μέθοδο για να εντοπίσει δευτερεύοντα απταμέρη για τη σεροτονίνη, την τεστοστερόνη και τη στεροειδή ένωση DOG, αναπτύσσοντας ως απόδειξη ιδέας ένα γρήγορο διαγνωστικό τεστ τύπου lateral flow για τη σεροτονίνη με ορατό αποτέλεσμα με γυμνό μάτι.
Η τεχνολογία αυτή ανοίγει τον δρόμο για ευέλικτες διαγνωστικές εφαρμογές και συστήματα μοριακής υπολογιστικής, όπου οι δεσμεύσεις λειτουργούν ως δυαδικοί διακόπτες.