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石墨烯新技术:石墨烯可大幅提高病毒检测设备的灵敏度,或用于艾滋病诊断!
作者:  来源:  时间:2018年06月19日  字体:[  复制 打印 网址

近日消息,美国研究人员成功使用石墨烯提高了诊断设备的灵敏度,特别是用于监测和治疗HIV的设备。该团队将利用DNA工程技巧与一种被称为发夹的DNA片段结合在一起,并与石墨烯生物传感器相结合,在不到一个小时的时间内将传感器的灵敏度提高了5万倍。


近日消息,美国宾夕法尼亚大学的研究人员成功使用石墨烯提高了医学诊断设备的灵敏度,特别是那些用于监测和治疗HIV的设备。该团队将利用DNA工程技巧与一种被称为发夹的DNA片段结合在一起,并与石墨烯生物传感器相结合,在不到一个小时的时间内将传感器的灵敏度提高了5万倍。该研究成果发表在了最近的《纳米快报》上。

生物传感器由石墨烯制成,通过测量在生物分子存在下流过石墨烯表面的电流,是一种用作检测生物信号的极其敏感的方式和手段。当DNA或RNA分子与石墨烯结合时,它会使石墨烯这种原子状薄材料的电导率发生很大变化,从而使研究人员能够检测出感染并测量病毒的载量。

在过去,研究人员使用了一个单链DNA序列,然后它将与目标DNA分子结合并产生电流变化。然而,这种技术只允许靶分子在一个位点结合。新技术中使用的DNA发夹具有卷曲结构,当靶分子与其结合时展开。当发夹开启时,已添加到系统中的其他“辅助”DNA与打开的发夹结合并将目标分子推出,使其不断与传感器上的许多不同位点结合,从而使灵敏度达到在未来的诊断中可能证明是有用的。

该技术的一种可能的应用可能在于便携式和便宜的诊断装置,其能够简单方便地在人体内检测感染物并且具有足够的灵敏度以在感染水平变得非常大之前捕捉到它。

“一个例子是正在接受治疗的艾滋病病毒感染者,无论是采用目前的抗逆转录病毒疗法,还是采用正在开发的新方法。”该团队说。 “如果他们的治疗开始失败并且病毒的水平开始增长,那么很快就可以抓住它并且当它处于相对较低的水平时很重要。 将传感器与其他一些样品处理方法结合起来也许是可能的,以便人们可以在家中监测自己的病毒量,而不必去看医生。 甚至有可能在资源匮乏的环境中使用它,世界上没有这种监控所需技术的部分地区。“

该团队正在与其他研究人员合作,其中包括工程和应用科学学院的David Issadore以及Perelman医学院的Ronald Collman将这项技术推向对HIV和其他诊断工具有用的方向。

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