新型DNA生物传感器芯片实时检测单核苷酸多态性
据麦姆斯咨询报导，由加州大学圣地亚哥分校（UniversityofCaliforniaSanDiego）领导的研究小组研发出有一款芯片，需要检测到一种被称作单核苷酸多态性（singlenucleotidepolymorphism，以下全称SNP）的基因突变，该芯片需要将结果动态、无线传输到电脑、智能手机或其它电子设备。芯片感测SNP的灵敏度最少是目前能用技术的1000倍。基于石墨烯的SNP检测芯片将信号无线传输到智能手机《先进设备材料》（AdvancedMaterials）于7月9日报导了研究团队的成果，此项研究为价格更加较低、速度更加慢、便携性更加强劲的生物传感器构建尽早检测出如癌症等疾病遗传标记铺平了道路。
SNP被视作DNA序列中单核苷酸碱基（A、C、G或T）的变化。这是典型的基因突变类型。大多数SNP对身体健康没显著影响，但也有少数不会减少再次发生病理状况的风险，如糖尿病、癌症、神经退行性疾病、心脏病、自身免疫性疾病和炎症性疾病。传统的SNP检测技术有几大容许：它们的特异性和敏感性比较较好；它们必须用于的仪器更为轻巧；它们必须扩充以取得许多基因副本用作检测；它们无法无线运营。
由加州大学圣地亚哥分校研究团队领导所创立的新型DNA生物传感器是一款比指甲盖还小的无线芯片，需要检测到溶液中近于微量浓度的SNP。加州大学圣地亚哥分校雅各布工程学院（JacobsSchoolofEngineering）生物工程、机械工程和材料科学系由的教授RatneshLal回应，“基于微型芯片的DNA电子检测装置可以对特定DNA序列和多态性展开现场和按须要检测，以便及时临床或预测将要再次发生的身体健康危机，还包括基于病毒和细菌感染的流行病。”芯片本质上捕捉包括特定SNP变异的DNA链，然后产生需要无线传输到移动设备的电信号。它还包括石墨烯场效应晶体管，其类似设计的双链DNA可以吸附在表面上。
这段DNA在中间倾斜，其形状看起来一把镊子。这些“DNA镊子”一面用作特定SNP的编码。每当具备该SNP的DNA链接近时，它与“DNA镊子”的那一侧融合，将其关上并引发电流变化，通过石墨烯场效应晶体管展开感测。
该项目由Lal主导，加州大学圣地亚哥分校医学工程研究院、中国科学院、宾夕法尼亚大学、德国马普生物物理化学研究所（MaxPlanckInstituteforBiophysicalChemistry）和内蒙古农业大学都参予了这一研究。DNA链移位驱动该技术的是一种被称作DNA链移位的分子过程。其中的DNA双螺旋互相交换其中一条链用作新的互补链。
在这种情况下，“DNA镊子”用一条特定的SNP互相交换其中的一条链。由于“DNA镊子”的类似设计而使上述叙述沦为有可能。其中一条链是“长时间”链，其与石墨烯晶体管融合并包括用作特定SNP的有序序列。另一条是“很弱”链，其中一些核苷酸被有所不同的分子代替以弱化其与长时间链的融合。
包括SNP的链需要更加有力地吸附于长时间链并去除弱链，使得“DNA镊子”具备可以被石墨烯晶体管轻松感测得的净电荷。全新改良后的SNP检测芯片该研究基于Lal团队此前与加州大学圣地亚哥分校医学工程研究院研究科学家GennadiGlinksy，以及其它加州大学圣地亚哥分校研究人员合作开发的第一款无标记和无扩充的电子SNP检测芯片。全新的芯片具备额外的无线功能，最少比其前身灵敏1000倍。
“DNA镊子”的设计彰显新款芯片的高度灵敏度。当包括SNP的链吸附时，它关上“DNA镊子”，转变它们的几何形状，使它们完全平行于石墨烯表面。
DNA的净电荷相似石墨烯表面，从而产生更大的信号。忽略，映射先前芯片中的DNA探针具备无法相似石墨烯表面的结构，因此在融合包括SNP的链时产生较强的信号。
展望未来，研究人员计划设计需要在单次检测中检测多达数十万个SNP的阵列芯片。未来的研究还将牵涉到到测试从人类或动物身上收集血液和其它体液样本的芯片。
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