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Détection de Plasmonic des acides nucléiques isothermally amplifiés et dépistage d'unique-molécule de SARS-CoV-2

Dans le cas des tests acides nucléiques, l'amplification en chaîne par polymérase (PCR) a été l'étalon-or pour le diagnostic d'unique-molécule. le dépistage d'Unique-molécule des agents pathogènes, tels que le coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de syndrôme respiratoire aigu sévère, est principal au combat contre des manifestations et des pandémies de maladies infectieuses.

Actuel, des lectures simples sont obtenues utilisant la détection calorimétrique avec l'amplification isotherme boucle-assistée (VOYANT). Une étude neuve publiée dans le serveur de prétirage de medRxiv* constate que la détection plasmonic des amplicons de VOYANT par l'hybridation de l'acide désoxyribonucléique (ADN) active le dépistage hautement spécifique et d'unique-molécule de l'ARN SARS-CoV-2.

Étude : Le dépistage d'Unique-Molécule de SARS-CoV-2 par la détection de Plasmonic d'Isothermally a amplifié les acides nucléiques.

Mouvement propre

Les tests d'ACP concernent des protocoles longs et exigent l'infrastructure de laboratoire, qui exclut leur utilisation dans le contrôle (POC) de remarque-de-soins. Le VOYANT et d'autres méthodes isothermes d'amplification ont apparu comme solutions de rechange à l'ACP et permettent le contrôle de POC.

Un problème lié au VOYANT est qui ne peut pas discerner la matrice contre l'amplification non-templated et, comme résultat, est susceptible des résultats faussement positifs. Par conséquent, il est important de concevoir des techniques nouvelles pour recenser directement les séquences amplifiées par un plan simplifié de dépistage. Ce type de technique activera la fourniture des plates-formes diagnostiques avec des fonctionnalités améliorées comme les lectures simples, la spécificité élevée, et la sensibilité de dépistage d'unique-molécule.

Au sujet de l'étude

Dans cette étude neuve, les scientifiques ont rapporté une méthode robuste pour le dépistage d'acide nucléique. Cette méthode est basée sur la détection plasmonic des amplicons de VOYANT par l'hybridation d'ADN, nommée VOYANT plasmonic.

Un modèle de l'ARN SARS-CoV-2 a été employé pour cette analyse, où les chercheurs ont prouvé que la méthode plasmonic de VOYANT a réalisé le dépistage d'unique-molécule ce qui est un ensemble d'outils utile pour réduire la gravité de la pandémie actuelle.

Illustration schématique des opérations principales pour le dépistage plasmonic proposé d'ARN d'unique-molécule de VOYANT. L'ARN viral est le premier inverse transcrit et amplifié dans les amplicons qui sont soumis aux enzymes digestion de restriction, formant sous peu les répétitions qui peuvent être dénaturées dans des oligonucléotides pour l'hybridation suivante d'ADN jointe avec les détecteurs plasmonic.

L'étude actuelle a deux principaux avantages. D'abord, les chercheurs ont développé les nanoshells de l'alliage d'argent d'or et (Au-AG), qui ont une extinction quatre fois plus intense dans les longueurs d'onde visibles. Supplémentaire, ces nanoshells fournissent une limite de détection de vingt fois inférieure pour des oligonucléotides que des nanoparticles d'Au.

En second lieu, les chercheurs ont expliqué que la méthode neuve activerait couper les amplicons complexes de VOYANT dans des répétitions courtes. Ces répétitions sont amendables pour l'hybridation avec des nanoshells d'oligonucléotide-functionalized.

Les chercheurs commencés par la synthèse des nanoshells Au-AG en titrant les nanoparticles argentés avec HAuCl4. À une charge4 de HAuCl de 3,3 ml, l'absence de NaCA3 a mené à la formation des cages minces et poreuses. Ceci pourrait en raison de la stoechiométrie de réaction, où un atome d'AG est remplacé par un atome d'Au dans le cas d'AuCl2-.

le mappage Énergie-dispersif du rayon X (EDX) d'une shell Au-AG a prouvé que les éléments d'Au et d'AG ont été distribués en travers de la particule entière confirmant, de ce fait, la structure alliée.

Synthèse et caractérisation des nanoshells Au-AG. Une illustration schématique du l'Au-AG écosse l'accroissement basé sur la réaction galvanique de remontage en présence de NaCA3. Images du BD TEM des parties aliquotes prises de la réaction quand 1,0 ml (b), 2,5 ml (c), et 10,0 ml (d) HAuCl4 ont été injectés. Les vignettes montrent les images magnifiées de TEM (image de B, de C) et de HAADF-STEM (d) de différentes particules. Les barres d'écaille en vignettes sont 10 nanomètre. Image de mappage d'E EDX d'une particule individuelle montrée en (d).

Les chercheurs ont alors évalué le rôle de NaCA3 dans l'accroissement de shell en augmentant sa concentration. Aux concentrations inférieures, NaCA3 induit un mélange des cages et des shell, alors que, dans des concentrations plus élevées, il fournit des shell comme produit fini. Le plus grand régime de dépôt des atomes d'Au est essentiel pour la surcroissance préférentielle des shell branchées ou poreuses.

Par la suite, les propriétés de LSPR des nanoshells Au-AG ont été vérifiées, car elles sont essentielles pour la détection plasmonic. Les spectres d'extinction ont clairement indiqué une commande des vitesses maximale différente entre les cages et les shell Au-AG.

La crête d'extinction des shell Au-AG a changé de vitesse de 392 nanomètres (nm) à 530 nanomètre, alors que cela des cages changeait de vitesse à de plus longues longueurs d'onde de proche-infrared. La modification d'intensité d'extinction des deux structures a différé avec une tendance monotonique de diminution et de tomber-augmentation, respectivement, de ce fait proposant que les shell aient eu une extinction plus élevée que les cages. Les scientifiques ont alors exécuté des simulations numériques complémentaires pour gagner d'autres analyses dans les propriétés de LSPR des shell Au-AG.

La prochaine opération était d'examiner les nanoshells Au-AG en tant que marques pour le dépistage d'oligonucléotide. Une séquence liée au gène de SARS-CoV-2 N a été choisie pendant que l'objectif et deux séquences complémentaires étaient par la suite conçus en tant que sondes.

Par la suite, les spectres d'extinction de LSPR ont été enregistrés et normalisés à 537 nanomètre. Puisque les shell Au-AG et les nanoparticles d'or ont les tailles et les formes assimilées, la propriété améliorée de LSPR est susceptible ce qui a entraîné l'amélioration observée de sensibilité. On a adopté une méthode quotientométrique de quantification qui améliore le rendement analytique.

La dernière opération était de concevoir un protocole pour combiner le VOYANT de transcription inverse (RT-LAMP) avec les nanoshells Au-AG plasmonic pour le dépistage d'unique-molécule des agents pathogènes tels que SARS-CoV-2.

Dans un effort pour expliquer l'importance de son utilisation clinique, les scientifiques ont appliqué l'approche plasmonic intégrée de VOYANT pour trouver les échantillons nasaux d'écouvillon qui ont été cloués avec de l'ARN SARS-COV-2. Le rendement analytique était impressionnant et proposé que les détecteurs basés sur Au fonctionnés bien et a eu des utilisations potentielles dans le réglage clinique. Les chercheurs étaient d'avis que l'approche diagnostique déterminée devrait être adoptée comme plate-forme de dépistage de nucléique-acide. Cependant, l'ensemble d'amorces et de séquences de sondage devrait être changé.

Conclusion

Dans cette étude, les scientifiques ont développé l'approche plasmonic de VOYANT pour le dépistage d'unique-molécule de l'ARN SARS-CoV-2. Le travail actuel fournit à un ensemble d'outils diagnostique les lectures simples et les limites de détection très réduites qui pourraient potentiellement être appliquées dans les réglages cliniques.

avis *Important

le medRxiv publie les états scientifiques préliminaires qui pair-ne sont pas observés et ne devraient pas, en conséquence, être considérés comme concluants, guident la pratique clinique/comportement relatif à la santé, ou traité en tant qu'information déterminée.

Journal reference:
Dr. Priyom Bose

Written by

Dr. Priyom Bose

Priyom holds a Ph.D. in Plant Biology and Biotechnology from the University of Madras, India. She is an active researcher and an experienced science writer. Priyom has also co-authored several original research articles that have been published in reputed peer-reviewed journals. She is also an avid reader and an amateur photographer.

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