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El detectar de Plasmonic de ácidos nucléicos isothermally amplificados y detección de la único-molécula de SARS-CoV-2

En el caso de pruebas ácidas nucléicas, la reacción en cadena de polimerasa (PCR) ha sido el patrón oro para la diagnosis de la único-molécula. la detección de la Único-molécula de patógeno, tales como coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de la neumonía asiática, es dominante al combate contra brotes y pandémicos de las enfermedades infecciosas.

Actualmente, las lecturas simples se obtienen usando detectar calorimétrico con la amplificación isotérmica rizo-mediada (LÁMPARA). Un nuevo estudio publicado en el servidor de la prueba preliminar del medRxiv* encuentra que el detectar plasmonic de los amplicons de la LÁMPARA con el hibridación del ácido desoxirribonucléico (DNA) habilita la detección altamente específica y único-molécula del ARN SARS-CoV-2.

Estudio: La detección de la Único-Molécula de SARS-CoV-2 detectando de Plasmonic de Isothermally amplificó los ácidos nucléicos.

Fondo

Las pruebas de la polimerización en cadena implican protocolos que toma tiempo y requieren la infraestructura del laboratorio, que impide su uso en la prueba (POC) del punto-de-cuidado. La LÁMPARA y otros métodos isotérmicos de la amplificación han emergido como opciones a la polimerización en cadena y permiten la prueba del PC.

Un problema asociado a la LÁMPARA es que no puede distinguir el patrón comparado con la amplificación non-templated y, como consecuencia, es susceptible a los resultados falso-positivos. Por lo tanto, es importante idear técnicas nuevas para determinar directamente las series amplificadas con un esquema simplificado de la detección. Este tipo de técnica habilitará la disposición de plataformas diagnósticas con las características aumentadas como lecturas simples, alta especificidad, y sensibilidad de la detección de la único-molécula.

Sobre el estudio

En este nuevo estudio, los científicos han denunciado un método robusto para la detección del ácido nucléico. Este método se basa en detectar plasmonic de los amplicons de la LÁMPARA con el hibridación de la DNA, llamado LÁMPARA plasmonic.

Un modelo del ARN SARS-CoV-2 fue utilizado para este análisis, en donde los investigadores mostraron que el método plasmonic de la LÁMPARA logró la detección de la único-molécula cuál es una caja de herramientas útil para reducir la severidad del pandémico en curso.

Ejemplo esquemático de los pasos mayores para la detección plasmonic propuesta del ARN de la único-molécula de la LÁMPARA. El ARN viral es primera marcha atrás transcrita y amplificada en los amplicons que se sujetan a las enzimas digestión de la restricción, formando brevemente las repeticiones que se pueden desnaturalizar en los oligonucleótidos para el hibridación subsiguiente de la DNA conectado a los sensores plasmonic.

El estudio actual tiene dos ventajas principales. Primero, los investigadores desarrollaron los nanoshells del oro y de la aleación de plata (Au-AG), que tienen extinción cuatro veces más fuerte en las longitudes de onda visibles. Además, estos nanoshells ofrecen un límite de detección de veinte veces más inferior para los oligonucleótidos que nanoparticles del Au.

En segundo lugar, los investigadores demostraron que el nuevo método habilitaría cortar los amplicons complejos de la LÁMPARA en repeticiones cortas. Estas repeticiones son corregibles para el hibridación con los nanoshells del oligonucleótido-functionalized.

Los investigadores comenzados con la síntesis de los nanoshells Au-AG titulando los nanoparticles de plata con HAuCl4. En una carga4 de HAuCl de 3,3 ml, la ausencia de NaCA3 llevó a la formación de jaulas finas y porosas. Esto podría debido a la estequiometría de la reacción, donde un átomo del AG es reemplazado por un átomo del Au en el caso de AuCl2-.

la correspondencia Energía-dispersiva de la radiografía (EDX) de una granada Au-AG mostró que los elementos del Au y del AG fueron distribuidos a través de la partícula entera, de tal modo, confirmando la estructura aleada.

Síntesis y caracterización de los nanoshells Au-AG. Un ejemplo esquemático del Au-AG descasca el incremento basado en la reacción galvánica del repuesto en presencia de NaCA3. Imágenes de BD TEM de las partes alícuotas tomadas de la reacción cuando 1,0 ml (b), 2,5 ml (c), y 10,0 ml (d) HAuCl4 fueron inyectados. Las inserciones muestran las imágenes magnificadas de TEM (la imagen de B, de C) y de HAADF-STEM (d) de partículas individuales. Las barras de la escala en inserciones son 10 nanómetro. E EDX que correlaciona imagen de una partícula individual mostrada en (d).

Los investigadores entonces evaluaron el papel de NaCA3 en incremento de la granada aumentando su concentración. En las concentraciones inferiores, NaCA3 induce una mezcla de jaulas y las granadas, mientras que, en concentraciones más altas, rinde granadas como el producto final. El índice de deposición creciente de átomos del Au es esencial para el crecimiento excesivo preferencial de granadas ramificadas o porosas.

Posteriormente, las propiedades de LSPR de los nanoshells Au-AG fueron investigadas, pues son cruciales para detectar plasmonic. Los espectros de la extinción revelaron sin obstrucción un diverso movimiento máximo entre las jaulas y las granadas Au-AG.

El pico de la extinción de las granadas Au-AG cambio a partir de 392 nanómetros (nm) a 530 nanómetro, mientras que el de jaulas cambio a longitudes de onda del infrarrojo cercano más largas. El cambio de la intensidad de la extinción de las dos estructuras difirió con una tendencia monotónica de la disminución y del caer-levantamiento, respectivamente, así sugiriendo que las granadas tenían extinción más alta que las jaulas. Los científicos entonces realizaron simulaciones numéricas adicionales para ganar otros discernimientos en las propiedades de LSPR de las granadas Au-AG.

El paso siguiente era examinar los nanoshells Au-AG como escrituras de la etiqueta para la detección del oligonucleótido. Una serie asociada al gen de SARS-CoV-2 N fue elegida mientras que el objetivo y dos series complementarias fueron diseñados posteriormente como antenas.

Posteriormente, los espectros de la extinción de LSPR fueron registrados y normalizados en 537 nanómetro. Porque las granadas Au-AG y los nanoparticles del oro tienen tallas y formas similares, la propiedad perfeccionada de LSPR es probable qué causó el aumento observado de la sensibilidad. Un método radiométrico de la cuantificación fue adoptado que perfecciona funcionamiento analítico.

El paso pasado era idear un protocolo para combinar la LÁMPARA reversa de la transcripción (RT-LAMP) con los nanoshells plasmonic Au-AG para la detección de la único-molécula de patógeno tales como SARS-CoV-2.

En un esfuerzo de demostrar la importancia de su uso clínico, los científicos aplicaron la aproximación plasmonic integrada de la LÁMPARA para descubrir las muestras nasales del lampazo que fueron clavadas con el ARN SARS-COV-2. El funcionamiento analítico era impresionante y sugerido que los sensores Au-AG-granada-basados trabajados bien y tenía aplicaciones potenciales en la fijación clínica. Los investigadores opinaron que la aproximación diagnóstica establecida se debe adoptar como plataforma de la detección del nucléico-ácido. Sin embargo, el equipo de pinturas de fondo y de series de sondeo debe ser cambiado.

Conclusión

En este estudio, los científicos desarrollaron la aproximación plasmonic de la LÁMPARA para la detección de la único-molécula del ARN SARS-CoV-2. El trabajo actual provee de una caja de herramientas diagnóstica las lecturas simples y los límites de detección ultrabajos que se podrían potencialmente aplicar en fijaciones clínicas.

advertencia *Important

el medRxiv publica los partes científicos preliminares que par-no se revisan y, por lo tanto, no se deben mirar como concluyentes, conduce práctica clínica/comportamiento relativo a la salud, o tratado como información establecida.

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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