用于无核酸扩增的miRNA诊断的微流控生物传感器

CRISPR技术是一种高效、快速、简便、廉价的细胞敲除基因技术,这一技术起源于原核生物免疫系统(最初用于抵抗外源遗传物质的入侵)。CRISPR技术是迄今为止为数不多的可用于靶向基因组编辑的三项技术之一。

尽管CRISPR技术以其基因切割和治疗应用能力而闻名,但它最近已发展成为一种强大的诊断技术。CRISPR诊断方法的优势以及微流控技术在即时诊断(POC)诊断芯片生产中的优越性,为开发更快,更可靠的POCT仪器创造了令人兴奋的机遇之窗。

最近,弗莱堡大学的一个研究小组在Advanced Materials期刊上发布了一种由CRISPR-Cas13a驱动的微流控生物传感器,用于无核酸扩增的miRNA诊断的报告。在他们的研究中,由Can Dincer博士和Wilfried Weber教授领导的研究小组证明了由CRISPR -Cas13a驱动的生物传感器可以高效,准确地检测小样品量的miRNA,而无需任何核酸扩增步骤,为了证实测定的有效性,他们将结果与qRT-PCR进行了比较,结果显示出良好的一致性。

基于qRT-PCR的方法除了是检测核酸的有力方法外,通常还需要复杂的系统和样品前处理,例如需要互补DNA(cDNA)的逆转录,较长的预处理时间和专业的操作人员。与此相比,研究人员的miRNA检测方法简化了流程,从而能够以低成本,简便的方式进行检测,而无需使用复杂的信号扩增方法或必须专业人员操作。

弗赖堡互动材料和生物启发技术中心(FIT)的Can Dincer博士研究组负责人说“我们的电化学生物传感器的灵敏度比使用CRISPR - Cas进行RNA分析的其他检测方法高五到十倍”。 他们的芯片包括两个主要部分:固定区域和检测区域。固定区域被预填充并用所需的试剂功能化。与试剂一起孵育后,样品将被移至由三个电极(工作电极,对电极和参比电极)组成的检测区域,以进行电化学检测。电极可以测量由于H2O2的存在而引起的电流变化,H2O2是分析物酶活性的产物。安培峰与靶标miRNA的浓度有关,因此可以用作测量样品中miRNA含量的生物传感器。芯片的平均成本估计低于2欧元。这种低成本使得这种生物传感器成为资源有限的第三世界和发展中国家的理想选择。

对于未来的工作,他们的目标是将微流控POCT护理仪器扩展到复合生物传感器。设想的仪器将包含多达八个微通道来允许在单个芯片中对样品进行多种miRNA分析。这将带来多种优势,例如结果的准确性更高,进行阴性和阳性测试的可能性以及对患者状况的更全面了解。

近年来,CRISPR技术因其颠覆性的疾病治疗潜力而备受关注。无论是作为评估质量的工具,还是作为基于CRISPR疗法的伴随诊断,都强调了CRISPR芯片未来可能各种各样的应用场景。目前,在基于CRISPR的疾病诊断领域,ITL通过多年的不懈研究将利用CRISPR技术开发出传染病、肿瘤学和基因突变方面快速诊断的仪器来为人类创造出更多有益的产品。。

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