Traços de biomoléculas como o DNA podem ser detectados com uma nova técnica "dinâmica" baseada na observação de eventos de associação e dissociação de nanopartículas de ouro. Se a sequência de DNA desejada estiver presente, pode ligar reversivelmente duas nanopartículas. Isso pode ser detectado em tempo real por meio de uma mudança na dispersão da luz. Conforme relatado no jornal Angewandte Chemie , este método diferencia sinais verdadeiros de ruído e pode detectar desvios de bases individuais.

Detectar e quantificar biomoléculas em concentrações extremamente pequenas é cada vez mais importante para aplicações como o diagnóstico precoce e preciso, monitorar o tratamento do câncer, investigações forenses, e testes altamente sensíveis para armas biológicas. O método atual de escolha é a reação em cadeia da polimerase (PCR), que se baseia na replicação enzimática do DNA. A desvantagem desse método são os falsos positivos que podem resultar das menores quantidades de impureza.

Cientistas que trabalham com Jwa-Min Nam na Universidade Nacional de Seul (Coreia do Sul) desenvolveram agora um novo método para detectar quantidades extremamente pequenas de DNA - sem replicação, amplificação de sinal, ou resultados falsos positivos. Seu método é baseado na detecção de eventos de ligação individuais. Como os parceiros de ligação se separam continuamente e se ligam novamente, o número de resultados detectáveis ​​é multiplicado e os sinais inespecíficos são minimizados. Esta análise de nanodímero de associação e dissociação (ADNA) é baseada na medição de espalhamento de luz por nanopartículas de ouro usando microscopia de campo escuro.

A amostra e dois tipos de nanopartículas de ouro são colocados em uma lâmina de vidro revestida com uma camada dupla de lipídios. Um tipo de nanopartícula possui sítios de ligação na superfície que se fixam à camada lipídica. O outro tipo se liga reversivelmente à camada lipídica, restante móvel. Ambas as nanopartículas têm segmentos curtos de DNA de fita simples que são complementares a duas sequências diferentes no DNA alvo para que possam se ligar. Quando uma nanopartícula móvel chega muito perto de uma imobilizada, o DNA alvo pode ligá-los em um dímero.

Quando duas nanopartículas estão ligadas, suas vibrações (plasmons) são acopladas. Isso muda a intensidade e a cor da luz espalhada, que pode ser detectado em tempo real. A análise dinâmica de dímeros que se dissociaram durante a observação é a chave para a diferenciação clara entre a presença e a ausência do DNA alvo. A cinética da dissociação é significativamente diferente para o DNA que é uma combinação perfeita e o DNA com uma única base alterada.

Mesmo na presença de outro DNA, como em uma amostra de soro de sangue humano, foi possível detectar seletivamente e quantificar com segurança as concentrações ultrabaixas do DNA alvo. Sob as condições de teste usadas, o limite de detecção era de cerca de 46 cópias de DNA.