Detecção óptica de concentrações picomolares de RNA usando interruptores em quiralidade plasmônica
p Crédito:Wiley
p Mesmo pequenas quantidades de vírus podem ter consequências desastrosas. A identificação de RNA pode revelar o tipo de vírus presente. Uma técnica rápida e sensível baseada em detecção óptica foi agora descrita no jornal
Angewandte Chemie . Cientistas da Alemanha e da Finlândia demonstraram a ligação de um alvo de RNA a uma sonda feita de nanobastões de ouro e uma estrutura de origami de DNA. Os comutadores de quiralidade acionados por ligação podem ser medidos por espectroscopia de dicroísmo circular. p Identificar o patógeno - geralmente um vírus - que está incomodando o paciente está entre os maiores desafios na área de saúde. Vírus responsáveis pela febre Zika, AUXILIA, e a hepatite C contém sequências de RNA mutantes. Os médicos precisam saber rapidamente que tipo de vírus seus pacientes adquiriram, mas as técnicas atuais baseadas na multiplicação do RNA são caras e demoradas. Agora, Tim Liedl da Ludwigs-Maximilians-Universität em Munique, Alemanha, e seus colegas, desenvolveram uma estratégia de detecção rápida baseada em nanoplasmônicos, Origami de DNA, e uma leitura óptica.
p A luz pode induzir ondas plasmônicas em estruturas metálicas nanométricas menores que o comprimento de onda da luz incidente. Essa ressonância pode levar a uma emissão de luz fortemente aumentada, mesmo a partir de estruturas nanoscópicas - um recurso que é altamente interessante para aplicações de biossensor. Liedl e seus colegas criaram uma sonda de detecção nanométrica para moléculas de RNA.
p A sonda, um aparelho nanométrico feito de DNA e nanobastões de ouro, foi montado pela chamada técnica de origami de DNA, que explora as interações específicas das bases de DNA para dobrar e colar fitas simples em qualquer forma desejada. Os autores construíram duas barras de hélices de DNA paralelas frouxamente conectadas por uma dobradiça no meio das barras. Nanobastões de ouro foram colocados no topo de cada uma das barras cruzadas. Ambos os braços cruzados foram fornecidos com funcionalidade em suas extremidades:os cientistas anexaram uma única sequência de DNA complementada com uma fita de bloqueio em um braço, e a sequência de DNA complementar à outra. Na presença de RNA alvo, que poderia ser uma sequência típica de RNA viral, a fita bloqueadora deixaria seu DNA em favor da hibridização de RNA, e ambas as sequências simples de DNA formariam complementarmente uma fita dupla pela qual os dois braços da cruz são unidos. Essa mudança estrutural introduz quiralidade à sonda.
p A quiralidade pode ser detectada com dicroísmo circular. E realmente, as mudanças estruturais desencadeadas pela ligação do RNA induziram um sinal de dicroísmo circular detectável com um espectrômetro de CD. Concentrações tão baixas quanto 100 picomolar do RNA alvo foram reconhecidas, de acordo com os autores. Os cientistas esperam estabelecer esta técnica em sistemas lab-on-a-chip, onde poucas etapas são necessárias para a preparação da amostra e dispositivos em miniatura de baixo custo levam a resultados sensíveis. Os resultados preliminares no soro do sangue com RNA viral adicionado foram promissores.
p Os autores admitem que os limites de detecção ainda não são baixos o suficiente para serem clinicamente relevantes. Contudo, eles acreditam que melhorias devem ser possíveis; Incluindo, melhor proteção dos nanossensores de proteínas séricas, uma mudança para melhores metais plasmônicos de ressonância, e expansão de locais de reconhecimento de RNA. Isso poderia tornar a técnica uma ferramenta diagnóstica promissora que não se limita necessariamente ao RNA viral.