A análise de ácidos nucleicos é usada principalmente na detecção de patógenos, identificação de doenças genéticas e diagnóstico precoce de câncer. Por exemplo, a análise quantitativa do DNA tumoral circulante (ctDNA), um fragmento de DNA livre derivado de células malignas que carrega alterações na sequência específica do tumor, pode ajudar a obter informações abundantes sobre os tumores, incluindo mutação pontual do gene, integridade do genoma. Portanto, o ctDNA é considerado um marcador tumoral personalizado e desempenha um papel fundamental no diagnóstico de câncer e na avaliação de malignidade.
O grupo de Miao Peng do Instituto de Engenharia e Tecnologia Biomédica de Suzhou (SIBET) da Academia Chinesa de Ciências desenvolveu recentemente uma nanomáquina de DNA eletroquímica baseada na reação de caminhada de DNA bipedal em loop para análise altamente sensível de ácidos nucleicos. Resultados relevantes foram publicados em ACS Central Science .

Miao e sua equipe construíram uma nanoestrutura de DNA de hélice tripla intermolecular com pH controlável entre as sondas de DNA A e B através do design de sequência e, em seguida, construíram uma interface de eletrodo modificado renovável.

Eles projetaram uma estratégia de amplificação de deslocamento de fita simples, mas eficaz, para amplificar a informação de uma sequência alvo. "Através da integração do primer e do modelo em uma única sonda de DNA estruturada em gancho, a taxa de reação foi efetivamente melhorada", disse Miao.

Na presença de uma sequência alvo, um grande número de produtos de DNA de fita simples pode ser produzido.

Além disso, eles desenvolveram uma nova estratégia de caminhada de DNA bípede em loop. As duas alças da sonda de DNA estruturada com haltere continham sequências de DNAzima, que não podiam reagir inicialmente com as fitas de trilha na interface do eletrodo (estado inativado).

Quando foi ativado pelo DNA de fita simples produzido pela amplificação de deslocamento de fita acima, uma sonda de DNA estruturada em loop foi formada a partir da sonda de halteres. Os andadores bípedes foram ativados para maior interação com os fios da trilha na superfície do eletrodo, induzindo as alterações da resposta eletroquímica.

Com base no método desenvolvido, uma sensibilidade de 2,2 aM (cerca de 1,3 cópia/μL) pode ser realizada em condições experimentais otimizadas, de acordo com seus resultados. "Este método mostra boa seletividade", disse Miao.

As amostras de soro clínico e amostras de zaragatoa da garganta foram posteriormente testadas e verificadas.

Através da análise de sinais eletroquímicos anormais, os pacientes correspondentes podem ser efetivamente identificados a partir dos grupos de controle saudáveis, de acordo com Miao.

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