日本研制出新型RNA檢測 20分鐘搞定

來自日本RIKEN先端科學研究所的研究人員開發了一種新型無動力(power-free)微流體芯片可以在僅僅20分鐘內檢測來自極小樣本量的 microRNA。由于大大降低了檢測所需的時間和樣本量，這種芯片為早期醫療點診斷( point-of-care diagnostics )癌癥和阿爾茨海默氏癥等疾病奠定了基礎。

microRNA(miRNA)是一類天然存在的非編碼RNA，在基因調控中扮演著重要角色。參與了細胞內廣泛的生理過程，包括發育、分化、增殖、凋亡等。在癌癥、阿爾茨海默氏癥等疾病中隨著疾病進程體液中某些miRNA的濃度隨之增高，人們由此希望能通過這些短RNA掌握更快速、更準確診斷的關鍵。現有的敏感miRNA檢測技術需要數天才能獲得診斷，相關設備只能通過專業培訓人員操作，使其在許多情況下無法使用。

該研究小組于是著手克服這些障礙，開發一種只需極少量樣品，快速、易用的醫療點診斷設備。在早先的研究中，該研究小組開發了一種采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)的微芯片設備。PDMS是一種硅樹脂化合物，具有空氣吸收特性，可將試劑拉入捕獲探針(capture probe)中進行分析。這種抽泵技術無需外部動力源，設計簡化，但由于需要大量的樣本不適合實際應用。

新設備也利用PDMS作為空氣泵，但卻通過一種稱作層流輔助樹枝狀擴增(laminar flow-assisted dendritic amplification ，LFDA)的信號放大技術大大提高了這一方法的靈敏度。首先，將結合特異miRNA序列固定在玻璃表面，與miRNA樣本一起進行分析，然后其上插入一層PDMS，中間有通道。在真空中抽空空氣，PDMS誘導一種泵效應，吸引擴增試劑，進入通道入口，通過通道與miRNA接觸，生成熒光標記的樹枝狀結構，隨著時間增長，可快速進行檢測。

這一技術的敏感性將診斷所需的樣本量減少到只需0.25埃摩爾(10-18摩爾)，比早先的模型靈敏度提高1000倍數。檢測時間僅需20分鐘，這些特性使得這一自供能設備適用于資源匱乏的環境，有希望成為供發展中國家和世界各地百萬人使用的便攜式醫療點診斷設備。