Наноплазмонная ПЦР на чипе для быстрой прецизионной молекулярной диагностики
Nanoplasmonic On-Chip PCR for Rapid Precision Molecular Diagnostics
2020-02-26
SCID: 54.1/avvggh9k
Discuss with AI
золотые наноостровкимолекулярная диагностикананоплазмонная ПЦР на чипефототермический нагревсверхбыстрое термоциклирование
Figures from the paper
Abstract (AI)
Современная молекулярная диагностика требует сверхбыстрой полимеразной цепной реакции (ПЦР) на чипе для быстрого и точного выявления инфекционных заболеваний при тестировании в условиях оказания медицинской помощи по месту обращения пациента. В данной работе представлена наноплазмонная ПЦР на чипе для быстрой прецизионной молекулярной диагностики. Наноплазмонные массивы столбиков (NPA) состоят из золотых наноостровков, расположенных на верхних поверхностях и боковых стенках крупномасштабных массивов стеклянных наностолбиков. Наноплазмонные столбики усиливают поглощение света белого светоизлучающего диода (LED) во всём видимом диапазоне благодаря сильным электромагнитным «горячим точкам» между наноостровками. В результате они эффективно индуцируют фототермический нагрев, обеспечивая сверхбыстрое термоциклирование ПЦР. При циклическом возбуждении белым светом LED температурный профиль NPA демонстрирует 30 циклов в диапазоне от 98 до 60 °C общей продолжительностью 3 мин 30 с. Экспериментальные результаты также демонстрируют быстрое амплифицирование ДНК: 0,1 нг мкл−1 λ-ДНК за 20 термоциклов и 0,1 нг мкл−1 комплементарной ДНК коронавируса ближневосточного респираторного синдрома за 30 термоциклов при использовании стандартного объёма ПЦР 15 мкл. Эта наноплазмонная ПЦР-технология открывает новые возможности для быстрой прецизионной молекулярной диагностики.
Key Findings
1
Наноплазмонные массивы столбиков с золотыми наноостровками усиливают поглощение белого светодиодного излучения за счёт электромагнитных горячих точек, обеспечивая фототермический нагрев для ПЦР.
2
Наноплазмонная платформа выполняет 30 термоциклов между 98 и 60 °C за 3 минуты 30 секунд.
3
Платформа амплифицирует комплементарную ДНК коронавируса ближневосточного респираторного синдрома концентрацией 0,1 нг мкл−1 за 30 термоциклов.
4
Система амплифицирует λ-ДНК концентрацией 0,1 нг мкл−1 за 20 термоциклов при стандартном объёме ПЦР 15 мкл.
5
Метод обеспечивает ультрабыструю ПЦР на чипе и поддерживает быструю прецизионную молекулярную диагностику инфекционных заболеваний в условиях пункта оказания помощи.
Research Object
Наноплазмонная ПЦР-система на чипе на основе стеклянных наностолбиков, декорированных золотыми наноостровками
Research Subject
Фототермически индуцированное сверхбыстрое термоциклирование и быстрая амплификация ДНК для точной диагностики инфекционных заболеваний
Publication Details
Publication Date
2020-02-26
Journal
Publisher
ISSN
Access Type
Author Information
Download PDF
Subscribe to digest