(Nanowerk Haberleri) Araştırmacılar uzun süredir DNA ve diğer biyolojik nanopartiküllerin hassas manipülasyonuna ve tanımlanmasına olanak tanıyan çok yönlü araçlar geliştirmeye çalışıyorlar. Küçük parçacıkları yakalamak için lazer kullanan optik cımbızlar temassız kontrol sağlıyor ancak belirli DNA dizilerini tanıma yeteneğinden yoksundu. Aynı zamanda, CRISPR gen düzenlemesi son derece hassas bir tespit yöntemi olarak ortaya çıkmıştır ancak CRISPR ile geliştirilmesi ve entegrasyonu gerekmektedir. Nanoteknoloji. Şimdi, Shenzhen Üniversitesi ve Hong Kong Çin Üniversitesi'nden araştırmacılar, CRISPR'ı optotermal cımbızla birleştirerek önceki sınırlamaların üstesinden gelen bir yenilik geliştirdiler. Yayınlanan yeni bir çalışmada Işık: Bilim ve Uygulamalar (“CRISPR destekli optotermal nanocımbızlar: Çeşitli biyo-nanoparçacık manipülasyonu ve tek nükleotid tanımlama”), ekip, DNA'nın eşzamanlı olarak yakalanmasını ve tanımlanmasını yüksek doğrulukla sunan bir platform olan CRISPR destekli optotermal nanocımbızları (CRONT) sunuyor. Bu buluş, hasta başı testlerde, biyoalgılamada ve temel biyofizik araştırmalarında ilerlemelerin yolunu açıyor. CRISPR ile çalışan optotermal nanocımbızların çalışma prensibi. a Çözümdeki üç bileşenin diyagramatik taslağı: DNA@AuNS konjugatı, CRISPR/Cas12a kompleksi ve hedef ssDNA. b Optik kurulum, BS, SPF ve TL sırasıyla ışın ayırıcı, kısa geçiş filtresi ve tüp lenstir (f=200 mm). Kurulumun ek ayrıntıları Malzemeler ve Yöntemler bölümünde verilmiştir. c Optik ısıtma olmaksızın üç bileşenin çözelti içinde dağılması. d Optotermal net kuvvet (FAğ) indüklenen göç ve optik ısıtma üzerine DNA@AuNS konjugat bölünmesi, ısıtma lazer gücü 0.5 mW'tır. e Optik ısıtma kapatıldıktan sonra bölünmenin gözlemlenmesi. (© Light: Bilim ve Uygulamalar) Optik cımbızlar Mikroskobik parçacıklar üzerinde benzersiz uzay-zamansal kontrol sağlayan 1986'daki buluşlarından bu yana paha biçilmez bir teknik haline geldi. Ancak sıkı odaklanmış, yüksek güçlü bir lazerden gelen momentum aktarımına güveniyorlar, bu da sıkışabilecek malzemeleri sınırlıyor ve yerel ısınmadan kaynaklanan fotohasar risklerini ortaya çıkarıyor. Optotermal cımbızlar, 15 yıl önce çok daha düşük yoğunluklarla umut verici bir alternatif olarak piyasaya sürüldü. Parçacıkları termodifüzyon ve konvektif kuvvetler yoluyla manipüle etmek için aydınlatılmış bir ışık emici yüzeyin yakınındaki mikro ölçekli sıcaklık gradyanlarından ve sıvı akışından yararlanırlar. Ancak şimdiye kadar hem geleneksel optik cımbızlar hem de optotermal teknikler, optik sinyalleri kullanarak biyolojik parçacıkları doğrudan tanımlayamıyordu. Bu yetenek yalnızca hantal floresan etiketleme yöntemleriyle elde edilmiştir. Buna paralel olarak, CRISPR teşhisleri, tek baz çiftlerine kadar son derece spesifik nükleik asit dizilerini tespit etmek için çığır açan bir yaklaşım haline geldi. Bununla birlikte, tezgah üstü analizlerin bakım noktası cihazlarına dönüştürülmesi, kapsamlı numune hazırlama ve ihtiyaç duyulan hedef amplifikasyonu nedeniyle zorlu olmaya devam etmektedir. Shenzhen-CUHK ekibi, CRISPR algılamayı optotermal cımbızların hassas manipülasyonuyla tek bir platformda birleştirmenin muazzam potansiyelini fark etti. CRONT sistemi, standart 785 nm lazer işaretleyiciyle aydınlatıldığında oda sıcaklığının hemen üzerinde ısıtılmış noktalar oluşturmak için ince bir altın film kullanır. Bu, 50'den fazla farklı DNA dizisini seçici olarak yakalayabilen lokalize konveksiyon akımları ve termodifüzyon yaratır ve nanopartiküller DNA ile fonksiyonel hale getirildi. Bir kez tuzağa düşürüldükten sonra diziler, hedef DNA şeritlerini parçalayan CRISPR komplekslerinin eklenmesiyle yerinde tanımlanır; bu, parçalanma üzerine tek tek altın nanoparçacıkların kırınım modeli değiştikçe gerçek zamanlı olarak gözlemlenir. Bu pasif optik okuma, zahmetli floresans etiketleme adımlarını ortadan kaldırır. CRONT cımbızları, kendiliğinden birleşen bu kuvvetlerden yararlanarak ve CRISPR problarını mikroskobik termal olarak indüklenen akışlara entegre ederek, hızlı tek DNA tespitini mümkün kılmak için konsantrasyon ve etkileşim oranlarını artırır. Ekip, herhangi bir hedef amplifikasyonu olmaksızın, maymun çiçeği virüsünden alınan bir dizi için atomolar duyarlılık gösterdi. Bu, geleneksel CRISPR analizlerine göre 10 milyar kata kadar bir iyileşmeyi temsil ediyor ve PCR düzeyindeki performansla eşleşiyor. Düşük maliyetli bir lazer cımbız sistemi üzerinde bu kadar ultra hassas ölçüm, bakım noktası testlerine olanak sağlayabilir. Aynı şekilde, CRONT cımbızları tek nükleotid polimorfizmlerinin (SNP'ler) tanınmasını kolaylaştırır; bu, daha önce pahalı dizileme veya PCR platformlarıyla sınırlı olan bir yetenektir. Bu, biyoçeşitliliği veya hastalık mekanizmalarını incelemek için genetik değişkenliğin ve mutasyonların yerinde optik olarak profilinin çıkarılmasına yönelik olasılıkları açar. Deneysel doğrulamalar, CRONT'un SARS-CoV-2 varyantları arasındaki tek baz farklılıklarını ayırt edebildiğini gösterdi. Araştırmacılar, nükleik asitlerin ötesinde, proteinlerin programlanabilir manipülasyonunu göstererek, ısının neden olduğu protein etkileşimlerini incelemek için ilgi çekici umutlar yarattı. Ayrıca platformun, farklı problarla işlevselleştirme yoluyla çeşitli malzemelere genişletilebileceğini belirtiyorlar. CRISPR testlerinin ve optotermal manipülasyonun avantajlarını birleştirerek hala bir kavram kanıtı olmasına rağmen, CRONT cımbızları her iki teknolojiyi bağımsız olarak engelleyen temel engellerin üstesinden gelir. Ekip, bunun bakım noktası biyosensörleri, hastalık taraması, uzaktan hücre manipülasyonu ve entegrasyonuna yönelik önemli bir adım olduğuna inanıyor. nanofotonik programlanabilir biyolojik etkileşimlerle. Genomik, epigenetik ve teşhis alanlarında araştırma ve tespitleri hızlandırmak için verimi daha da artırmayı planlıyorlar. Teknoloji geliştikçe hassasiyet ve basitlik korunabilirse, CRISPR ile çalışan optotermal cımbızlar laboratuvar ve klinik analiz için her yerde bulunan bir araç haline gelebilir ve gelişmiş nanoteknolojiyi gerçek dünyadaki biyotıbba getirebilir.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=64221.php