医疗诊断将比以往任何时候都更加民主。研究人员发明的DNA传感器 麻省理工学院简介 它可以检测癌症和艾滋病毒，其精度与最先进的实验室相当，但成本却仅为后者的一小部分。它的工作原理是什么？一条覆盖着DNA的金条会通过改变其电特性来对疾病的存在做出反应。所有过程只需五分钟，无需冰箱或专业人员。如果今天我们需要等待数天才能得到检测结果，那么这款DNA传感器可以让我们随时随地实时掌控自己的健康状况。它真的可以改变我们的未来。
价格比一杯咖啡还便宜的DNA传感器
该团队开发的新型电化学装置 阿里尔·弗斯特 麻省理工学院在即时诊断方面取得了突破。 生产成本仅为 50 美分， 这种 DNA 传感器使用层压在塑料上的金箔电极，DNA 通过一种名为 硫醇这项技术基于一个非常有效的原理：当 CRISPR 家族的 Cas12 酶遇到特定靶标时，它会被激活，并开始在电极上“切割”周围的 DNA。正如 Furst 教授在文章中解释的那样 发表在杂志上 ACS传感器: “如果 Cas12 处于活跃状态，它就像一台割草机切断了电极上的所有 DNA，从而关闭了信号。”这种电信号的变化可以通过一种名为恒电位仪的便携式设备读取，从而确认目标基因的存在。
真正的创新在于 DNA 传感器在分子水平上的“思考”方式。 该系统使用与Cas12酶连接的可编程向导RNA，该酶可设计用于结合几乎任何DNA或RNA序列。当靶标存在时，它会与向导RNA结合并激活Cas12，CasXNUMX随后非特异性地“切割”附着在电极上的DNA。在之前的版本中，由于DNA无法长时间稳定，必须在使用前不久将其施加到电极上。但研究人员通过将DNA涂覆在聚乙烯醇（PVA）中解决了这一关键问题，PVA是一种聚合物，每层涂层的成本不到一美分，并且起到了保护膜的作用。
改变 DNA 传感器一切的稳定性
最重要的发现涉及该设备的耐用性。聚合物涂层 保持 DNA 至少两个月的稳定性， 可耐受高达 65°C 的温度。 储存后，冲洗薄膜，DNA传感器仍可成功检测尿液中存在的前列腺癌基因PCA3。
Furst 指出：“一旦干燥，它似乎会形成一道非常坚固的屏障，抵御可能损害 DNA 的主要物质。”这种稳定性消除了冷藏的需要，并允许传感器运往世界任何地方。 为在恶劣或非理想环境下进行诊断测试铺平道路.
实际应用
该测试适用于多种类型的样本，包括唾液和鼻拭子，并可用于低成本检测 HPV 和 HIV 等传染病。 2021 年，Furst 的实验室已经证明了这些传感器在检测 HIV 和人乳头瘤病毒遗传物质方面的有效性。.
该平台足够灵活，能够适应新兴病原体，这在健康威胁迅速演变的时代至关重要。Furst 实验室的一些成员已经加入了初创企业加速器项目。 三角洲V 在麻省理工学院，目标是将这项技术从实验室推向市场。
迈向没有诊断障碍的世界
该团队的既定目标很明确：
“我们专注于许多人难以获得的诊断方法，我们的目标是创造一种即时可用传感器。人们甚至不需要去诊所就可以使用它。你可以在家里使用，”Furst 说。
这项创新是分子诊断领域更广泛发展的一部分诊断工具的微型化和大众化正在重新定义医疗保健的可及性。“我们之前的局限性在于必须在现场生产传感器，但现在我们可以保护它们，并且可以运输。我们无需使用冷藏设备。这使我们能够在更具挑战性或非理想的环境中进行测试，”Furst 总结道。
一个售价 50 美分的 DNA 传感器有望将最先进实验室的诊断精度直接带入我们的家中：现在敲响了未来之门。
