ساخت ابزاری جدید جهت آنالیز بسیار سریع خون و DNA

یکی از مشکلات موجود در بیمارستان ها عفونت های بیمارستانی است که بر اساس
روش های تشخیص ژنی موجود شناسایی DNA عامل بیماری زا حدود یک ساعت طول می
کشد. در طی مطالعه جدیدی محققان آلمانی روشی را ابداع کرده اند که بر اساس
آن امکان ارزیابی DNA در حد چند هزارم ثانیه ممکن شده است و سرعت تشخیص
عوامل مهاجم را در بدن تا حد قابل ملاحظه ای افزایش داده اند.

آنالیز DNA زمینه ای گسترده و رو به رشد در خصوص شناسایی نقص های ژنتیکی
مخصوصاً در زمینه بررسی بیماریهای وراثتی است. بسیاری از بیماریها بخاطر
نقص در توالی DNA ایجاد می شوند. یکی از اثرات این نقص ها کاهش دمای ذوب
DNA است که علت آن هم عدم جفت شدن بازها در مناطق نقص دار بوده و در نتیجه
دو رشته DNA در دمای کمتری از یکدیگر جدا می شوند. محققان از همین خاصیت
برای یعنی رسم منحنی ذوب برای شناسایی نقص های DNA استفاده کردند.

روش انجام این کار بدین شرح است که توالی های DNA با نانوذرات طلا ترکیب
شده و به آهستگی (معمولاً در یک حمام آب) دمای محلول حاوی DNA افزایش می
یابد. در طی گرمایش، جذب نوری به کمک لیزر کنترل می شود جذب نوری تجمع های
نانوذرات طلا که از طریق DNA به هم متصل شده اند در صورتی که دو رشته DNA
از هم جدا شوند تغییر می کند و درنهایت این امر منجر به از هم پاشیدن کل
تجمع می شود. دمای ذوب با گرم کردن آرام کل محلول که باعث ایجاد تعادل
ترمودینامیک در کل سیستم می شود محاسبه می شود. از آن جا که این فرآیند
حفاظت شده است چیزی حدود یک ساعت طول می کشد و بکارگیری آن در آنالیزهای
DNA با کارآیی بالا کاربردی نیست از طرفی بکارگیری لیزر جهت گرم کردن نانو
ذرات طلا باعث از بین رفتن بافتها و غشاء های سلولی می‌شود.

در مطالعه حاضر محققان آلمانی به جای بکار گیری خاصیت تخریبی نانوذرات طلا
در اثر گرمایش نوری، از نانو ذرات طلا به عنوان کوره هایی در اندازه های
نانو جهت تولید آرام ، کنترل شده و برگشت پذیر گرما استفاده کردند. این کار
برای اولین بار باعث می شود که نانوذرات طلا جهت گرمایش نوری بکار گرفته
شوند.

تجمع های نانو ذرات طلای متصل به DNA نور را جذب کرده و به صورت موضعی
انرژی نوری تابش لیزر را به انرژی گرمایی تبدیل می کنند. این انرژی گرمایی
باعث ذوب دو رشته DNA شده و در نتیجه تجمع های طلا در حد چند میلی ثانیه از
هم می پاشند.

در این روش تجمع های نانو ذرات طلا به عنوان تبدیل کننده های انرژی نوری به
گرمایی و هم به عنوان نشانگر نوری تخریب DNA بکار گرفته می‌شوند و این کار
باعث ایجاد تمایز بین اهداف مختلف حتی در صورت مخلوط شدن در یک محلول شده
است. در صورتی که یک جفت باز با هم جفت شوند و یا جفت نشوند با بکارگیری
این روش از هم تمایز داده میشوند حتی اگر نسبت ۱ به ۱ از هر دو مخلوط وجود
داشته باشد. سرعت عمل چند هزارم ثانیه روش سریعترین زمان آنالیز نقطه ذوب
DNA تاکنون می باشد که برای شناسایی جهش ها کاربرد دارد. با استفاده از این
روش جدید امکان تنظیم شدت لیزر فقط جهت نقطه ذوب DNA معیوب فراهم شده است
از این رو به DNA سالم آسیبی وارد نمی شود.

نتایج این مطالعه در شماره ژانویه مجله Nano Letters منتشر شده است.