آرایه‌های حسگر الکترونیکی ابزارهای مفیدی برای تشخیص زودهنگام بیماری‌های ژنتیکی و سرطان هستند. محققان مؤسسه‌ی بیومهندسی و فناوری نانو آ استار آرایه‌هایی را توسعه دادند که قادر به شناسایی (mRNA) هستند. این کار برای تست کمّی بیان ژن مناسب است.
شناسایی مواد زیستی: ایجاد پل با DNA
آرایه‌های حسگر الکترونیکی ابزارهای مفیدی
برای تشخیص زودهنگام بیماری‌های ژنتیکی و سرطان هستند. محققان مؤسسه‌ی
بیومهندسی و فناوری نانو آ استار (A*STAR)، آرایه‌هایی را توسعه دادند که
قادر به شناسایی آر‌ان‌ای‌های پیامبر (mRNA) هستند. این کار برای تست کمّی
بیان ژن مناسب است.
روش‌های مرسوم برای بررسی بیان ژن، مبتنی بر تکثیر دی‌ان‌ای از طریق واکنش
زنجیره‌ای پلیمراز (PCR) و به‌کارگیری برچسب فلورسانس برای شناسایی آنهاست.
از آنجا که این روش بسیار گران‌قیمت و کم‌بازده است، محققان روش بسیار
حساسی را طراحی کردند که بی‌نیاز از PCR بوده، می‌تواند در دو مرحله با کمک
هیبریداسیون mRNA هدف، بیان ژن را بررسی کند. هدف این گروه، توسعه‌ی یک
سیستم تشخیص مولکولی قابل انتقال است.
قلب این دستگاه از یک جفت میکروالکترود طلا تشکیل شده که به‌صورت عمود قرار
گرفته‌است و با یک عایق از هم جدا شده‌است. این دو الکترود با استفاده از
روش فتولیتوگرافی روی تراشه‌ی سیلیکونی رسوب داده شده‌است. رشته‌ی پلی
تیمین به رشته‌ی مکمل خود یعنی پلی آدنین در mRNA موجود در میکروالکترود
بالایی جفت می‌شود و در نهایت آنها به مولکول هدف، دی‌ان‌ای، که در
میکروالکترود پایینی است، متصل می‌شوند. پس از این هیبریداسیون، کمپلکس
mRNA-DNA با استفاده از نقره پوشش داده می‌شود و بین دو الکترود ارتباطی
ایجاد می‌شود که منجر به تولید سیگنالی برای شناسایی می‌شود.
محققان در طراحی خود از مولکولی به نام
GAPDH استفاده کردند که قادر است به مولکول‌های RNA حتی در غلظت‌های بسیار
کم هم متصل شود. با افزایش غلظت GAPDH، قدرت سیگنال‌های تولیدی افزایش می‌یابد.
آنها زمانی که الکترود بالایی را با رشته‌های GAPDH که به مولکول هدف متصل
شده، پوشاندند جریان را در مدار مشاهده کردند که حاکی از طول این رشته‌هاست
به حدی که خود را به الکترود مقابل رسانده‌اند.
حساسیت و دامنه‌ی شناسایی این سیستم با افزایش طول ژن افزایش می‌یابد. این
گروه ثابت کردند که دستگاه آنها قادر است جفت شدن نابجا را در رشته‌های RNA
تشخیص دهد، همچنین می‌تواند با روش PCR از نظر عملکردی، به‌خصوص در مورد
بافت‌های نرمال و سرطانی سینه، برابری کند.
این ساختار نانوشکاف عمودی و هیبریداسیون دومرحله‌ای، موجب حذف نویز زمینه
شده و با متالیزه کردن DNA سیگنال قدرتمندی را تولید می‌کند.
نسبت سیگنال به نویز بالا و کاهش ملزومات آماده‌سازی نمونه، میزان استفاده
از این آرایه‌ها را افزایش داده‌است.
