纳米粒子DNA探针揭开神秘面纱

　　

    [生物通讯]去年秋天发生在美国的炭疽邮件事件说明当前检测致命细菌的策略有一个令人讨厌的顾此失彼之处：它们要么是迅速但容易差错，要么是高度准确却又颇为缓慢(Science, 9 November 2001, p. 1266)。现在，研究人员找到了一种简单的电子芯片方法，这种方法能够在几分钟内检测出炭疽杆菌以及其它生物体的DNA。这种芯片看来要比其它高速DNA检测技术灵敏得多。

    有关这种芯片布线情况的描述发表在2月22日期的《科学》杂志上。芯片由连接有微小金属斑点即纳米粒子（nanoparticles）的DNA组成。由来自伊利诺斯州西北大学的化学家Chad Mirkin领导的研究小组通过在一个载玻片两端树立一对长为两千万分之一米的电极制成芯片。接下来，研究人员将无数完全相同的单链DNA小片段固定在两极之间的载玻片表面。每一DNA片段都设计于特异结合靶生物体－－炭疽杆菌的互补DNA的一端。当研究小组将制成的芯片浸入含有靶DNA的烧杯中时，芯片上固定的DNA与溶液中的靶DNA链结合，这样电极之间就填充上炭疽杆菌一段一段的DNA。

    为把这些零碎的DNA链连成一体，Mirkin的小组又利用了另外一套称为探针的单链DNA。每一探针的一个末端都设计为可以结合炭疽杆菌靶DNA的自由末端；而探针的另一端则携带有一个极小的黄金粒子。当探针发现它们的目标靶并一一与之结合后 ，黄金粒子就接通了电极两端的电流，Mirkin解释说。这种芯片能够检测出比当前的高速检测方法所需的靶DNA最小浓度还低几个数量级的的炭疽杆菌DNA。

    这种新检测方法是“一个非常聪明的想法，将有助于价格更为低廉的诊断设施的产生。”哥伦比亚大学Mailman公共卫生学校的分子生物学家Stephen Morse认为，Morse是美国国防高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency）高级诊断项目的前项目主持人。Mirkin和他的同事计划将他们的电子DNA检测器进一步改进为可以同时检测不同靶DNA的芯片。这样的多重任务处理芯片将为创造出可同时扫描多种感染原的便携式扫描系统铺平道路。

生物通摘译自SCIENCE NOW