照亮DNA：一种快速、超灵敏、无pcr的检测方法

研究人员已经开发出一种光诱导DNA检测方法，可以实现快速、无pcr的基因分析。他们的技术在5分钟内提供了超灵敏的突变检测，降低了成本，简化了检测。该方法在医疗保健、环境保护和个人健康监测方面具有重要的潜力。

　　

自2019冠状病毒病以来，PCR基因分析一直备受关注，但现在的光照进一步促进了无PCR方法的发展。

大阪城市大学的科学家们开发了一种利用异质探针颗粒的光诱导DNA检测技术，可以在不需要PCR扩增的情况下进行超灵敏和超快速的遗传分析。这一进步为医学、环境科学和便携式诊断领域更快、更经济、更精确的基因分析指明了道路。

作为分析DNA变化的一种手段，基因检测——对于诊断传染病、检测早期癌症、验证食品安全和分析环境DNA至关重要——长期以来依赖于PCR（聚合酶链反应）作为金标准。自2019冠状病毒病大流行以来，“PCR”一词已成为我们常用词汇的一部分。但正如我们这些经历过的人所知道的那样，PCR检测既不便宜也不快速；它们通常需要集中的实验室、笨重的设备和受过专门训练的人员。

“我们的光诱导方法检测DNA而不需要PCR，”项目讲师Shuichi Toyouchi，副主任Shiho Tokonami教授和大阪城市大学光诱导加速系统研究所（RILACS）主任Takuya Iida作为这项研究的主要作者写道。

与PCR不同的是，PCR是通过制造数百万拷贝的目标DNA来扩增DNA序列进行检测，而这种方法通过强大的光力和光热效应将DNA浓缩并增强特异性来直接检测DNA。

该团队开发了一种使用非均质探针颗粒的系统，包括金纳米颗粒和聚苯乙烯微粒。这些探针是短的，已知的DNA序列，旨在与目标DNA中的互补序列杂交或结合。这个过程被称为DNA杂交，它允许匹配的链结合在一起，通过荧光检测到配对。

然后，研究人员用激光照射含有目标DNA和探针粒子的溶液。当粒子大小与激光波长匹配时，就会发生米氏散射现象，产生光力，使粒子移动，加速DNA杂交。金纳米粒子吸收激光，产生局部热或光热效应，进一步增强杂交特异性。

“使用大约五分钟的激光照射，我们的方法显示出准确突变检测的巨大潜力，灵敏度比数字PCR高一个数量级。，丰口、富乐美和饭田写道。

通过消除对PCR扩增的需要，这种方法降低了成本，简化了测试，加速了结果，使遗传分析更容易在日常生活中应用-从医疗保健和食品安全到环境保护和个人健康跟踪。

饭田说：“我们的目标是将这种无pcr技术应用于高灵敏度的癌症诊断、量子生命科学研究，甚至是家庭或环境DNA测试。”