Разработан метод легкого и быстрого обнаружения кокаина – даже в небольших количествах. Для этого требуются наночастицы золота и особые короткие молекулы ДНК.
Итак, первый элемент детектора – аптамеры – это короткие полимерные фрагменты – олигонуклеотиды, очень похожие на «полноценные» нуклеиновые кислоты ДНК или РНК, но намного меньшие в длину. Аптамеры обладают одним очень полезным свойством: они способны связывать определенные органические молекулы (лиганды) с очень высокой специфичностью. То, какую именно молекулу будет связывать аптамер, зависит от его структуры, которую предсказать в общем случае пока не получается. Поэтому, чтобы получить аптамер нужной специфичности, ученые обычно синтезируют всевозможные варианты, затем отбирая те из них, которые лучше всего связываются с мишенью-лигандом.
В случае с детектированием кокаина исследователи остановили свой выбор на двухцепочечных ДНК-аптамерах. В отсутствие лиганда такой аптамер представляет собой две отдельные молекулы ДНК. А вот добавление даже малых «доз» кокаина приводит к формированию двухцепочечных комплексов аптамера с лигандом.
Схематическое описание метода
Изменение окраски наночастиц в зависимости от концентрации кокаина (в мкМ)
Ученые из Китая и Тайваня, работавшие во главе с Чунхай Фанем (Chunhai Fan), сконструировали столь замысловатый химический механизм неспроста. Дело в том, что известна способность золотых наночастиц связывать одноцепочечную ДНК – и полное их равнодушие к двухцепочечной ДНК. Это значит, что в отсутствие кокаина наночастицы золота будут связываться с ДНК, а при его появлении и образовании комплекса двухцепочечного аптамера с лигандом – высвобождаться.
Стоит заметить, что золотые частицы размером 13 нм имеют синий цвет в свободном состоянии, и розовый – в случае связывания с одноцепочечной ДНК. Различия в цвете видны прямо-таки невооруженным глазом. Это делает новый детектор весьма удобным и надежным полевым тестером. При этом показано, что он способен определять присутствие кокаина в концентрациях около 20 мкМ, причем на анализ требуется всего несколько минут.
Комментарии
Подписаться