圖源:西北大學(xué)
早在2019年,美國(guó)西北大學(xué)的一組研究人員就開(kāi)發(fā)了一種廉價(jià)的測(cè)試系統(tǒng),用于檢測(cè)水中的氟化物水平。次年,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 Julius Lucks 教授推出了一種新設(shè)備,可以在一滴水中檢測(cè)17種不同的污染物。現(xiàn)在,該設(shè)備已進(jìn)行更新,不僅可以確認(rèn)污染,還可以指示濃度水平。
新設(shè)備名為“ROSALIND”,即配體誘導(dǎo)激活的 RNA 輸出傳感器。如果一滴測(cè)試水中存在17種污染物中其中一種,輸出傳感器將發(fā)出綠色光。
Julius Lucks解釋,無(wú)細(xì)胞合成生物學(xué)允許我們將那些小分子味蕾取出并放入試管中。然后,我們可以“重新連接”它們以產(chǎn)生視覺(jué)信號(hào),它會(huì)發(fā)光讓用戶快速輕松地查看水中是否有污染物。
研究小組表示,他們成功地在最新的 ROSALIND 迭代中添加了一種“分子大腦”邏輯電路。該裝置仍然使用“分子味蕾”來(lái)檢測(cè)樣品中的污染物,但每個(gè)落入八個(gè)小試管陣列中的凍干顆粒都經(jīng)過(guò)重新編程,使其對(duì)污染物具有不同的敏感性。
因此,如果只有陣列左側(cè)的試管發(fā)綠光,則樣品濃度低。如果八支試管都對(duì)樣本有反應(yīng),那么“問(wèn)題就大了”。迄今為止,該裝置已在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中成功地顯示出鋅、抗生素和工業(yè)代謝物的含量,只需幾分鐘即可得出結(jié)果。
該項(xiàng)目的最終目標(biāo)是生產(chǎn)一種廉價(jià)的手持設(shè)備,使人們能夠在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試自己的飲用水,并隨著時(shí)間的推移持續(xù)監(jiān)測(cè)水源。
研究論文題為“Programming cell-free biosensors with DNA strand displacement circuits”,已發(fā)表在Nature Chemical Biology上。
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論文原文:https://www.nature.com/articles/s41589-021-00962-9