深圳大学:DNA折纸探针联合表面等离子体传感技术助力肺癌早期精准诊断

近日,深圳大学物理与光电工程学院张晗教授、陈挚副研究员团队在《Laser and Photonics Reviews》发表题为“Ultrasensitive DNA Origami Plasmon Sensor for Accurate Detection in Circulating Tumor DNAs”的研究,展示了超灵敏的DNA折纸等离子体传感器实现循环肿瘤DNA(ctDNA)的精准检测。

肺癌是全球最常见的癌症之一,也是致死率最高的癌症之一,早期诊断对于提高治愈率和降低死亡率至关重要。然而,传统的计算机断层扫描(CT)筛查由于COVID-19大流行造成的肺结节遗留问题,面临着严重的挑战。该研究团队在前期研究中率先发表了CRISPR/Cas12系统与SPR传感联合的新型生物传感技术(Zhi Chen et al. National Science Review. 2022,9(8): nwac104),兼备高灵敏度及单碱基识别能力。本研究通过将DNA折纸探针与DNA剪刀技术相结合的SPR传感:DNA折纸探针提供了芯片表面高度均一的结构排列,而DNA剪刀则实现了单碱基分辨率的精准切割,同时解决了传统SPR技术芯片表面生物探针检测效率低、无法进行单碱基检测的局限性。两者的协同作用显著提高了检测的准确性,使SPR传感技术达到了更高的灵敏度和精确度。


该研究为肺癌的早期诊断和治疗决策提供了一个全新的工具。与传统的PCR检测方法相比,该技术不仅具有更高的灵敏度和精确度,而且能够在无需扩增的情况下直接检测基因突变。研究团队通过检测非小细胞肺癌患者EGFR基因中的T790M突变(肺癌早期筛查的关键因子)和KRAS基因中的G12C突变(靶向药Adagrasib的治疗靶点),验证了该技术的有效性。该技术不仅实现了单碱基分辨率,还展示了在复杂生物样本中检测低丰度核酸目标的能力。这一发现对于推动精准医学的发展具有重要意义,将极大地提高肺癌患者的诊断效率和治疗效果,减轻患者的身体和心理负担,同时优化医疗资源的配置,为肺癌早期诊断提供了新的方向和可能性,为未来的临床诊断和治疗提供了重要的科学依据。

来源:传感器专家网

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