Modulär DNA-design revolutionerar framtidens flexibla biosensorer inom medicinsk diagnostik och forskning

StockholmForskare vid LMU har utvecklat ett nytt sätt att bygga anpassningsbara biosensorer, vilket kan revolutionera flera områden, särskilt medicinsk diagnostik. Tidigare var varje biosensor tvungen att skräddarsys för sitt specifika ändamål, vilket gjorde dem mindre flexibla och tidskrävande att utveckla. Under ledning av kemisten Philip Tinnefeld bygger denna nya metod på en DNA-struktur för att skapa sensorer som kan justeras för olika molekyler och koncentrationsnivåer.

Nyckelfunktioner i denna innovativa design inkluderar en modulär DNA-origami med ett flexibelt gångjärn, två armar märkta med fluorescerande färgämnen för att mäta avståndsändringar genom FRET, samt möjligheten att integrera dockningsplatser för olika biomolekylära mål som nukleinsyror, antikroppar och proteiner.

Denna design är spännande eftersom den förändrar sin form betydligt mellan stängda och öppna lägen. Den övergår från att ha sina delar nära varandra till att sprida ut dem i en vinkel upp till 90°, vilket ger tydliga och exakta signaler. Detta är en stor förbättring jämfört med tidigare system som ofta hade problem på grund av små formförändringar, vilket ledde till mindre tydliga resultat.

Läs också:

Idag · 15:32

Binmurar skyddar mot elefanter men står inför framtida utmaningar i ett föränderligt landskap

Genom att använda flera dockningsplatser ökar sensorns känslighet utan att påverka de grundläggande biomolekylära interaktionerna. Denna anpassningsförmåga möjliggör snabb skapelse av skräddarsydda sensorer för specifika behov. Detta tillvägagångssätt kan förändra utvecklingen av diagnostiska verktyg, vilket leder till effektivare och mer noggrann forskning.

Flexibla biosensorer har många potentiella tillämpningar. Inom medicinen kan de övervaka sjukdomssymptom eller underlätta läkemedelsdistribution vid behov. Utanför medicinen används de inom miljövetenskap, livsmedelssäkerhet och personlig hälsovård, där de kontinuerligt håller koll på specifika hälsovärden.

Denna nya teknologi representerar en förändring mot mer anpassningsbara och mångsidiga biosensorverktyg. Genom att förbättra sensorns design kan vi skapa bättre kopplingar till digitala hälsosystem, vilket möjliggör omedelbar datainsamling och analys. Möjligheten att integrera dessa sensorer med AI-baserade analysverktyg kan leda till en framtid där hälsokontroller blir lättare att nå och mer individuellt anpassade och korrekta.