新型微机械悬臂梁快速检测疾病标志物

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当医生现在检测患者的疾病标志物,例如前列腺特异性抗原(PSA),一种可以预示早期前列腺癌的蛋白质时,他们通常依赖于酶联免疫吸附测定(ELISA)测试。但是,加州大学伯克利分校和橡树岭国家实验室的研究人员创造了一种新型检测方法,他们认为这种方法可能同样灵敏且成本更低。该小组在本月出版的《自然生物技术》杂志上描述了他们的工作,他们制造了一种微机械悬臂梁——本质上是一个微小的跳水板——它可以对蛋白质标志物做出反应而弯曲,其水平比诊断目的所需的水平低20倍。

伯克利分校的机械工程教授阿伦·马宗达尔说:“这种[设备]为蛋白质、DNA和/或RNA的高通量检测提供了一个通用平台,应用范围从疾病诊断到药物发现。” “这可能导致对许多疾病的快速筛查和分子分析,并可能出现用于检测癌症的癌症芯片。”

研究人员使用开发用于制造微处理器的技术,用氮化硅制成悬臂梁,其尺寸约为50微米宽、200微米长和0.5微米厚。然后,他们在每个悬臂梁上涂上用于基因测试的抗体或单链DNA。当匹配的蛋白质或DNA与涂层结合时,悬臂梁会向下弯曲。激光测量这种运动,其程度指示有多少蛋白质或DNA附着在悬臂梁上。


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除了能够衡量数量外,该设备还比当前的方法具有其他优势:它可以在单个反应中寻找多种标记,并且不需要使用荧光标记。但据橡树岭研究员托马斯·通达特(Thomas Thundat)称,他于1994年首次发表了该想法的基础,“微悬臂梁方法的主要优势在于其灵敏度,基于检测亚纳米精度悬臂梁运动的能力,以及将其制造为多元素传感器阵列的简易性。没有其他传感器技术能够提供如此多的通用性。”

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