Ultragevoelige detectietechniek maakt PCR-stap overbodig

Specifieke DNA-sequenties zijn op femtomol-niveau te herkennen door ze een ‘nanogap’ tussen twee goudcontacten te laten overbruggen, waarna je ze letterlijk verzilvert. De techniek is zó gevoelig dat je met een beetje geluk het DNA niet meer van tevoren hoeft te vermenigvuldigen via een tijdrovende ‘polymerase chain reaction’ (PCR) zo claimen onderzoekers uit Singapore in JACS.

De onderzoekers gebruikten lithografietechnieken uit de elektronicasector om kruisende goud-elektrodes te maken, met een minimaal 5 nanometer dikke isolatielaag van SiO₂ er tussen. Vervolgens synthetiseerden ze twee DNA-sequenties, elk 21 basen lang, die complementair waren aan de beide uiteinden van het DNA dat ze wilden aantonen. Elke elektrode werd bedekt met een van deze twee sequenties.

Wanneer deze sensor in contact komt met exact het gezochte DNA treedt hybridisatie op. Het DNA wordt gepaard met de fragmenten aan beide elektroden, en komt daar zo als een soort kringelsnoer tussen te zitten.

Tot slot maakten de onderzoekers die verbinding geleidend door de sensor eerst in een zilvernitraatoplossing te leggen, en vervolgens de zilverionen te reduceren door een behandeling met hydrochinon. Het DNA veranderde daardoor als het ware in een zilver-nanodraadje.

In de praktijk bleek een concentratie van 1 femtomol van het gezochte DNA al voldoende om zó veel draadjes tussen de elektroden te vormen, dat de elektrische geleiding tussen de elektrodes met een factor 100 toenam. Voerde je de concentratie op, dan nam die geleiding lineair verder toe. Je kunt deze sensor dus prima gebruiken om de DNA-concentratie kwantitiatief te meten, stellen de onderzoekers.

Bijkomend voordeel is dat voor het maken van de sensor alleen bestaande massafabricagetechnieken zijn gebruikt, zodat je hem bij wijze van spreken morgen in productie zou kunnen nemen.

bron: American Chemical Society