HIV Detection via a Carbon Nanotube RNA Sensor.
HIV Detection via a Carbon Nanotube RNA Sensor.
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DOI：
10.1021/acssensors.9b00025
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发表时间：
2019-05-24
期刊：
影响因子：
8.9
通讯作者：
Heller DA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Harvey JD;Baker HA;Ortiz MV;Kentsis A;Heller DA
病毒性疾病仍然是全球卫生的一个重大问题。快速和定量的病毒寡核苷酸的早期检测，而不需要纯化，扩增，或标记将是有价值的指导成功的治疗策略。基于单壁碳纳米管的传感器最近展示了对生物流体和体内的小的游离寡核苷酸的光学检测，尽管蛋白质降低了灵敏度。在这里，我们发现了一个意想不到的现象，其中碳纳米管对核酸的光学响应可以通过变性蛋白质来增强。机理研究发现，变性蛋白质链的疏水补丁与杂交后的自由纳米管表面相互作用，导致纳米管发射的增强移位。我们采用这种机制来检测血清中完整的HIV，在几分钟内产生特异性反应。这项工作预示着一条通往病毒或其他基于核酸的分析物的即时光学检测的路线。
Viral illnesses remain a significant concern in global health. Rapid and quantitative early detection of viral oligonucleotides without the need for purification, amplification, or labeling would be valuable in guiding successful treatment strategies. Single-walled carbon nanotube- based sensors recently demonstrated optical detection of small, free oligonucleotides in biofluids and in vivo, although proteins diminished sensitivity. Here, we discovered an unexpected phenomenon wherein the carbon nanotube optical response to nucleic acids can be enhanced by denatured proteins. Mechanistic studies found that hydrophobic patches of the denatured protein chain interact with the freed nanotube surface after hybridization, resulting in enhanced shifting of the nanotube emission. We employed this mechanism to detect an intact HIV in serum, resulting in specific responses within minutes. This work portends a route towards point-of-care optical detection of viruses or other nucleic acid-based analytes.
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