韩国生命工学研究院4日表示,该院国家前临床试验支援中心的Ko Kyungcheol博士研究团队与成均馆大学Kwon Oseok教授研究团队共同开发出“基于等离子体光热的数字聚合酶链式反应(数字PCR)”技术。


该技术通过利用光实现快速温度调控来扩增基因,实现了比现有聚合酶链式反应快4倍、灵敏度高10倍的检测性能。


(从左起)成均馆大学教授 Kwon Oseok、韩国生命工学研究院博士 Ko Kyungchul。韩国生命工学研究院提供

(从左起)成均馆大学教授 Kwon Oseok、韩国生命工学研究院博士 Ko Kyungchul。韩国生命工学研究院提供

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联合研究团队利用该技术,成功实现了对口腔内诱发牙周疾病的4种细菌的同步诊断。以此为基础,今后有望在新发及变异传染病、癌症、食物中毒致病菌检测等领域,作为现场定制型超高速基因诊断工具加以应用。


目前在医疗现场使用的实时聚合酶链式反应,由于加热和冷却过程耗时长、成本高,即便如此,也难以在现场即时使用,因此在应对以早期诊断和快速治疗为核心的传染病、牙周疾病及癌症等方面存在局限。


但如果应用联合研究团队开发的这项技术,则可以提高基因扩增过程的准确性和稳定性。研究团队利用将光转化为热的金属(等离子体)材料,在金纳米薄膜(Au nanofilm)上覆盖名为OPE(oligo(phenylene-ethynylene))的化合物,将光能快速转化为热能,从而最大化提升了热传递速度和效率,这一点发挥了关键作用.


联合研究团队在实际应用该技术,对牙周疾病的主要致病菌——包括龋齿菌(Streptococcus mutans)、诱发牙周炎的细菌(Porphyromonas gingivalis)在内的4种细菌基因进行验证实验时,仅用14分钟就完成了基因扩增,随后又在9分钟内通过高分辨率荧光扫描确认了基因是否存在。


联合研究团队尤其期待,此次开发的技术并不仅限于牙周疾病诊断,还可应用于医院感染管理、食物中毒诊断、癌症早期诊断、传染病防控等所有需要以脱氧核糖核酸为基础进行诊断的领域。


Kwon Oseok教授表示:“此次技术作为数字体外分析技术,将有助于医院快速掌握患者状态并及早进行治疗,从而减轻患者负担”,“同时也有望对以现场为中心的诊断环境提供切实帮助”。


Ko Kyungcheol中心主任表示:“希望联合研究团队开发的技术今后能够作为平台技术,广泛应用于癌症、食物中毒等多种疾病的诊断。”


另外,本次研究在科学技术信息通信部国家前临床支援体系构建项目、国产研究设备技术竞争力强化项目、后续学术世代支援项目、食品医药品安全处麻醉药品安全管理技术开发项目以及国家纳米综合技术院的支持下开展。



此次开发的技术将通过向SNBTech股份有限公司进行技术转让,推进商业化。


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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