英国剑桥大学的研究人员近日在《Nature Nanotechnology》上发文称，他们可利用石英纳米孔来识别哑铃状的DNA结构，从而实现抗体检测。



Nicholas Bell和Ulrich Keyser利用DNA折纸（DNA origami）的原理来设计出一种结构，它携带了独特的数字条形码，由多个哑铃状的DNA发夹结构组成。利用纳米孔，他们能够以94%的准确性读取三位的条形码。之后，他们在DNA链中掺入抗原，每次最多可检测四个抗体。



在这项研究中，研究人员利用DNA载体来选择性驱动蛋白质通过纳米孔。Keyser负责控制纳米孔的大小。他们创建了双链DNA结构，其中一条链带有哑铃状的发夹结构。



首先，研究人员需要建立单个数字位，可被纳米孔读取。为了与背景信号区分开，他们发现需要在双链DNA骨架上掺入多个发夹结构。发夹结构越少，每条DNA链中的位数就越多，而发夹结构越多，可带来更强的信号和更高的准确性。在编码更多数据和获取更强信号之间，研究人员权衡再三，选择了每位有11个发夹结构。



然后，他们构建了三位的数字系统，形成八个独特的条形码。之后，他们将这些条形码融入呈递抗原的DNA载体分子，用它来结合抗体。“抗体的存在不会显著影响DNA的动力学，”作者写道，这意味着利用条形码可读取抗体的存在。



为了证明这一点，Bell和Keyser创建出呈递生物素、BrdU、嘌呤霉素和的结构，并成功检测了浓度低至10纳摩尔的抗体。他们认为，这种技术有望应用于科研和临床诊断。



纳米孔测序仪以往常用于DNA的检测，不过在蛋白检测方面，最近也有不少新进展。早前，宾夕法尼亚大学的一个研究小组对纳米孔的开口进行了改造，以容纳较大的蛋白。通过这种方式，他们区分了GCN4-p1蛋白的单体和二聚体结构。