पीसीआर आनुवंशिक विश्लेषण कोविड -19 के बाद से सुर्खियों में रहा है, लेकिन प्रकाश अब पीसीआर-मुक्त तरीकों की सुविधा प्रदान कर रहा है।
ओसाका मेट्रोपॉलिटन यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों ने विषम जांच कणों का उपयोग करते हुए एक प्रकाश-प्रेरित डीएनए डिटेक्शन तकनीक विकसित की है, जो पीसीआर प्रवर्धन की आवश्यकता के बिना अल्ट्रा-संवेदनशील और अल्ट्रा-फास्ट आनुवंशिक विश्लेषण को सक्षम करता है। यह उन्नति चिकित्सा, पर्यावरण विज्ञान और पोर्टेबल डायग्नोस्टिक्स में तेजी से, अधिक किफायती और सटीक आनुवंशिक विश्लेषण के लिए रास्ता बना रही है।
डीएनए में परिवर्तनों का विश्लेषण करने के साधन के रूप में, आनुवंशिक परीक्षण-जो संक्रामक रोगों का निदान करने, प्रारंभिक चरण के कैंसर का पता लगाने, खाद्य सुरक्षा की पुष्टि करने और पर्यावरण डीएनए का विश्लेषण करने के लिए आवश्यक है-लंबे समय से पीसीआर (पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन) पर निर्भर है। COVID-19 महामारी के बाद से, “पीसीआर” शब्द हमारी सामान्य शब्दावली का हिस्सा बन गया है। लेकिन जैसा कि हममें से जिन्होंने उन्हें अनुभव किया है, पीसीआर परीक्षण न तो सस्ते हैं और न ही तेज हैं; उन्हें आमतौर पर केंद्रीकृत प्रयोगशालाओं, भारी उपकरण और विशेष रूप से प्रशिक्षित कर्मियों की आवश्यकता होती है।
“हमारी प्रकाश-प्रेरित विधि पीसीआर की आवश्यकता के बिना डीएनए का पता लगाती है,” एक प्रोजेक्ट लेक्चरर, प्रो। शिहो टोकोनामी, उप निदेशक, और ताकुआ इडा, ओसाका मेट्रोपॉलिटन यूनिवर्सिटी के रिसर्च इंस्टीट्यूट फॉर लाइट-प्रेरित त्वरण प्रणाली (रिलाक) के निदेशक, एक प्रोजेक्ट लेक्चरर, प्रो। शिहो टोकोनामी और ताकुआ इडा लिखते हैं।
पीसीआर के विपरीत, जो पता लगाने के लिए लक्ष्य डीएनए की लाखों प्रतियां बनाकर डीएनए अनुक्रमों को बढ़ाता है, यह विधि सीधे डीएनए का पता लगाती है और इसे मजबूत ऑप्टिकल बलों और फोटोथर्मल प्रभाव के माध्यम से विशिष्टता बढ़ाती है।
टीम ने स्वर्ण नैनोकणों और पॉलीस्टायर्न माइक्रोपार्टिकल्स सहित विषम जांच कणों का उपयोग करके एक प्रणाली विकसित की। ये जांच छोटे, ज्ञात डीएनए अनुक्रम हैं जो लक्ष्य डीएनए में पूरक अनुक्रमों के साथ संकरण, या बाइंड करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। यह प्रक्रिया, जिसे डीएनए संकरण के रूप में जाना जाता है, मिलान स्ट्रैंड्स को एक साथ बांधने की अनुमति देता है, जिससे प्रतिदीप्ति के माध्यम से जोड़ी का पता लगाने योग्य हो जाता है।
शोधकर्ताओं ने तब विकिरणित किया, लेजर लाइट के साथ, लक्ष्य डीएनए और जांच कणों से युक्त समाधान। जब कण का आकार लेजर तरंग दैर्ध्य से मेल खाता है, तो Mie बिखरने नामक एक घटना होती है, जो ऑप्टिकल बलों को उत्पन्न करती है जो कणों को स्थानांतरित करती हैं और डीएनए संकरण में तेजी लाती हैं। सोने के नैनोकणों ने लेजर प्रकाश को अवशोषित किया, स्थानीयकृत गर्मी, या फोटोथर्मल प्रभाव पैदा किया, ताकि संकरण विशिष्टता को और बढ़ाया जा सके।
“लगभग पांच मिनट के लेजर लाइट विकिरण का उपयोग करते हुए, हमारी विधि ने डिजिटल पीसीआर की तुलना में अधिक परिमाण के एक क्रम के साथ सटीक उत्परिवर्तन का पता लगाने के लिए बड़ी क्षमता का प्रदर्शन किया।” टोयूची, टोकोनामी और आईआईडीए लिखते हैं।
पीसीआर प्रवर्धन की आवश्यकता को समाप्त करके, यह विधि लागत को कम करती है, परीक्षण को सरल करती है, और परिणामों को तेज करती है, जिससे दैनिक जीवन अनुप्रयोगों में आनुवंशिक विश्लेषण अधिक सुलभ हो जाता है – स्वास्थ्य सेवा और खाद्य सुरक्षा से लेकर पर्यावरण संरक्षण और व्यक्तिगत स्वास्थ्य ट्रैकिंग तक।
“हम इस पीसीआर-मुक्त तकनीक को उच्च-संवेदनशीलता कैंसर निदान, क्वांटम जीवन विज्ञान अनुसंधान और यहां तक कि घर या पर्यावरण डीएनए परीक्षण के लिए भी लागू करने का लक्ष्य रखते हैं,” आईआईडीए ने कहा।
अध्ययन में प्रकाशित किया गया था एसीएस सेंसर।
