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科学家通过融化DNA快速识别血源性病原体

2024-2-23 27 2/23

通常,为了检测血液中是否存在有害细菌,需要将血液样本放入培养皿中的生长培养基中。如果血液中确实存在细菌,它们就会开始生长。不过,在细菌生长到可检测到的水平之前,可能需要 15 小时到几天的时间。一项新技术涉及融化血液样本中的细菌 DNA,它可以比以往任何时候都更快地诊断出可能致命的感染。几小时内就能得到结果,而不是几天。

科学家通过融化DNA快速识别血源性病原体

在斯蒂芬妮-弗拉利教授的带领下,加州大学圣迭戈分校的科学家们一直在探索这种更快、更准确的替代方法。

他们开发了一种微流体芯片,将少量血液样本沉积在芯片上,然后加热到 50 至 90 ºC(122 至 194 ºF)的温度。 如果液体中存在细菌,热量会导致它们的 DNA 分子融化。当这些分子解体时,它们的双螺旋链就会以其核苷酸序列特有的方式展开。

为了确定这种模式,需要在样品中加入一种特殊的染料。它能使开卷过程产生荧光。通过分析荧光的特性,就能获得一种称为熔化曲线的特征。然后将该熔化曲线与其他已知的特定细菌的熔化曲线进行比较。

一旦找到匹配,就能确定血液样本中的细菌。整个过程不超过六个小时。如果不是使用了定制的机器学习算法,这种速度是不可能实现的。这种算法可以识别并剔除患者自身 DNA 的熔解曲线以及其他"背景噪音"。

科学家通过融化DNA快速识别血源性病原体

近距离观察微流控芯片 David Baillot/圣地亚哥大学雅各布斯工程学院

在对该技术进行的一项测试中,分析了从 17 名怀疑感染了可能致命的败血症的儿童身上提取的血液样本。新技术不仅与传统方法得出的结果完全吻合,而且没有产生任何假阳性结果。核酸扩增等其他方法并非总是如此,这些方法只是简单地增强所有 DNA 的特征。

弗拉利说:"这是首次在疑似败血症患者的全血中测试这种方法。"因此,这项研究是对该技术在真实临床场景中表现的更真实的预演。"

有关这项研究的论文最近发表在《分子诊断学杂志》上。

编译来源:ScitechDaily

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