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デングウイルス抽出RNAの核酸増幅フリー検出のためのラベルフリーインペディメトリックジェノセンサー
A Label-Free Impedimetric Genosensor for the Nucleic Acid Amplification-Free Detection of Extracted RNA of Dengue Virus.
PMID: 32635293 DOI: 10.3390/s20133728.
抄録
デングウイルス（DENV）感染症の迅速かつ感度の高い診断法を開発することは、DENV感染症は蚊が媒介するウイルス性疾患の中で最も流行しているため、最優先事項である。本研究では，DENV感染症の高感度診断のために，抽出されたDENV RNAをラベルフリーで核酸増幅なしで検出するための電気化学インピーダンス分光法（EIS）をベースとしたジェノセンサーを提案する．薄膜金電極を4.5±0.4×10pDNA/cmの密度で自己設計したプローブDNA（pDNA）のカバレッジを制御するためのリンクとして、0.04mM 6-メルカプトヘキサン酸（MHA）と1mM 6-メルカプト-1-ヘキサノール（MCH）の濃度比を選択した。ｐＤＮＡ／ＭＨＡ／ＭＣＨ修飾されたジェノセンサーは、他のＭＨＡ／ＭＣＨ比修飾されたジェノセンサーと比較して、電極側のオーバーハングが140merの合成160merターゲットＤＮＡ（160mtDNA）のハイブリダイゼーション効率を向上させることが証明されている。MHA(0.04 mM)/MCH(1 mM)比で修飾されたジェノセンサーはまた、160mtDNAと同じ電極サイドオーバーハングを有する抽出されたDENV血清型1(DENV1) RNAサンプルとの良好なハイブリダイゼーション効率を示し、20プラーク形成単位(PFU)/mLの低い検出限界、10-10 PFU/mLの線形範囲、およびDENV1に対する良好な選択性を示した。このpDNA密度制御法は、抽出されたDENV核酸のハイブリダイゼーションに基づく感度の高いジェノセンサーの構築に大きな期待が持てる。
Developing rapid and sensitive diagnostic methods for dengue virus (DENV) infection is of prime priority because DENV infection is the most prevalent mosquito-borne viral disease. This work proposes an electrochemical impedance spectroscopy (EIS)-based genosensor for the label-free and nucleic acid amplification-free detection of extracted DENV RNA intended for a sensitive diagnosis of DENV infection. A concentration ratio of 0.04 mM 6-mercaptohexanoic acid (MHA) to 1 mM 6-mercapto-1-hexanol (MCH) was selected to modify thin-film gold electrodes as a link to control the coverage of self-designed probe DNA (pDNA) at a density of 4.5 ± 0.4 × 10 pDNA/cm. The pDNA/MHA/MCH-modified genosensors are proven to improve the hybridization efficiency of a synthetic 160-mer target DNA (160mtDNA) with a 140-mer electrode side overhang as compared to other MHA/MCH ratio-modified genosensors. The MHA(0.04 mM)/MCH(1 mM)-modified genosensors also present good hybridization efficiency with the extracted DENV serotype 1 (DENV1) RNA samples, having the same electrode side overhangs with the 160mtDNA, showing a low detection limit of 20 plaque forming units (PFU)/mL, a linear range of 10-10 PFU/mL and good selectivity for DENV1. The pDNA density-controlled method has great promise to construct sensitive genosensors based on the hybridization of extracted DENV nucleic acids.