杜克大学的生物医学工程师设计了一种方法，可以同时检测从组织样品中提取的RNA中多个特定微RNA的存在，而无需进行标记或靶标扩增。该技术可用于鉴定癌症和其他疾病的早期生物标志物，而无需当前技术所需的复杂，耗时，昂贵的过程和特殊的实验室设备。

该结果于5月4日在线发表在Analyst杂志上。

菲茨帕特里克光子学研究所所长，R。Eugene和Susie E的负责人Tuan Vo-Dinh说：“我实验室的一般研究重点是在人们甚至不知道自己生病之前就及早发现疾病。”古德森杜克大学生物医学工程杰出教授。“要做到这一点，你需要能够在基因组水平上向上游看诸如microRNA之类的生物标记。”

微小RNA是与信使RNA结合并阻止其将指令传递给体内蛋白质生产机器的短RNA分子。这可以有效地使DNA的某些部分沉默或调节基因表达，从而改变某些生物学功能的行为。已经在人类中发现了2000多种影响发育，分化，生长和代谢的microRNA。

随着研究人员发现并了解到这些微小的基因包的更多信息，许多微RNA与生物学功能的失调有关，从而导致了从脑瘤到老年痴呆症的各种疾病。这些发现导致人们对使用microRNA作为疾病生物标志物和治疗靶标的兴趣日益浓厚。由于人体样品中存在的miRNA数量很少，研究它们的传统方法需要进行遗传扩增过程，例如定量逆转录PCR(qRT-PCR)和RNA测序。

尽管这些技术在装备精良的实验室和可能需要数月或数年的研究中表现出色，但它们并不适合在诊所或现场进行快速诊断。为了缩小这种适用性的差距，Vo-Dinh和他的同事们转向了镀银的金纳米星。

Vo-Dinh说：“金纳米星具有多个尖峰，可以用作发光棒来增强电磁波，这是粒子形状的独特特征。” Vo-Dinh也是杜克大学化学系的教师。“我们的微型纳米传感器，称为'逆分子前哨'，利用这种能力来创建存在多个microRNA的清晰信号。”

虽然名字叫人称呼，但纳米传感器设计的基本思想是，当识别并捕获特定的目标RNA片段时，使标记分子非常接近恒星的峰值。然后，当激光照射到触发的传感器上时，纳米星尖端的避雷针效应会导致标记分子异常明亮地发光，从而表明捕获了目标RNA。

研究人员通过将标记分子与一段DNA拴在纳米星的一个点上来设定触发条件。尽管它可以卷曲成环状，但DNA可以通过RNA“间隔子”保持打开状态，该“间隔子”可以与要测试的目标microRNA结合。当该microRNA通过时，它会粘附并去除间隔物，从而使DNA自身成环卷曲，并使标记分子与纳米星紧密接触。

在激光激发下，该标签会发出一种称为拉曼信号的光，该信号通常非常微弱。但是纳米星的形状-以及由金纳米星和银涂层引起的独立反应的耦合效应-将拉曼信号放大了几百万倍，使其更易于检测。