医学诊断方法杂志
开放获取

抽象的

用于疾病诊断的结构化 DNA 纳米技术

拉齐亚·考萨尔*、迪普希卡

包括生物技术在内的原子进步迅速发展，为生命科学领域更深入、更广泛的检查提供了有用的资产。在模型方面，最先进的测序技术帮助人类基因组尝试解开发病机制、观察感染进展并猜测疾病。随后，基因组学、代谢组学、蛋白质组学和转录组学已经识别了大量的原子标记，特别是用于疾病的确定。目前，传统的症状程序正在得到改进，以区分最近识别的原子标记。新设备和新材料也正在被制造出来。它们具有以下属性：I) 影响力达到单原子水平；ii) 发现策略是基本且快速的，没有混乱的活动；iii) 识别不同目标的技术包罗万象，包括核酸、蛋白质、细胞和合成化合物；iv) 它们具有用于现场护理应用的潜力。其中特别令人振奋的事件是微纳米技术的进步，包括基于新型微芯片的小工具、DNA 纳米机器和 DNA 纳米材料。

微纳米进步指的是在微米和/或纳米尺度上计划、实现和控制的进步。这些进步包括由微纳米制造制造的基于微芯片的小工具、在微米或潜在纳米尺度上特别规划的微纳米结构以实现新的能力，以及包括金属纳米材料和DNA纳米材料在内的微纳米材料。微纳米技术的进步具有广泛的应用，例如受控药物输送、光声成像、化疗和生物医学发现。确实，微纳米创新对生物医学分析具有新的兴趣点，因为生命的关键部分直接落入微纳米尺度：从细胞（1-100 µm）到细胞器（100 nm 到 1 µm），以及蛋白质、核酸，以及不同的合成物质（1-100纳米），都在微纳米创新的识别范围之内。用于诊断的下一代微纳米技术可涵盖三个不同的新兴类别：基于微芯片的设备、DNA 纳米机器和 DNA 纳米材料。

对于基于微芯片的小工具，总结了太赫兹（THz）创新和表面声波（SAW）创新作为基于中央处理器的小工具中光学传感器和声波传感器的代理。对于DNA纳米机器，讨论了DNA镊子、DNA机器人和DNA步行器的对症应用；对于DNA纳米材料，讨论了DNA适体、DNA酶和混合DNA纳米材料作为DNA纳米材料的代理的应用。虽然情感性和明确性在体外、离体和体内测试之间存在波动，但已经考虑了体外结果。

微型纳米创新为尖端诊断、临床环境以及生命科学的不同应用（如气候、兽医、食品科学和其他领域）开辟了巨大的吸引力潜力。在基于中央处理器的设备方面，太赫兹创新和声表面波传感器已经展示了其无名称、无增强发现的超灵敏性以及识别核酸、蛋白质、细胞和合成物的强大灵活性。对于DNA纳米机器，其在发现中的应用已经被研究。由于沃森-克里克碱基匹配、稳健性和可编程性等显着特性，DNA 纳米机器（由 DNA 镊子、机器人、步行器）已被设计为具有主观结构和可控运动实践。特别，

在DNA纳米材料中，DNA适体、DNA酶以及交叉DNA纳米材料为目标检测提供了丰富的精细生物识别元件，并已被用作现有检测元件的可接受的补充或替代品。与大多数传统技术相比，基于下一代诊断的微型纳米创新的偏好和弊端也很明显。例如，由于微型纳米创新的卓越特性，包括精密装置、可编程 DNA 纳米机器和实用 DNA 纳米材料，尖端诊断对于微型/纳米尺度具有超灵敏性和明确性，可以很好地适应细胞、细胞器的诊断、蛋白质、核酸和不同的原子。尽管如此，弊端也存在，将它们的解释限制在真实的应用中。两个重大的不便是不言而喻的。首先，微型纳米技术的成本尚不适合广泛应用。制造和材料成本都比普通策略（例如PCR、ELISA和FISH）高很多。事实上，即使是 DNA 混合物的成本也比脂质体或聚合物高。其次，微型纳米器件和DNA纳米机器的可靠性不如常规策略。例如，DNA 的快速损坏此外，血液测试中的 RNA 仍然是一个令人难以置信的测试。制造和材料成本都比普通策略（例如PCR、ELISA和FISH）高很多。事实上，即使是 DNA 混合物的成本也比脂质体或聚合物高。其次，微型纳米器件和DNA纳米机器的可靠性不如常规策略。例如，DNA 的快速损坏此外，血液测试中的 RNA 仍然是一个令人难以置信的测试。制造和材料成本都比普通策略（例如PCR、ELISA和FISH）高很多。事实上，即使是 DNA 混合物的成本也比脂质体或聚合物高。其次，微型纳米器件和DNA纳米机器的可靠性不如常规策略。例如，DNA 的快速损坏此外，血液测试中的 RNA 仍然是一个令人难以置信的测试。

今后，基于微型纳米技术的尖端诊断技术将进一步提高识别的有效性，使其能够研究以下目标，例如循环肿瘤细胞、外泌体等。同样，它们也将提高识别的适应性和适应能力。通过将纳米材料与光学和声学传感器配合来检测不同的有机症状。他们还可以用于稳定运输、治疗和生物计算。值得注意的是，这里的大量评估程序仍处于早期阶段，目前尚未准备好成为研究机构的中心。有一些问题有待解决，包括前面提到的微型纳米制造的巨额费用以及复杂框架中 DNA 纳米机器缺乏强度。尽管依赖于微型纳米技术进步的尖端诊断在最终应用于临床环境之前实际上还有很长的路要走，但有趣的点已经充分展示了功能应用的非凡潜力。人们普遍认为，微型纳米技术的进步将成为下一代诊断的基本组成部分。兴趣点充分展示了功能应用的非凡潜力。人们普遍认为，微型纳米技术的进步将成为下一代诊断的基本组成部分。兴趣点充分展示了功能应用的非凡潜力。人们普遍认为，微型纳米技术的进步将成为下一代诊断的基本组成部分。