Zelfs kleine hoeveelheden virussen kunnen desastreuze gevolgen hebben. RNA-identificatie kan het aanwezige type virus onthullen. Een snelle en gevoelige techniek op basis van optische detectie is nu beschreven in het tijdschrift Angewandte Chemie . Wetenschappers uit Duitsland en Finland hebben de binding van een RNA-doelwit aan een sonde gemaakt van gouden nanostaafjes en een DNA-origamistructuur aangetoond. Chiraliteitsschakelaars die door binding worden geactiveerd, kunnen worden gemeten met circulair dichroïsme-spectroscopie.

Het identificeren van de ziekteverwekker - vaak een virus - waar een patiënt last van heeft, is een van de grootste uitdagingen in de gezondheidszorg. Virussen die verantwoordelijk zijn voor zikakoorts, AIDS, en hepatitis C bevatten muterende RNA-sequenties. Artsen moeten snel weten welk type virus hun patiënten hebben opgelopen, maar de huidige technieken gebaseerd op het vermenigvuldigen van RNA zijn kostbaar en tijdrovend. Nutsvoorzieningen, Tim Liedl van de Ludwigs-Maximilians-Universität in München, Duitsland, en zijn collega's, hebben een snelle detectiestrategie ontwikkeld op basis van nanoplasmonica, DNA-origami, en een optische uitlezing.

Licht kan plasmonische golven induceren in metalen structuren met nanogrootte die kleiner zijn dan de golflengte van het invallende licht. Deze resonantie kan leiden tot sterk verbeterde lichtemissie, zelfs van nanoscopische structuren - een functie die zeer interessant is voor biosensing-toepassingen. Liedl en collega's hebben een sensorsonde van nanogrootte gemaakt voor RNA-moleculen.

De sonde, een apparaat van nanoformaat gemaakt van DNA en gouden nanostaafjes, werd geassembleerd door de zogenaamde DNA-origamitechniek, die gebruikmaakt van de specifieke interacties van de DNA-basen om enkele strengen in elke gewenste vorm te vouwen en aan elkaar te lijmen. De auteurs construeerden twee staven van parallelle DNA-helices die losjes verbonden waren door een scharnier in het midden van de staven. Gouden nanostaafjes werden bovenop elk van de gekruiste staven geplaatst. Beide kruisarmen werden aan hun uiteinden voorzien van functionaliteit:de wetenschappers bevestigden één enkele DNA-sequentie aangevuld met een blokkerende streng aan één arm, en de complementerende DNA-sequentie naar de andere. In aanwezigheid van doel-RNA, wat een typische virale RNA-sequentie zou kunnen zijn, de blokkerende streng zou zijn DNA verlaten ten gunste van RNA-hybridisatie, en beide enkelvoudige DNA-sequenties zouden complementair een dubbele streng vormen waarbij de twee armen van het kruis aan elkaar worden getrokken. Deze structurele verandering introduceert chiraliteit voor de sonde.

Chiraliteit kan worden gedetecteerd met circulair dichroïsme. En inderdaad, de structurele veranderingen veroorzaakt door de RNA-binding induceerden een circulair dichroïsme-signaal dat detecteerbaar is met een CD-spectrometer. Concentraties zo laag als 100 picomolair van het doel-RNA werden herkend, volgens de auteurs. De wetenschappers hopen deze techniek vast te stellen in lab-on-a-chip-systemen waar weinig stappen nodig zijn voor monstervoorbereiding en goedkope miniatuurapparaten tot gevoelige resultaten leiden. Voorlopige resultaten op serum uit bloed met toegevoegd viraal RNA waren veelbelovend.

De auteurs geven toe dat de detectielimieten nog steeds niet laag genoeg zijn om klinisch relevant te zijn. Echter, ze vinden dat verbeteringen mogelijk moeten zijn; inclusief, betere bescherming van de nanosensoren tegen serumeiwitten, een verandering naar beter resonerende plasmonische metalen, en uitbreiding van RNA-herkenningsplaatsen. Dit zou de techniek tot een veelbelovend diagnostisch hulpmiddel kunnen maken dat niet noodzakelijk beperkt is tot viraal RNA.