Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2025, выпуск 11 » Статья стр. 1195
<<<>>>
Хемилюминецентная лампа ДНК-наномашина с пероксидазоподобной активностью для детекции бактериальных нуклеиновых кислот
Филатов П.В.1, Горбенко Д.А.1,2, Дададжанов Д.Р.1, Вартанян Т.А.1
1Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия
2МолБиоТех, Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия
Email: tigran@vartanyan.com
Поступила в редакцию: 20 октября 2025 г.
В окончательной редакции: 20 октября 2025 г.
Принята к печати: 5 ноября 2025 г.
Выставление онлайн: 23 декабря 2025 г.
PDF версия
Представлена новая хемилюминесцентная система на основе ДНК-наномашины с пероксидазоподобной активностью (PxDm), интегрированная в компактное закрытое устройство, обеспечивающее полный рабочий процесс - от введения изучаемого образца до получения результата. Система была разработана для детекции 16S рРНК Escherichia coli. PxDm продемонстрировала высокую универсальность и способность успешно детектировать с высокой специфичностью целевые последовательности в разных типах образцов: синтетических одноцепочечных ДНК, выделенной РНК и неочищенных бактериальных лизатах. Это свидетельствует о перспективности системы для применения в реальных условиях, где образцы часто содержат сложные матричные компоненты и этап предварительной очистки является затруднительным. Система показала высокую селективность, различая целевой микроорганизм и не реагируя на нецелевые микроорганизмы. Возможность работы с неочищенными образцами и без ферментативных стадий сокращает время анализа и позволяет интегрировать систему в форматы экспресс-диагностики (point-of-care). Использование PxDm в таких условиях открывает новые перспективы для быстрого и точного мониторинга бактериальных инфекций и контроля безопасности пищевых продуктов. Ключевые слова:обнаружение нуклеиновых кислот, хемилюминесценция, G-квадруплекс, ДНК-наномашина, бактериальные патогены.
  1. Bacterial and Viral Specimen Collection Market Size. Global Market Insights, 2024. [Электронный ресурс]. URL: https://www.gminsights.com/industry-analysis/bacterial-and-viral-specimen-collection-market (дата обращения: 19.10.2025)
  2. H. Harpaldas, S. Arumugam, C.C. Rodriguez, B.A. Kumar, V. Shi, S.K. Sia. Lab Chip, 21 (23), 4517 (2021). DOI: 10.1039/d1lc00627d
  3. A.M. Alizadeh, R.K. Movahed, M. Mohammadnia. Tanaffos, 15 (2), 112 (2016). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27904544/
  4. P. Maffezzoli, M. Kestler, A. Burillo, S. Corcione, F.G. De Rosa, P. Munoz, E. Bouza. Rev. Esp. Quimioter., 38 (1), 8 (2025). DOI: 10.37201/req/094.2024
  5. N. Navvabi, L. Perez-Rodri guez, M. Del Villar-Garci a, J. Rami rez-Salinas, F. Munoz-Valle. Rev. Gastroenterol. Mex. Engl. Ed., 87 (2), 176 (2022). DOI: 10.1016/j.rgmxen.2021.11.007
  6. S. Rodri guez de Cordoba, A. Reparaz, D. Sanchez, S. Pinto, L.J. Lopez, H.M. Merinero, I. Calvete, J. Perez-Perez, S.S. Jellison, Y. Zhang, R.J.H. Smith, I. Moreno, M. Dominguez. Front. Immunol., 15, 1527016 (2025). DOI: 10.3389/fimmu.2024.1527016
  7. MyBioSource Editorial Team. Comparison of PCR with Other Nucleic Acid Amplification Techniques. MyBioSource [Электронный ресурс]. URL: https://www.mybiosource.com/learn/comparison-of-pcr- with-other-nucleic-acid-amplification-techniques/ (дата обращения: 19.10.2025)
  8. T. Notomi, H. Okayama, H. Masubuchi, T. Yonekawa, K. Watanabe, N. Amino, T. Hase. Nucleic Acids Res., 28 (12), e63 (2000). DOI: 10.1093/nar/28.12.e63
  9. S. Rentschler, L. Kaiser, H.P. Deigner. Int. J. Mol. Sci., 22 (1), 456 (2021). DOI: 10.3390/ijms22010456
  10. V. Iyer, A. Smith, J. Doe, M. Lee, R. Kumar. J. Clin. Microbiol., 62 (3), e01498-23 (2024). DOI: 10.1128/JCM.01498-23
  11. G.V. Guedez-Lo pez, M. Alguacil-Guille n, P. Gonza lez-Donapetry, A. et al. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis., 39 (10), 2289 (2020). DOI: 10.1007/s10096-020-04010-7
  12. M. Fakruddin, M. Zinnat, S. Hossain, A. Kamal, M. Islam. J. Pharm. Bioallied Sci., 5 (4), 245 (2013). DOI: 10.4103/0975-7406.120066
  13. M. Anahtar, G. McGrath, B. Rabe, N. Tanner, B. White, J. Lennerz, J. Branda, C. Cepko, E. Rosenberg. Open Forum Infectious Diseases, 8 (2), ofaa631 (2021). DOI: 10.1093/ofid/ofaa631
  14. H. Lahiri, K.S. Basu. Biosensors, 15 (3), 130 (2025). DOI: 10.3390/bios15030130
  15. K.Z. Chng, Y. Wu, X. Zhang, T. Li, Y. Yang, L. Zhang. Sens. Actuators B Chem., 339, 129849 (2021). DOI: 10.1016/j.snb.2021.129849
  16. H.K. Choi, J. Yoon. Biosensors, 13 (2), 208 (2023). DOI: 10.3390/bios13020208
  17. B.D. Malhotra, M.A. Ali. Nanomaterials for Biosensors. In: Micro and Nano Technologies, William Andrew Publishing, 1-74 (2018). DOI: 10.1016/B978-0-323-44923-6.00001-7
  18. U. Gurkan, S. Moon, H. Geckil, F. Xu, S. Wang, T. Lu, U. Demirci. Biotechnol J., 6 (2), 138-149 (2011). DOI: 10.1002/biot.201000427
  19. E.E. Iwaniuk, T. Adebayo, S. Coleman, C.G. Villaros, I.V. Nesterova. Nucleic Acids Res., 51 (4), 1600 (2023). DOI: 10.1093/nar/gkad031
  20. J. Dong, M.P. O'Hagan, I. Willner. Chem. Soc. Rev., 51 (17), 7631 (2022). DOI: 10.1039/D2CS00317A
  21. C. Luo, X. Li, Y. Li. Int. J. Nanomedicine, 19, 441 (2024). DOI: 10.2147/IJN.S442335
  22. D. Calabria, A. Pace, E. Lazzarini, I. Trozzi, M. Zangheri, M. Guardigli, S. Pieraccini, S. Masiero, M. Mirasoli. Biosensors, 13, 650 (2023). DOI: 10.3390/bios13060650
  23. A. Sarwar, B. Chen, C. Li, D. Wang, E. Patel. Int. J. Biol. Macromol., 223, 147825 (2025). DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2025.147825
  24. H. Yang, Y. Zhou, J. Liu. Trends Anal. Chem., 132, 116060 (2020). DOI: 10.1016/j.trac.2020.116060
  25. M. Marzano, M.G. Nolli, A.P. Falanga, G. D'Errico, S. Neri. RSC Adv., 15 (23), 17933 (2025). DOI: 10.1039/D5RA01033K
  26. L. Zhang, H. Wang, X. Qu. Adv. Mater., e2211147 (2023). DOI: 10.1002/adma.202211147
  27. Y. Wang, X. Li, Z. Zhang, W. Xu, H. Xiong. Sens. Actuators B Chem., 298, 126867 (2019). DOI: 10.1016/j.snb.2019.126867
  28. S. Kido, N. Takahashi, H. Miyazaki, S. Kono, K. Saito, A. Kuzuya. ACS Omega, 10 (37), 43300 (2025). DOI: 10.1021/acsomega.5c08498
  29. D.A. Gorbenko, L.A. Shkodenko, M.S. Rubel, A.V. Slyta, E.V. Nikitina, E.A. Martens, D.M. Kolpashchikov. Chem. Commun., 58 (35), 5395 (2022). DOI: 10.1039/d2cc00325b
  30. Y.I. Maltzeva, D.A. Gorbenko, E.V. Nikitina, M.S. Rubel, D.M. Kolpashchikov. Int. J. Mol. Sci., 24 (9), 7812 (2023). DOI: 10.3390/ijms24097812
  31. Q. Zhu, D. Tian, W. Guo, J. He. Anal. Lett., 55(8), 1179-1191 (2021). DOI: 10.1080/00032719.2021.1991365
  32. K. Tsukakoshi, H. Abe, H. Ikebukuro, K. Karube. Nucleic Acids Res., 49 (11), 6069 (2021). DOI: 10.1093/nar/gkab388
  33. P. Qi, Z. Sun, Y. Huang, X. Feng, L. Zhang. Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Asp., 655, 130319 (2022). DOI: 10.1016/j.colsurfa.2022.130319
  34. P. Zou, J. Cao, Y. Xu, L. Du. Biosens. Bioelectron., 79, 29 (2016). DOI: 10.1016/j.bios.2015.12.012
  35. Y. Gao, B. Li. Anal. Chem., 85 (23), 11494 (2013). DOI: 10.1021/ac402728d
  36. Y. Guan, X. Li, H. Wang, Z. Zhang, J. Li. Biosensors, 13 (1), 118 (2023). DOI: 10.3390/bios13010118
  37. V. Pavlov et al. Anal. Chem., 76 (7), 2152 (2004). DOI: 10.1021/ac035219l
  38. S. Bi, S. Yue, S. Zhang. Chem. Soc. Rev., 46 (14), 4281 (2017). DOI: 10.1039/C7CS00055C
  39. R. Du, X. Yang, P. Jin, Y. Guo, H. Cheng, H. Yu, Y. Xie, H. Qian, W. Yao. Crit. Rev. Food Sci. Nutr., 63 (27), 8808 (2023). DOI: 10.1080/10408398.2022.2059753
  40. E.M. Gross, S.S. Maddipati, S.M. Snyder. Bioanalysis, 8 (19), 2071 (2016). DOI: 10.4155/bio-2016-0178
  41. Biosearch Technologies. QuickExtract RNA Extraction Kit Protocol [Электронный ресурс]. URL: https://www.biosearchtech.com/nucleic-acid-sample- preparation/rapid-nucleic-acid-extraction-kits/quickextract- rna-extraction-kit/p/QER090150 (дата обращения: 19.10.2025)
  42. H. Ying, S. Fengying, H. Feng, W. Yanhong, X. Xianru, X. Xiaolei. Transl. Oncol., 14 (1), 100928 (2021). DOI: 10.1016/j.tranon.2020.100928

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme