生物工学：超高感度診断向けのスピン増強ナノダイヤモンド・バイオセンシング

ダイヤモンドにおける窒素空孔欠陥の量子スピン特性は、量子コンピューティングや通信においてさまざまな応用を可能にする。しかし、蛍光ナノダイヤモンドには、輝度、低コスト、発光の選択的操作性など、in vitroバイオセンシングに魅力的な特性もある。ナノ粒子系バイオセンサーは疾患の早期発見に不可欠だが、必要な感度が得られないことが多い。今回我々は、マイクロ波場を用いて発光強度を調節し、周波数ドメイン解析を用いてバックグラウンド自家蛍光（通常はこれが感度を制限する）からシグナルを分離することで、in vitro診断用超高感度標識としての蛍光ナノダイヤモンドを調べた。我々は、典型例として、広く用いられている安価なラテラルフローフォーマットに重点を置くことで、ビオチン–アビジンモデルについて8.2 × 10⁻¹⁹モルという検出限界を達成した。この感度は、金ナノ粒子を用いて得た値よりも10⁵倍優れている。HIV-1 RNAの単一コピー検出は10分間の等温増幅ステップを追加することで達成でき、これは、臨床血漿試料と抽出ステップを用いてさらに実証された。この超高感度量子診断プラットフォームは、数多くの診断検査フォーマットや疾患に適用可能で、患者や人々の利益のために疾患の早期診断を変貌させる可能性がある。

目次へ戻る