Chemistry Researches

Chemistry Researches

تشخیص رنگ‌سنجی ژن RdRp ویروس SARS-CoV-2 با نانوذرات طلای عامل‌ دار شده با<

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
دانشکده شیمی و علوم نفت، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
10.22036/cr.2025.514821.1271
چکیده
در این مطالعه، یک نانوحسگر رنگ‌سنجی تک‌جزئی مبتنی بر نانوذرات طلای عامل‌دار شده با DNA سنجاق‌سری (H-SNA) به‌منظور شناسایی ژن RdRp ویروس SARS-CoV-2 پس از انجام واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR) طراحی و ارائه شده است. در این سیستم، DNA سنجاق‌سری با ساختار ساقه-حلقه‌ای به سطح نانوذرات طلا متصل می‌گردد. ناحیه حلقه حاوی توالی مکمل ژن هدف و ناحیه ساقه شامل دو بازوی پالیندرومیک است. با افزودن پروب فعال‌کننده، که مکمل توالی موجود در حلقه می‌باشد، ساختار سنجاق‌سری باز شده و در اثر تعامل بین بازوهای پالیندرومیک، تجمع نانوذرات طلا صورت می‌گیرد که این امر منجر به تغییر رنگ محلول از قرمز به آبی می‌شود. در نمونه‌های مثبت که حاوی ژن هدف هستند، پروب فعال‌کننده در طی واکنش زنجیره‌ای پلیمراز با آمپلیکون ژن هدف هیبرید شده و توسط فعالیت '5 -اگزونوکلئازی آنزیم DNA پلیمراز تخریب می‌گردد. در نتیجه، پس از افزودن محلول H-SNA به محصول نهایی PCR، ساختار سنجاق‌سری همچنان بسته باقی‌مانده و رنگ قرمز محلول H-SNA حفظ می‌شود. در نمونه‌های منفی فاقد ژن هدف، پروب فعال‌کننده طی فرایند PCR بدون تغییر باقی می‌ماند و پس از افزودن محلول H-SNA به محصول نهایی PCR، ساختار سنجاق‌سری در اثر برهم‌کنش با پروب فعال‌کننده باز شده، که این امر موجب تجمع نانوذرات طلا و در نهایت تغییر رنگ محلول به آبی می‌گردد. با در نظر گرفتن امکان طراحی دو بازوی پالیندرومیک در طرفین توالی هر ژنوم، این روش از پتانسیل توسعه برای شناسایی سایر ژنوم‌های ویروسی نیز برخوردار است
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Colorimetric Detection of the RdRp Gene of the SARS-CoV-2 Virus Using DNA-Functionalized Gold Nanoparticles: A PCR-Based Approach with Potential for Application to Other Viruses

نویسندگان English

Abbas Karami
Masoumeh Hasani
Bu-Ali Sina University, Hamedan Iran
چکیده English

This study presents a single-component colorimetric nanosensor based on gold nanoparticles functionalized with hairpin DNA (H-SNA) for detecting the SARS-CoV-2 RdRp gene after PCR amplification. In this system, the hairpin DNA is conjugated to the surface of gold nanoparticles and consists of a stem-loop structure. The loop region contains a sequence that is complementary to the target gene, while the stem includes two palindromic arms. Upon the addition of an activating probe, which is complementary to the loop sequence, the hairpin structure unfolds. This unfolding allows the palindromic arms to interact, leading to the aggregation of nanoparticles and resulting in a visible color change from red to blue. In positive samples containing the target gene, the activating probe hybridizes with the target amplicon during the polymerase chain reaction (PCR) and is degraded by the 5'-exonuclease activity of the DNA polymerase enzyme. As a result, when the H-SNA solution is added to the final PCR product, the hairpin structure remains closed, and the solution retains its red color. Conversely, in negative samples that lack the target gene, the activating probe remains intact during PCR. After adding the H-SNA solution to the final PCR product, the probe binds to the hairpin structure, causing it to unfold. This interaction leads to nanoparticle aggregation and results in a color change of the solution to blue. By incorporating two palindromic arms on either side of any genomic sequence, this method can potentially be adapted for the detection of other viral genomes.

کلیدواژه‌ها English

RdRp gene, Colorimetric detection, 5&rsquo
-Exonuclease Activity, Gold nanoparticles, SARS-CoV-2 virus

  • تاریخ دریافت 13 فروردین 1404
  • تاریخ بازنگری 04 اردیبهشت 1404
  • تاریخ پذیرش 05 اردیبهشت 1404