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QSweep系列ECQCL:賦能RNA檢測的中紅外光源新突破

更新日期:2024-11-20      點擊次數:574

中紅外光譜學在生物醫(yī)學領域的發(fā)展中起到了關鍵作用,其高精度的光譜分析能力為生物分子結構的解析和生物過程的監(jiān)測提供了強有力的技術支持。寧波海爾欣推出了寬譜可調諧量子級聯(lián)激光器(ECQCL)——QSweep系列,這一全新的中紅外光源憑借其優(yōu)異的性能,在該領域應用潛力無限。

寧波海爾欣新一代QSweep系列外腔量子級聯(lián)激光器(ECQCL)


近日,Redshiftbio的技術專家Richard Huang博士和Scott Gorman博士發(fā)表了一篇著名論文:《Assigning IR Absorption Bands for RNA Building Blocks Using Microfluidic Modulation Spectroscopy》。


在RNA分子檢測中,傳統(tǒng)方法通常面臨靈敏度和分辨率的瓶頸。因此研究中所使用了一種關鍵設備——Aurora微流控調制光譜(MMS)系統(tǒng)。這是Redshiftbio公司開發(fā)的一款突破性產品,MMS系統(tǒng)采用了量子級聯(lián)激光器(QCL)、微流控流動池和先進的數據分析軟件,能夠提供生物分子的高分辨率二級結構信息。




RNA檢測需求與QCL的技術優(yōu)勢


RNA分子作為基因表達和調控的核心角色,對其結構和相互作用的研究至關重要。然而,RNA分子的分子間作用如氫鍵網絡、堿基配對與堆積,對光譜儀器的分辨率和檢測能力提出了要求。QCL通過精密的中紅外波段調節(jié),可探測RNA中腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶等堿基的吸收峰。這種高分辨率能力,尤其在分子振動頻率(例如C=O、N-H、C-H等鍵)的檢測中,提供了清晰的特征譜圖,使其能在低濃度下精準識別RNA的微觀結構。

圖1.腺嘌呤、腺苷、腺苷酸單磷酸(AMP)的絕對吸收光譜和分子結構

圖2.鳥苷、鳥苷酸單磷酸(GMP)的絕對吸收光譜和分子結構

圖3.胞嘧啶、胞苷和胞苷酸單磷酸(CMP)的絕對吸收光譜和分子結構

圖4.尿嘧啶、尿苷和尿苷酸單磷酸(UMP)的絕對吸收光譜和分子結構



分子動態(tài)研究的理想工具


MMS技術通過精準控制微流體通道中的液流,對RNA樣本進行動態(tài)調制,從而顯著增強了中紅外光譜的分辨率和靈敏度。與傳統(tǒng)的傅里葉變換紅外(FTIR)光譜相比,QCL的調制功能可更精確地區(qū)分出RNA分子的微小光譜差異,例如不同RNA堿基之間的氫鍵變化。這種特性使QCL成為RNA分子結構、序列以及復雜相互作用的研究利器,特別適用于RNA疫苗、基因編輯等前沿研究。



mRNA疫苗與基因療法中的應用前景


QCL的高靈敏度使其能夠識別RNA中微小的化學環(huán)境差異,如N1-甲基偽尿苷(用于增加mRNA疫苗穩(wěn)定性)和常規(guī)尿苷的光譜差異。通過這種精細檢測,QCL在RNA藥物、基因治療研發(fā)方面具有廣闊的應用潛力,為研究者提供了分子層次信息,助力精準醫(yī)學的發(fā)展。

總結


QSweep系列的推出為中紅外光譜檢測儀器提供了更為優(yōu)質的QCL光源選擇。未來可搭載MMS技術結合精準中紅外波段調節(jié),以超高分辨率和靈敏度,為RNA堿基的識別、分子間相互作用分析等提供了強大的工具支持。隨著RNA技術在疫苗和基因療法中的應用不斷擴大,QSweep系列的高分辨率中紅外光譜技術將助力研究者突破傳統(tǒng)檢測技術的局限,實現(xiàn)更精確的分子生物學研究。




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