Los rastros de biomoléculas como el ADN se pueden detectar con una nueva técnica "dinámica" basada en la observación de eventos de asociación y disociación de nanopartículas de oro. Si la secuencia de ADN deseada está presente, puede unir de forma reversible dos nanopartículas. Esto se puede detectar en tiempo real mediante un cambio en la dispersión de la luz. Como se informó en la revista Angewandte Chemie , este método diferencia las señales verdaderas del ruido y puede detectar desviaciones de bases individuales.

La detección y cuantificación de biomoléculas en concentraciones extremadamente pequeñas es cada vez más importante para aplicaciones como el diagnóstico precoz y preciso, seguimiento del tratamiento del cáncer, investigaciones forenses, y pruebas de alta sensibilidad para armas biológicas. El método de elección actual es la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que se basa en la replicación enzimática del ADN. La desventaja de este método son los falsos positivos que pueden resultar de las cantidades más pequeñas de impureza.

Los científicos que trabajan con Jwa-Min Nam en la Universidad Nacional de Seúl (Corea del Sur) han desarrollado un nuevo método para detectar cantidades extremadamente pequeñas de ADN, sin replicación, amplificación de señal, o resultados falsos positivos. Su método se basa en la detección de eventos de unión individuales. Debido a que los socios vinculantes se separan continuamente y luego se vuelven a vincular, se multiplica el número de resultados detectables y se minimizan las señales inespecíficas. Este análisis de nanodímeros de asociación y disociación (ADNA) se basa en la medición de la dispersión de luz por nanopartículas de oro utilizando microscopía de campo oscuro.

La muestra y dos tipos de nanopartículas de oro se colocan en un portaobjetos de vidrio recubierto con una doble capa de lípidos. Un tipo de nanopartícula tiene sitios de unión en la superficie que se anclan a la capa de lípidos. El otro tipo se une reversiblemente a la capa de lípidos, móvil restante. Ambas nanopartículas tienen segmentos cortos de ADN monocatenario que son complementarios a dos secuencias diferentes en el ADN diana para que puedan unirse. Cuando una nanopartícula móvil se acerca mucho a una inmovilizada, el ADN diana puede unirlos en un dímero.

Cuando se unen dos nanopartículas, sus vibraciones (plasmones) están acopladas. Esto cambia la intensidad y el color de la luz dispersa, que se puede detectar en tiempo real. El análisis dinámico de dímeros que se disociaron durante la observación es la clave para la clara diferenciación entre la presencia y ausencia del ADN diana. La cinética de la disociación es significativamente diferente para el ADN que es una combinación perfecta y el ADN con una sola base alterada.

Incluso en presencia de otro ADN, como en una muestra de suero sanguíneo humano, fue posible detectar de forma selectiva y cuantificar de forma fiable concentraciones ultrabajas del ADN diana. En las condiciones de prueba utilizadas, el límite de detección fue de unas 46 copias de ADN.