31.05.2017
Редакция Naked Science

Микрожидкостный чип превзошел электрофорез в делении ДНК

Специалисты из Университета Твенте разработали микрожидкостный чип, который может разделять фрагменты ДНК значительно быстрее электрофореза.

agarose_electroph_color
©Wikipedia

Разделение фрагментов ДНК широко применяется в молекулярной биологии, например, для измерения плазмид и анализа продуктов полимеразной цепной реакции (ПЦР). Как правило, с этой целью используется электрофорез. Метод заключается в следующем. В камеру с буферным раствором и электродами помещают гель с агарозой (полисахарид, рост содержания которого позволяет разделять молекулу на меньшие фрагменты), а затем — образец с ДНК и флуоресцентным красителем. Под действием электрического поля отрицательно заряженный сахарофосфатный остов двигает цепочки ДНК от катода к аноду. При этом скорость перемещения фрагментов отрицательно коррелирует с их длиной.

 

В результате ученые получают гель, на поверхности которого сконцентрированы идентичные по размеру (от нескольких десятков до нескольких тысяч пар оснований) фрагменты ДНК. Впоследствии они сравниваются с коммерчески доступными аналогами, длина которых известна. Несмотря на распространенность, метод электрофореза имеет ряд недостатков. В частности, разделение фрагментов с его помощью может занимать часы и, в случае крупных образцов, десятки часов. Чтобы ускорить и упростить процедуру, авторы новой работы создали микрожидкостный чип, состоящий из камеры размером 10×10 миллиметров с гелем и примыкающими к ней микроканалами (50 микрометров на 10 миллиметров).

 

Конструкция микрожидкостного чипа для разделения фрагментов ДНК / ©Burcu Gumuscu et al., Microsystems and Nano Engineering, 2017

 

В отличие от электрофореза, новая технология, помимо скорости движения, позволяет учитывать зависимость скорости переориентации фрагментов от их размера. В рамках испытаний авторы генерировали в перпендикулярных направлениях два переменных электрических поля. Соотношение их напряженности варьировалось в пределах 2,4–3. Частота поля подбиралась таким образом, чтобы ориентация молекул происходила в продольном направлении по зигзагообразной траектории. Это позволяло сильнее отклонять более короткие фрагменты. Таким образом, исследователям удалось разделить фрагменты разной длины — от 500 до 10 тысяч спаренных оснований: они поступали в соответствующие микроканалы.

 

По мнению ученых, представленный метод может значительно упростить и снизить расходы на подготовку к разделению фрагментов ДНК. Также микрожидкостный чип может быть масштабирован для применения в рамках электрофореза: в этом случае технология позволяет использовать вместо агарозы полиакриламидный гель. Последний помогает увеличить разрешение и является сравнительно недорогим, но из-за низкой плотности сейчас задействуется только в разделении небольших фрагментов — длиной в несколько десятков пар оснований. Кроме того, новый способ разделения занимает всего несколько минут и обеспечивает возможность одновременно очистить ДНК от побочных продуктов разделения.

 

Статья опубликована в журнале Microsystems and Nano Engineering.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 05:30
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

Вчера, 15:57
Илья Ведмеденко

В Сеть выложили новые изображения мощнейшего в истории Китая авианосца, который находится на заключительной стадии строительства. Кроме того, художник детально изобразил авиагруппу, состоящую из перспективных истребителей пятого поколения.

12 часов назад
Ольга Иванова

Международная группа ученых пришла к выводу, что употребление жирных кислот, содержащихся в орехах, семенах, сое и растительном масле, снижает риск смерти от всех причин, в том числе от сердечно-сосудистых заболеваний.

Позавчера, 05:30
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

12 октября
Елена Синицкая

Управление древностей Израиля обнародовало итоги раскопок огромного винодельческого комплекса. На нем в византийское и раннеисламское время делали виноградное вино, которым снабжали многие страны Средиземноморья.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

22 сентября
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

24 сентября
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: