Fraktionering af DNA - fra timer til minutter

Forskere ved University of Twente i Holland udviklede en mikrochip af glas til ultrahurtig adskillelse og rensning af DNA -fragmenter. Chippen, i øvrigt, er nem at producere og billig. UT-forskerne offentliggjorde deres resultater i Mikrosystemer og nanoteknik , -en Natur offentliggørelse.

Den nye chip er i stand til at fraktionere DNA-fragmenter på få minutter, mens konventionelle metoder tager timer. Chippen gør dette i høj opløsning og renser også fragmenterne; det fjerner de andre salte i DNA-prøven. Små mængder DNA, som inden for medicinsk diagnostik eller i retsmedicin, vil være tilstrækkeligt. Fragmenterne er typisk i størrelsesområdet for anden generations DNA-sekventering, næste skridt efter det velkendte Human Genome Project.

Flytende slange

UT-forsker Burcu Gumuscu og hendes kolleger opnåede denne høje hastighed og opløsning ved at opfinde en ny tilgang til den almindelige teknik med gelelektroforese. I den konventionelle tilgang, DNA'et bevæger sig i en gel af et påført elektrisk felt. Større fragmenter vil bevæge sig langsommere end små, og på denne måde er størrelsesadskillelse mulig. Men det elektriske felt har en retning, og molekylerne bevæger sig i en lige linje. Hvad med at variere feltet, mente UT-forskerne. Hvis du periodisk anvender et elektrisk felt af forskellig størrelse i vinkelret retning, fragmenterne vil også reagere på dette. De bevæger sig ikke bare i en lige linje nu, men et sted midt imellem de to feltretninger. Da store fragmenter reagerer anderledes - som en slange bevæger sig - på markerne end små, fragmenter kan adskilles.

Billig

Til opsamling af fragmenterne, chippen har arrays af mikrokanaler på siderne af et firkantet adskillelseskammer på omkring 1 kvadratcentimeter. Ved siden af, den har et DNA-reservoir og elektroder til at påføre de elektriske felter. Chippen er relativt nem at producere ved hjælp af grundlæggende renrumsteknikker i MESA+ NanoLab, og billige. Den er også alsidig, da typen og koncentrationen af ​​gel og de elektriske felter kan justeres til anvendelsen. Proteinadskillelse er et af de andre mulige anvendelsesområder.

Forskningen viser, at DNA-fragmenter mellem 0, 5 kbp og 10 kpb (1 kbp =1000 basepar) kan fraktioneres inden for to minutter, ved høj opløsning. Disse er typisk de mindre fragmenter, afgørende for anden generation af DNA-sekventering. At fremskynde adskillelsen er også et stort skridt fremad i medicinske applikationer.

Forskningen er udført i BIOS Lab-on-a-chip-gruppen, del af MESA+ og MIRA forskningsinstitutterne ved University of Twente.