DNA-magnetoscopico associazione analisi di dispersione della luce dinamica ed elettroforetica

Isolamento del DNA è uno dei passi più importanti nella biologia molecolare. Lo sviluppo di metodi di estrazione dell’acido nucleico ha grande impatto sui campi emergenti della genomica, metagenomica, epigenetica e trascrittomica. C’è una vasta gamma di applicazioni biotecnologiche per isolamento del DNA compreso medico (strumenti forensi/diagnostica e biomarcatori prognostici) e applicazioni ambientali (biodiversità metagenomica, la prevalenza del patogeno e sorveglianza). C’è stata la crescente domanda di purificare e isolare il DNA da materiali diversi e in diverse scale come sangue, urina, terra, legno e altri tipi di campioni. ^{1 , 2 , 3 , 4}

Particelle di nano – e micro-imprese sono adatte per isolamento del DNA a causa della loro elevata area superficiale e in particolare quando essi possono essere immobilizzati da un campo magnetico. Proprietà fisico-chimiche delle particelle, ad esempio dimensioni o carica, può notevolmente influenzare la loro capacità di legare biomolecole di destinazione. ⁵ per migliorare ulteriormente l’associazione di biomolecole e stabilizzare le particelle, diverse modificazioni chimiche (rivestimenti superficiali) possono essere utilizzati. Le diverse strategie per l’associazione sono classificate secondo le interazioni covalenti e non covalenti. ⁶ la dimensione delle particelle influenza direttamente la loro proprietà di magnetizzazione, considerando che la composizione delle particelle può essere adattato per incorporazione di metallico, lega o altri materiali che possono influire sulla sua densità, porosità e superficie. ⁷ non c’è alcun modo affidabile per misurare la carica superficiale di piccole particelle. Invece, il potenziale elettrico piano di scivolamento (certa distanza dalla superficie delle nanoparticelle) può essere misurata. ⁸ questo valore è chiamato potenziale zeta ed è un potente strumento che solitamente utilizzato per la valutazione della stabilità di nano e microparticelle tramite liste di distribuzione. ⁹ poiché il suo valore dipende non solo il pH e forza ionica dell’ambiente dispersivo, ma anche le caratteristiche della superficie delle particelle, può anche dimostrare i cambiamenti in questa superficie causata dall’interazione tra la particelle e molecola di interesse. ¹⁰

D’altra parte, la struttura del DNA in condizioni disidratate (modulo A-DNA) esposizioni compattato conformazioni che facilitano la relativa precipitazione (aggregazione) rispetto a comunemente che si verificano forma B-DNA. Elettrostatica (ionico e H-bond) sono le principali forze che controllano l’associazione del DNA da altri materiali a causa di loro fosfato stericamente accessibile e azoto basi (in particolare guanina). ^{7 , 10}

In questo lavoro, sono analizzate tre modifiche chimiche rappresentative di nanoparticelle magnetiche e microparticelle (Figura 1A). Il metodo di sintesi e modificazione chimica di nanoparticelle e microparticelle è descritto. Una soluzione di associazione, che accordi ai principi teorici di precipitazione del DNA (pH, forza ionica e disidratazione), viene utilizzata per valutare l’eluizione e grippaggio del DNA. PCR quantitativa viene utilizzata per valutare l’efficienza di eluizione del DNA dalla rappresentante nanoparticelle e microparticelle (Figura 1B). Dimensione delle particelle, l’indice di polidispersione e potenziale zeta sono parametri importanti che vengono utilizzati per visualizzare le modifiche fisico-chimiche che si verificano sulla superficie della particella (Figura 1). È importante sottolineare la caratterizzazione chimica della superficie della particella magnetica. Mentre questo passaggio era oltre l’ambito del presente protocollo, diverse moderne tecniche possono essere applicate per studiare l’efficienza delle modificazioni chimiche. ^{11 , 12 , 13 , 14} spettroscopia infrarossa trasformata di Fourier (FTIR) può essere utilizzata per valutare lo spettro infrarosso della superficie della particella e confrontarlo con lo spettro dei modificatori chimici gratis. Spettroscopia fotoelettronica a raggi x (XPS) è un’altra tecnica che può essere utilizzata per identificare la composizione elementare della superficie del materiale. Altri metodi elettrochimici, microscopiche e spettroscopiche utilizzabile per far luce sulla qualità della sintesi delle particelle. Questo lavoro evidenzia una nuova prospettiva per l’analisi di interazioni DNA-magnetiche di particelle tramite liste di distribuzione.