Un outil et chimiques sont décrits pour séquentiellement isoler des acides nucléiques suivie par les protéines d'un échantillon sans la nécessité de l'électricité. L'outil se compose d'un sorbant lieu au sein d'une pipette de transfert, tandis que les chimies d'isolement sont basées sur des principes d'extraction en phase solide. Les macromolécules isolées peuvent être analysées par des tests immuno-base et basée sur la PCR.
Pathogènes traditionnels et émergents, tels que Escherichia coli entérohémorragique (EHEC), Yersinia pestis, ou prion à base de maladies sont une préoccupation importante pour les gouvernements, les industries et professionnels de la santé à travers le monde. Par exemple, EHECs, combinées avec Shigella, sont responsables de la mort d'environ 325 000 enfants chaque année et sont particulièrement répandues dans le monde en développement où le laboratoire basée sur l'identification, commune aux États-Unis, n'est pas disponible 1. Le développement et la distribution de faible coût, sur le terrain, les points de soins des outils pour aider à l'identification rapide et / ou le diagnostic d'agents pathogènes ou des marqueurs de maladies pourrait modifier radicalement progression de la maladie et le pronostic du patient. Nous avons développé un outil pour isoler des acides nucléiques et des protéines à partir d'un échantillon par extraction en phase solide (SPE), sans électricité ni matériel de laboratoire associé 2. Les macromolécules isolées peuvent être utilisés pour diagnosticsis soit dans un laboratoire de l'avant ou à l'aide sur le terrain au point de plates-formes de soins. Surtout, cette méthode fournit pour la comparaison directe d'acides nucléiques et de protéines de données à partir d'un échantillon non-scission, offrant un niveau de confiance par le biais de corroboration de l'analyse génomique et protéomique.
Nos outil isolement utilise la norme industrielle en phase solide pour l'isolement d'acide nucléique, la technologie BOOM, qui isole les acides nucléiques à partir d'une solution de sel chaotropique, généralement isothiocyanate de guanidine, en se liant à base de silice ou des filtres particules 3. CUBRC de chimie exclusive d'extraction en phase solide est utilisé pour purifier la protéine à partir de solutions salines chaotropes, dans ce cas, les déchets ou les flux de-thru suite à l'isolement d'acide nucléique 4.
En emballage bien caractérisé chimies dans une petite plate-forme, simple et peu coûteuse, nous avons généré un système portable pour l'extraction des acides nucléiques et des protéines qui peut être effectuée en vertu d'une variety de conditions. Les acides nucléiques isolés sont stables et peuvent être transportés à un poste où le pouvoir est disponible pour l'amplification PCR alors que la teneur en protéines peuvent être immédiatement analysé par main levée ou d'autres tests basés sur immunologique. L'identification rapide des marqueurs de maladies dans le domaine pourrait modifier sensiblement les résultats du patient en dirigeant le bon déroulement du traitement à un stade précoce de la progression de la maladie. L'outil et la méthode décrite conviennent pour une utilisation avec n'importe quel agent infectieux et offrir à l'utilisateur la redondance des analyses de type multi-macromolécule tout en réduisant leur fardeau logistique.
Les outils, chimies et le protocole décrit dans ce rapport représentent le premier exemple connu d'une électricité gratuite, système d'extraction multi-macromolécule qui peut être utilisé dans le terrain, les points de soins applications. Les deux types de macromolécules peut être appliqué à un certain nombre de dispositifs de diagnostic en aval ou analytique. Par exemple, les acides nucléiques isolés sont de qualité PCR (figures 2 et 3) tandis que le composant protéine de l'échantillon est immunoréactif (figure 4). L'utilisation de ce système d'extraction ou d'une ressource dans austères des zones limitées du monde pourrait réduire considérablement le fardeau de la maladie sur les populations qui y vivent. Ce système d'extraction pourrait aussi aider dans les programmes de surveillance des maladies à travers le monde en fournissant une méthode robuste et rapide et rentable pour le traitement des échantillons dans des endroits austères ou à distance.
Un aspect important de la méthode d'extraction décrite ci-dessus, c'est queelle peut être modifiée par l'utilisateur. Par exemple, dans les cas où la taille de l'échantillon est plus ou moins que les 500 premiers μLs (étape 1.2), l'utilisateur peut ajuster les volumes des réactifs en conséquence. Autrement dit, le rapport volumétrique des réactifs à la taille de l'échantillon doit rester constante, tandis que les volumes en chiffres absolus peuvent être modifiés. En outre, les ajustements du nombre de passages sur le sorbant peut également être faite à la discrétion de l'utilisateur. Par exemple, si un plus grand volume d'échantillon est utilisé, en passant de l'échantillon au cours des temps plus absorbants que celles énumérées (étapes 2.4 et 3.3) va augmenter la probabilité du type macromolécule (acide nucléique ou protéine) en contact avec le sorbant. L'augmentation des passages devrait augmenter l'efficacité de captage jusqu'à saturation sorbant est atteint.
Nous avons constaté que l'outil d'extraction et de la chimie associés ont quelques limitations, dont la plus importante de ce qui est que la chimie d'extraction des protéines est inefficace pour la récupération de fortement glycosyléeprotéines. Dans le cas où le diagnostic aval cible une protéine glycosylée, ce système peut ne pas être idéal pour l'identification. En outre, les limites supérieures et inférieures de l'efficacité d'extraction soit pour les acides nucléiques ou des protéines sont encore à déterminer, et d'optimisation est en cours afin de maximiser l'efficacité de récupération. Poursuite de l'élaboration de l'outil permettra de surmonter ces lacunes dans les connaissances actuelles.
The authors have nothing to disclose.
Financement pour le développement de la pipette d'extraction a été fourni en partie par une recherche interne et de subvention de développement accordé à DRP.
Name of the reagent | Company | Catalogue number |
Guanidine Thiocyanate | Teknova | G4000 |
ethanol | Pharmco-Aaper | 11ACS200 |
2-propanol | Sigma-Aldrich | 109827-1L |
BSA | Sigma | A-4503 |