Uma ferramenta e químicas são descritos para sequencialmente isolar os ácidos nucleicos, seguido por proteínas a partir de uma amostra sem a necessidade de electricidade. A ferramenta é constituída por um sorvente realizada dentro de uma pipeta de transferência, enquanto os produtos químicos de isolamento são baseado em princípios de fase sólida de extracção. As macromoléculas isoladas podem ser analisados através de ensaios de imuno-base e baseado em PCR.
Patógenos tradicionais e emergentes, tais como Escherichia coli entero (EHEC), Yersinia pestis, ou príon baseados doenças são de grande preocupação para governos, indústrias e profissionais da área médica em todo o mundo. Por exemplo, EHECs, combinados com Shigella, são responsáveis pelas mortes de aproximadamente 325.000 crianças a cada ano e são particularmente prevalentes no mundo em desenvolvimento, onde baseado em laboratório de identificação, comum nos Estados Unidos, não está disponível 1. O desenvolvimento ea distribuição de baixo custo, baseados em campo, ponto-de cuidados de ferramentas para ajudar na identificação rápida e / ou diagnóstico de patógenos ou marcadores de doença poderia alterar drasticamente a progressão da doença eo prognóstico do paciente. Nós desenvolvemos uma ferramenta para isolar os ácidos nucleicos e proteínas a partir de uma amostra por extracção em fase sólida (SPE) sem electricidade ou equipamento associado laboratório 2. As macromoléculas isolados podem ser utilizados para diagnósticosis quer em um laboratório para a frente ou usando campo baseados no ponto-de-cuidado plataformas. É importante ressaltar que este método prevê a comparação direta de ácidos nucléicos e proteínas de dados a partir de uma amostra não-divisão, oferecendo uma confiança através de comprovação de análise genômica e proteômica.
A nossa ferramenta de isolamento utiliza o padrão da indústria de fase sólida para o isolamento de ácido nucleico, a tecnologia BOOM, que isola os ácidos nucleicos a partir de uma solução de sal caotrópico, geralmente isotiocianato de guanidina, através da ligação a base de sílica partículas ou filtros 3. Química CUBRC de extracção em fase sólida de propriedade é usado para purificar a proteína a partir de soluções de sal caotrópicos, neste caso, a partir dos resíduos ou de fluxo através após isolamento de ácido nucleico 4.
Por uma embalagem bem caracterizado químicas em uma plataforma de pequeno, barato e simples, que geraram um sistema portátil para a extracção de ácido nucleico e proteína que pode ser realizado sob uma variety de condições. Os ácidos nucleicos isolados são estáveis e podem ser transportados para uma posição onde a energia está disponível para amplificação por PCR, enquanto o teor de proteína pode ser imediatamente analisadas por mão ou outros imunológica ensaios baseados. A rápida identificação de marcadores de doenças no campo poderiam alterar significativamente o resultado do paciente, orientando o curso apropriado do tratamento em um estágio anterior de progressão da doença. A ferramenta e método descritos são adequados para utilização com virtualmente qualquer agente infeccioso e dar ao utilizador a redundância de análises de tipo multi-macromolécula, reduzindo simultaneamente a sua carga logístico.
As ferramentas, químicas e protocolo descrito no presente relatório representa o primeiro exemplo conhecido de uma electricidade livre de sistema de extracção, multi-macromolécula que pode ser utilizada no campo, baseadas em ponto de cuidados de aplicações. Ambos os tipos macromolécula pode ser aplicado a um número de dispositivos de diagnóstico ou a jusante analítica. Por exemplo, os ácidos nucleicos isolados são de PCR de qualidade (Figura 2 e 3), enquanto o componente de proteína da amostra é imunoreactivo (Figura 4). A utilização deste sistema de extracção em austeros ou recurso áreas limitadas do mundo poderia reduzir drasticamente a carga de doenças nas populações que ali vivem. Este sistema de extracção também podem ajudar em programas de doenças de vigilância em todo o mundo, fornecendo um método robusto ainda rápida e de custo eficaz para o processamento de amostras em locais inóspitos ou remotos.
Um aspecto importante para o método de extracção descrito acima é queele pode ser modificado pelo utilizador. Por exemplo, nos casos em que o tamanho da amostra é maior ou menor do que os iniciais 500 μLs (passo 1.2), o utilizador pode ajustar os volumes dos reagentes em conformidade. Isto é, a relação volumétrica dos reagentes para o tamanho da amostra deve permanecer constante enquanto os volumes absolutos podem ser alteradas. Além disso, os ajustes no número de passagens durante o sorvente pode também ser feita à discrição do utilizador. Por exemplo, se um volume de amostra maior é usado, passando a amostra ao longo dos tempos sorventes mais do que listadas (passos 2.4 e 3.3) vai aumentar a probabilidade de o tipo de macromolécula (ácido nucleico ou proteína) o contacto do sorvente. O aumento nas passagens deve aumentar a eficiência capturar até à saturação sorvente é atingido.
Nós descobrimos que a ferramenta de extracção e de produtos químicos associados têm algumas limitações, sendo o mais significativo dos quais é que a química de extracção de proteína é ineficiente para a recuperação de altamente glicosiladaproteínas. No caso em que o diagnóstico jusante ataca uma proteína glicosilada, este sistema não pode ser ideal para a identificação. Além disso, os limites superior e inferior da eficiência de extracção, quer para ácidos nucleicos ou proteínas ainda estão a ser determinado, e optimização está em curso para maximizar a eficiência de recuperação. Maior desenvolvimento da ferramenta irá superar estas lacunas de conhecimento atuais.
The authors have nothing to disclose.
Fundos para o desenvolvimento da pipeta de extracção foi fornecida em parte, por uma investigação interna e concessão Desenvolvimento atribuído a 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 |