Uno strumento e chimici sono descritti per isolare sequenzialmente acidi nucleici seguite da proteine da un campione senza la necessità di energia elettrica. Lo strumento consiste in un assorbente tenersi entro una pipetta di trasferimento, mentre le caratteristiche chimiche di isolamento si basano su una solida fase di estrazione dei principi. Le macromolecole isolati possono essere analizzati mediante saggi immuno-based e basato su PCR.
Patogeni tradizionali ed emergenti quali l'enteroemorragica Escherichia coli (EHEC), Yersinia pestis, o prioni a base di malattie sono di notevole preoccupazione per i governi, le industrie e gli operatori sanitari in tutto il mondo. Ad esempio, EHECs, combinati con Shigella, sono responsabili della morte di circa 325.000 bambini ogni anno e sono particolarmente diffusa nel mondo in via di sviluppo in cui l'identificazione di laboratorio-based, comune negli Stati Uniti, non è disponibile 1. Lo sviluppo e la distribuzione di basso costo, sul campo, point-of-care alcuni strumenti per facilitare la rapida identificazione e / o la diagnosi di agenti patogeni o marker di malattia potrebbe alterare profondamente la progressione della malattia e la prognosi del paziente. Abbiamo sviluppato uno strumento per isolare gli acidi nucleici e proteine da un campione di estrazione in fase solida (SPE) senza elettricità o associati attrezzature di laboratorio 2. Le macromolecole isolato può essere usato per diagnosisis sia in un laboratorio o in avanti utilizzando campo-basati point-of-care piattaforme. È importante sottolineare che questo metodo prevede il confronto diretto di acidi nucleici e proteine di dati provenienti da un non-split del campione, offre una conferma di fiducia mediante analisi genomica e proteomica.
Lo strumento di isolamento utilizza lo standard industriale per fase solida isolamento degli acidi nucleici, la tecnologia BOOM, che isola gli acidi nucleici da una soluzione salina caotropico, solitamente guanidina isotiocianato, attraverso il legame al particelle a base di silice o filtri 3. CUBRC proprietaria chimica in fase solida di estrazione viene usato per purificare proteine da soluzioni saline caotropici, in questo caso, da rifiuti o flusso attraverso successivo isolamento di acido nucleico 4.
Con imballaggio ben caratterizzato chimiche in una piccola piattaforma, poco costoso e semplice, abbiamo generato un sistema portatile per l'estrazione dell'acido nucleico e proteina che può essere eseguito in uno variety di condizioni. Gli acidi nucleici isolati sono stabili e possono essere trasportati in una posizione in cui l'alimentazione è disponibile per l'amplificazione PCR, mentre il contenuto proteico può essere immediatamente analizzati mediante mano o altri saggi basati immunologica. La rapida identificazione di marcatori di malattia nel settore potrebbe alterare sensibilmente i risultati del paziente dirigendo il corretto svolgimento del trattamento in una fase iniziale della progressione della malattia. Lo strumento e il metodo descritto sono adatti per l'uso con qualsiasi agente infettivo e offrire all'utente la ridondanza di multi-macromolecola analisi di tipo contemporaneamente riducendo l'onere logistico.
Gli utensili e chimiche, i protocolli descritti in questa relazione rappresentano il primo esempio noto di un senza elettricità, multi-macromolecola sistema di estrazione che può essere utilizzato in campo-based, point-of-care applicazioni. Entrambi i tipi macromolecola può essere applicato a un numero di valle dispositivi diagnostici o analitica. Ad esempio, gli acidi nucleici isolati sono di qualità PCR (Figura 2 e 3), mentre la componente proteica del campione è immunoreattiva (Figura 4). L'utilizzo di questo sistema di estrazione in aree limitate austere o una risorsa del mondo, potrebbe ridurre drasticamente il peso delle malattie sulle popolazioni che vi abitano. Questo sistema di estrazione potrebbe anche aiutare a programmi di sorveglianza delle malattie in tutto il mondo, fornendo un metodo efficace ma rapido e conveniente per l'elaborazione del campione in luoghi austeri o remoto.
Un aspetto importante del metodo di estrazione di cui sopra è chepuò essere modificato dall'utente. Ad esempio, nei casi in cui la dimensione del campione è superiore o inferiore rispetto a quello iniziale (passo 500 μLs 1,2), l'utente può regolare il volume dei reagenti conseguenza. Cioè, il rapporto volumetrico dei reagenti al campione deve rimanere costante mentre i volumi assoluti può essere alterato. Inoltre, le regolazioni del numero di passaggi sulla assorbente può anche essere effettuata a discrezione dell'utente. Ad esempio, se un volume di campione più grande è, passare il campione sui tempi sorbente più di passi elencati (2,4 e 3,3) aumenterà la probabilità del tipo macromolecola (acido nucleico o proteina) contattare il sorbente. L'aumento passaggi dovrebbero aumentare l'efficienza acquisire fino a saturazione sorbente è raggiunto.
Abbiamo trovato che l'utensile di estrazione e chimici associati hanno alcune limitazioni, la più importante delle quali è che la chimica di estrazione delle proteine è inefficiente per il recupero di altamente glicosilataproteine. Nel caso in cui la diagnostica valle bersaglio una proteina glicosilata, questo sistema non può essere ideale per l'identificazione. Inoltre, i limiti superiore e inferiore di efficienza di estrazione sia per acidi nucleici o proteine sono ancora determinate, e ottimizzazione è in corso per massimizzare l'efficienza di recupero. L'ulteriore sviluppo dello strumento sarà superare queste lacune nelle conoscenze attuali.
The authors have nothing to disclose.
Finanziamenti per lo sviluppo della pipetta di estrazione è stata fornita in parte da una ricerca interna e Grant lo sviluppo assegnato 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 |