Una herramienta y química se describen para aislar secuencialmente ácidos nucleicos seguido de proteínas a partir de una muestra sin la necesidad de electricidad. La herramienta consta de un sorbente a cabo dentro de una pipeta de transferencia, mientras que las químicas de aislamiento se basa en los principios de extracción en fase sólida. Las macromoléculas aisladas pueden ser analizados mediante ensayos de inmuno-basados y basado en la PCR.
Patógenos tradicionales y emergentes, tales como Escherichia coli enterohemorrágica (EHEC), Yersinia pestis, o enfermedades basadas en priones son de gran preocupación para los gobiernos, las industrias y los profesionales médicos en el mundo. Por ejemplo, EHECs, junto con Shigella, son responsables de la muerte de aproximadamente 325.000 niños cada año y son especialmente prevalentes en el mundo en desarrollo, donde el laboratorio basado en la identificación, común en los Estados Unidos, no está disponible 1. El desarrollo y la distribución de bajo costo, basados en el terreno, los puntos de atención de herramientas para ayudar en la rápida identificación y / o el diagnóstico de patógenos o marcadores de enfermedad podría alterar dramáticamente la progresión de la enfermedad y el pronóstico del paciente. Hemos desarrollado una herramienta para aislar ácidos nucleicos y proteínas de una muestra por extracción en fase sólida (SPE) sin electricidad o equipos relacionados con el laboratorio 2. Las macromoléculas aisladas pueden ser utilizados para diagnósticoSIS ya sea en un laboratorio hacia adelante o utilizando sobre el terreno en el punto de atención plataformas. Es importante destacar que este método ofrece para la comparación directa de ácido nucleico y los datos de proteínas de una muestra de las Naciones Unidas-split, que ofrece una confianza a través de la corroboración de análisis genómico y proteómico.
Nuestra herramienta aislamiento utiliza el estándar de la industria en fase sólida para el aislamiento de ácidos nucleicos, la tecnología de pluma, que aísla los ácidos nucleicos a partir de una solución de sal caotrópica, usualmente isotiocianato de guanidina, a través de la unión a base de sílice partículas o los filtros 3. Patentada CUBRC de la química en fase sólida de extracción se utiliza para purificar proteínas a partir de soluciones salinas caotrópicos, en este caso, a partir de los residuos o flujo pasante tras el aislamiento de ácidos nucleicos 4.
Por embalaje bien caracterizado química en una pequeña plataforma, barato y sencillo, se han generado un sistema portátil de ácido nucleico y la extracción de proteína que puede realizarse bajo una variety de condiciones. Los ácidos nucleicos aislados son estables y pueden ser transportados a una posición donde la potencia se encuentra disponible para la amplificación por PCR, mientras que el contenido de proteína inmediatamente pueden ser analizados por mano u otros ensayos inmunológicos basados. La rápida identificación de marcadores de la enfermedad en el campo podría alterar significativamente los resultados del paciente, dirigiendo el curso de tratamiento adecuado en una etapa temprana de la progresión de la enfermedad. La herramienta y el método descrito son adecuadas para su uso con prácticamente cualquier agente infeccioso y ofrecen al usuario la redundancia de los análisis de tipo multi-macromolécula al mismo tiempo reducir su carga logística.
Las herramientas, químicas y protocolo descrito en este informe representan el primer ejemplo conocido de un electricidad libre, sistema de extracción de múltiples macromolécula que se pueden utilizar en sobre el terreno, los puntos de atención aplicaciones. Ambos tipos macromolécula puede aplicarse a un número de dispositivos de diagnóstico o aguas abajo analítica. Por ejemplo, los ácidos nucleicos aislados son de calidad de PCR (Figura 2 y 3) mientras que el componente de proteína de la muestra es inmunorreactiva (Figura 4). La utilización de este sistema de extracción en áreas limitadas austeros o de recursos de todo el mundo podría reducir drásticamente la carga de enfermedad en las poblaciones que viven allí. Este sistema de extracción también podría ayudar en los programas de vigilancia de enfermedades en todo el mundo, proporcionando un método eficaz robusta pero rápido y económico para el procesamiento de muestras en lugares austeros o remoto.
Un aspecto importante del método de extracción descrito anteriormente es quepuede ser modificado por el usuario. Por ejemplo, en casos donde el tamaño de la muestra es mayor o menor que los primeros 500 μLs (paso 1,2), el usuario puede ajustar el volumen de los reactivos en consecuencia. Esto es, la relación volumétrica de los reactivos al tamaño de la muestra debe permanecer constante mientras que los volúmenes absolutos pueden ser alterados. Además, los ajustes en el número de pasajes durante el sorbente se puede también hacer a discreción del usuario. Por ejemplo, si un volumen de muestra más grande se utiliza, hacer pasar la muestra a través de los tiempos sorbentes más que figuran (pasos 2.4 y 3.3) aumentará la probabilidad de que el tipo de macromolécula (ácido nucleico o proteína) poner en contacto el sorbente. El aumento de los pasajes debe incrementar la eficiencia de la captura hasta la saturación se alcanza absorbente.
Hemos encontrado que la herramienta de extracción y químicas asociadas tienen algunas limitaciones, la más importante de las cuales es que la química de extracción de proteínas es ineficaz para la recuperación de altamente glicosiladaproteínas. En el caso de que la corriente abajo de diagnóstico se dirige a una proteína glicosilada, este sistema puede no ser ideal para su identificación. Además, los límites superior e inferior de la eficiencia de extracción, ya sea para los ácidos nucleicos o las proteínas están aún por determinar, y la optimización está en marcha para maximizar la eficiencia de recuperación. Un mayor desarrollo de la herramienta va a superar estas lagunas en los conocimientos actuales.
The authors have nothing to disclose.
El financiamiento para el desarrollo de la pipeta de extracción fue proporcionada en parte por una investigación interna y la subvención para el desarrollo concedida 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 |