Инженеры разработали микрофлюидный протокол для экстракции и очистки ДНК

Инженеры-химики из Университета Флориды разработали процесс «лаборатории на чипе», который может значительно повлиять на исследования ДНК и, в конечном итоге, на пациентов.

Микрофлюидная технология миниатюризирует сложные лабораторные процессы (смешивание, реакции, разделение и т.д.) в устройства размером со предметное стекло микроскопа. Команда UF разработала микрофлюидное устройство для очистки ДНК, которое может ускорить анализ лабораторных образцов и соответствовать или превзойти чистоту существующих методов.

В статье «Микрофлюидная очистка геномной ДНК», опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, профессора Джейсон Батлер, Ph.D., и Тони Лэдд, Ph.D., вместе с аспирантом и научным ассистентом Цзяи Ван описывают новое устройство. Оно извлекает геномную ДНК без использования центрифуг, магнитных шариков или гелей.

Очистка удаляет загрязняющие вещества из образцов ДНК, обеспечивая целостность генетического материала и более точные результаты.

Текущие протоколы экстракции часто разрывают молекулы ДНК на мелкие фрагменты из-за нагрузок при центрифугировании или натяжения текучей жидкости, тянущей за прикрепленные молекулы ДНК. Батлер и Лэдд считают, что их микрофлюидный протокол более щадящий и позволит снизить фрагментацию ДНК.

Устройство размером с предметное стекло использует поток жидкости и электрические поля для проталкивания загрязненных растворов ДНК через канал размером около 100 микрон в квадрате (примерно толщина человеческого волоса). Поток жидкости растягивает свернутую ДНК, позволяя электрическому полю направлять молекулы к стенкам канала.

«ДНК движется к стенкам канала и накапливается, в то время как все другие компоненты образца уносятся потоком жидкости», — пояснил Батлер.

«Секвенирование ДНК можно использовать для идентификации заболеваний, таких как рак, — объяснил Батлер. — Секвенаторы длинного чтения могут распознавать участки генома, которые трудно идентифицировать по коротким последовательностям, но которые, как предполагается, связаны с раком».

Благодаря простоте подготовки образцов, микрофлюидная экстракция, вероятно, приведет к более широкому внедрению секвенаторов длинного чтения, которые секвенируют ДНК длинными нитями, не разбивая их на более мелкие фрагменты.