Rastreamento em tempo real da separação de fragmentos de DNA por smartphone
1 de junho de 2017
As experiências tradicionais de eletroforese em gel de laje (SGE) requerem um aparelho complicado e alto consumo químico. Este trabalho apresenta um protocolo que descreve um método de baixo custo para separar fragmentos de DNA dentro de um prazo curto.
A passagem apresenta um novo sistema sobre eletroforese em gel SNAP. Este sistema pode não apenas reduzir bastante o tempo do experimento de concepção química, mas também pode realizar o rastreamento em tempo real em uma separação no gel de agarose por smartphone. Essas três imagens representam um resultado típico após eletroforese em gel de 50, 100 e 1.000 pares de bases em uma escada.
Cada fragmento de DNA foi bem separado. A eletroforese em gel SNAP é a forma mais inventiva para a separação de fragmentos de DNA e, portanto, é considerada um tutor de vasos em análises bioquímicas e biológicas. Desta vez, mostrarei um novo método sobre o experimento de eletroforese em gel SNAP.
Ok, vamos começar. Primeiro, pesamos 0,1 grama de gel de agarose e colocamos em um frasco, um tampão TPE no frasco. O volume da solução preparada não deve ser superior a um terço da capacidade do balão.
Feche o frasco com vapores conservantes e, em seguida, a mistura tampão de agarose foi aquecida por um micro-ondas. Antes de colocar o frasco no micro-ondas, fazemos alguns furos na fumaça do conservante em caso de explosão. Segure a solução de agarose montada nos canais do tubo de eletroforese em gel SNAP.
Coloque o pente na solução. A solução montada esfriará e ficará em estado de gel à temperatura ambiente alguns minutos depois. Retire do pente para criar poços e adicione o TBE Buffer a.
Construímos um sistema simples de separação de fragmentos de DNA em tempo real para observar o estado de movimento dos fragmentos de DNA por smartphone. Primeiro misture a escada de DNA com SYBR Green One por centrífuga. Coloque a mistura no poço no gel de agarose.
Em segundo lugar, ligue a fonte de luz LED e coloque um filtro passa-banda acima do LED e, em seguida, coloque o eletrodo nas duas pistas do chip. Em seguida, coloque outro filtro passa-banda acima dele. Aguarde a fonte de alimentação.
Defina a potência elétrica em 180 watts. Ligue o smartphone para registrar o processo de separação de fragmentos de DNA. Por exemplo, usamos o smartphone para rastrear a separação de 50 pares de bases da escada de DNA.
A eletroforese em gel SNAP é a maneira mais eficaz de separação de fragmentos de DNA. No entanto, experimentos abandonados indicam que a eletroforese em gel SNAP foi restrita pelo comprimento total para problemas. Um: as separações levam muitas horas e até dias.
Dois: a percepção química é muito alta. Três: pois requer muito aparelho. Quatro: o sistema de imagem em gel só pode observar os fragmentos de DNA separados quando o experimento é concluído.
Além disso, o irídio e o bromo, comumente usados na eletroforese em gel SNAP, são mutagênicos e cancerogênicos. Após o experimento, cada fragmento de DNA foi bem separado. Além disso, separamos as mesmas amostras nos quatro canais do chip de eletroforese em gel SNAP e a questão de que os fragmentos de DNA eram do mesmo tamanho moveu a mesma distância em cada experimento.
Da imagem, os fragmentos de DNA foram bem separados, embora houvesse dúvidas de que os fragmentos de DNA parecessem brancos na figura B.It podem ser melhorados otimizando os parâmetros do chip e a concentração do gel de agarose. Depois de assistir a este vídeo, você deve ver nossa nova mensagem sobre a eletroforese em gel SNAP. Além disso, os fragmentos de DNA resultantes parecem brancos.
Isso pode ser melhorado otimizando os parâmetros do chip de eletroforese em gel SNAP e a concentração do gel de agarose. O que importa é que você deve ter muito cuidado durante as ingestões primordiais porque precisa de alta voltagem e pode se tornar reagente.
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Visão Geral
Este artigo apresenta a eletroforese em gel SNAP, um novo método para separação de fragmentos de DNA que reduz significativamente o consumo de produtos químicos e o tempo do experimento. O sistema permite o rastreamento em tempo real da separação do DNA utilizando um smartphone.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Bioquímica
- Análise Biológica
- Técnicas de Eletroforese
Antecedentes
- A eletroforese tradicional em gel de placa (SGE) é complexa e intensiva em recursos.
- A eletroforese em gel SNAP oferece uma alternativa simplificada e economicamente eficaz.
- As capacidades de rastreamento em tempo real aprimoram o processo de análise.
- O método é aplicável a diversos tamanhos de fragmentos de DNA.
Objetivo do Estudo
- Apresentar um método de baixo custo e eficiente para a separação de DNA.
- Demonstrar as vantagens do rastreamento em tempo real na eletroforese.
- Fornecer uma abordagem amigável para pesquisadores em análises bioquímicas.
Métodos Utilizados
- Protocolo de eletroforese em gel SNAP.
- Uso de gel de agarose para separação de fragmentos de DNA.
- Aplicativo para smartphone para monitoramento em tempo real.
- Representação visual dos resultados de separação de DNA.
Resultados Principais
- Separação bem-sucedida de fragmentos de DNA de diversos tamanhos (50, 100, 1.000 pares de bases).
- Eficiência demonstrada na redução do consumo de produtos químicos.
- O rastreamento em tempo real forneceu visualização clara da separação.
- A eletroforese em gel SNAP revelou-se uma ferramenta inovadora na área.
Conclusões
- A eletroforese em gel SNAP é uma alternativa viável aos métodos tradicionais.
- O método aumenta a eficiência e reduz os custos na análise de DNA.
- As capacidades de rastreamento em tempo real melhoram os resultados experimentais.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
A separação em tempo real de fragmentos de DNA utilizando eletroforese em gel SNAP habilitada por smartphone reduz o consumo de produtos químicos e o tempo do ensaio, apoiando testes rápidos de hipóteses na fase inicial de descoberta. Esta abordagem aumenta a confiança preditiva ao fornecer leituras quantitativas e reprodutíveis para fluxos de trabalho de validação de alvos. Ela atende às ineficiências da fase de descoberta na análise de ácidos nucleicos, permitindo decisões mais rápidas de avançar ou interromper na identificação de compostos promissores.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Valor Científico: Permite a investigação de hipóteses terapêuticas por meio da separação e visualização rápidas de fragmentos de DNA.
- Valor Operacional: Reduz o uso de reagentes e a duração do experimento, aumentando a produtividade em ensaios de validação de alvos.
- Valor Preditivo: Apoia a desmistificação biológica ao fornecer dados de separação de alta resolução em até 12 minutos para fragmentos menores que 5.000 pb.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Prontidão do Ensaio: Produz saídas padronizadas e quantitativas adequadas para triagem de compostos e confirmação de hits.
- Escalabilidade: A detecção baseada em smartphone permite implementação descentralizada com baixa infraestrutura em diversos locais de pesquisa.
- Reprodutibilidade: A migração consistente de fragmentos idênticos de DNA através dos canais do chip apoia a padronização confiável do ensaio.
Pesquisa Translacional e Pré-Clinica
- Continuidade Translacional: Conecta descobertas e fluxos de trabalho pré-clínicos ao fornecer análise rápida de ácidos nucleicos para estudos de biomarcadores e mecanismos.
- Avanço com Ajuste de Risco: Permite decisões baseadas em dados sobre modulação de alvos e engajamento de vias antes de estudos pré-clínicos intensivos em recursos.
- Redução de Riscos Mecanística: Esclarece mecanismos de ação baseados em ácidos nucleicos por meio de rastreamento em tempo real de fragmentos.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
Posicionado entre a descoberta inicial e a identificação de compostos líderes, este método auxilia na verificação de hipóteses e na preparação de ensaios em pesquisas focadas em ácidos nucleicos.
- Biologia da Descoberta: Facilita a elucidação de vias e a validação de alvos por meio da separação rápida de DNA.
- Triagem: Permite a padronização de ensaios e a medição quantitativa de fragmentos de DNA para avaliação da resposta a compostos.
- Análises: Fornece dados visuais em tempo real, capturados por smartphone, para comparação imediata de condições e tomada de decisões.
- Pesquisa Translacional: Apoia a continuidade dos estudos pré-clínicos ao fornecer análise rápida e confiável de ácidos nucleicos para acompanhamento mecanicista.
- Reutilização Empresarial: Funciona como uma plataforma reutilizável para análise de DNA em diversos projetos e áreas terapêuticas.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Confiança preditiva na validação de alvos, redução da ambiguidade mecanicista na análise de ácidos nucleicos.
- Valor Operacional: Padronização, reprodutibilidade e redução no consumo de reagentes químicos.
- Valor Estratégico: Decisões mais rápidas de prosseguir ou interromper projetos, eficiência de capital e redução de riscos biológicos na descoberta.
- Impacto no Portfólio: Priorização de alvos baseada em risco e aceleração dos cronogramas de avanço.
Considerações sobre a Implementação
- Exige conhecimentos básicos em biologia molecular na preparação de géis de agarose e no manuseio de ácidos nucleicos.
- Requer fonte de luz LED, filtros de banda passante, eletrodos e smartphone com capacidade de gravação de vídeo.
- Exige padronização da concentração de agarose e dos parâmetros do chip entre diferentes usuários e locais.
- As considerações para adaptação incluem a otimização da voltagem, da composição do gel e da concentração do corante fluorescente para diferentes tamanhos de fragmentos.
- As limitações práticas incluem a dependência de marcação fluorescente e a possibilidade de interferência de sinal em amostras complexas.
