Forskare vid University of Twente i Nederländerna utvecklade ett glasmikrochip för ultrasnabb separation och rening av DNA-fragment. Chipet, dessutom, är lätt att producera och billigt. UT-forskarna publicerade sina resultat i Mikrosystem och nanoteknik , a Natur offentliggörande.

Det nya chippet kan fraktionera DNA-fragment på bara några minuter, medan konventionella metoder tar timmar. Chipet gör detta i hög upplösning och renar även fragmenten; det tar bort de andra salterna i DNA-provet. Små mängder DNA, som inom medicinsk diagnostik eller kriminalteknik, kommer att räcka. Fragmenten är vanligtvis i storleksintervallet för andra generationens DNA-sekvensering, nästa steg efter det välkända Human Genome Project.

Orm i rörelse

UT-forskaren Burcu Gumuscu och hennes kollegor uppnådde denna höga hastighet och upplösning genom att uppfinna en ny metod för den vanliga tekniken för gelelektrofores. I det konventionella tillvägagångssättet, DNA:t rör sig i en gel av ett pålagt elektriskt fält. Större fragment kommer att röra sig långsammare än små, och på detta sätt är storleksseparation möjlig. Men det elektriska fältet har en riktning och molekylerna rör sig i en rak linje. Vad sägs om att variera fältet, tyckte UT-forskarna. Om du periodvis applicerar ett elektriskt fält av olika storlek i vinkelrät riktning, fragmenten kommer också att svara på detta. De rör sig inte bara i en rak linje nu, men någonstans mitt emellan de två fältriktningarna. Eftersom stora fragment reagerar annorlunda - som en orm rör sig - på fälten än små, fragment kan separeras.

Billig

För att samla in fragmenten, chipet har uppsättningar av mikrokanaler på sidorna av en fyrkantig separationskammare på cirka 1 kvadratcentimeter. Bredvid det, den har en DNA-reservoar och elektroder för att applicera de elektriska fälten. Chipet är relativt lätt att tillverka med hjälp av grundläggande renrumstekniker i MESA+ NanoLab, och billigt. Den är också mångsidig, eftersom typen och koncentrationen av gel och de elektriska fälten kan anpassas till applikationen. Proteinseparation är ett av de andra möjliga användningsområdena.

Forskningen visar att DNA-fragment mellan 0, 5 kbp och 10 kpb (1 kbp =1000 baspar) kan fraktioneras inom två minuter, med hög upplösning. Dessa är vanligtvis de mindre fragmenten, avgörande för den andra generationens DNA-sekvensering. Att påskynda separationen är också ett stort steg framåt i medicinska tillämpningar.

Forskningen har gjorts i BIOS Lab-on-a-chip-gruppen, del av MESA+ och MIRA forskningsinstituten vid University of Twente.