EPITACHOFORÉZA – METODA PRO ZÍSKÁVÁNÍ BIOMAKROMOLEKUL Z KOMPLEXNÍCH MATRIC
Vědecké články | 2023 | Chemické listyInstrumentace
Biologické tekutiny obsahují biomakromolekuly jako DNA a proteiny v nízkých koncentracích a v náročných matricích, což ztěžuje jejich analýzu. Epitachoforéza nabízí kombinaci výrazného koncentrace a čištění vzorků, čímž podporuje citlivou detekci biomarkerů pro diagnostiku i výzkum.
Cílem studie bylo ukázat možnosti použití preparativní metody epitachoforézy (ETP) k získání a koncentraci proteinů a DNA z komplexních biologických matric. Autoři představili optimalizaci elektrolytových systémů, gelů a experimentálních podmínek, a demonstrovali využití ETP pro vzorky moči a kultivačního média.
Epitachoforéza probíhá v dvou soustředných kruhových nádobách spojených dialyzační membránou ve sběrné jamce. Ve svrchní nádobě je biologická vzorková matrice v terminating electrolyte, ve spodní vedoucí elektrolyt. Elektrody vytvářejí diskontinuální elektrolytické rozhraní, kde analyty migrují a koncentrují se ve sběrné jamce.
Metoda umožňuje rychlé (pod 1 h) jednokrokové čištění a zesílení analyzovaných biomolekul bez potřeby surfaktantů či vícekrokových extrakcí. Výsledná frakce je ve slabě pufrovaném roztoku kompatibilním s hmotnostní spektrometrií, kapilární či gelovou elektroforézou, ELISA či sekvenováním.
Epitachoforéza představuje perspektivní preparativní techniku pro efektivní koncentraci a čištění proteinů a DNA z náročných matric. Díky vysoké výtěžnosti, jednoduchosti a kompatibilitě se širokou škálou analytických nástrojů může výrazně zrychlit a zlepšit biomarkerovou analýzu.
Kapilární elektroforéza
ZaměřeníFarmaceutická analýza
VýrobceSouhrn
Význam tématu
Biologické tekutiny obsahují biomakromolekuly jako DNA a proteiny v nízkých koncentracích a v náročných matricích, což ztěžuje jejich analýzu. Epitachoforéza nabízí kombinaci výrazného koncentrace a čištění vzorků, čímž podporuje citlivou detekci biomarkerů pro diagnostiku i výzkum.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie bylo ukázat možnosti použití preparativní metody epitachoforézy (ETP) k získání a koncentraci proteinů a DNA z komplexních biologických matric. Autoři představili optimalizaci elektrolytových systémů, gelů a experimentálních podmínek, a demonstrovali využití ETP pro vzorky moči a kultivačního média.
Použitá metodika a instrumentace
Epitachoforéza probíhá v dvou soustředných kruhových nádobách spojených dialyzační membránou ve sběrné jamce. Ve svrchní nádobě je biologická vzorková matrice v terminating electrolyte, ve spodní vedoucí elektrolyt. Elektrody vytvářejí diskontinuální elektrolytické rozhraní, kde analyty migrují a koncentrují se ve sběrné jamce.
- Zařízení ETP s elektrodami a dialyzační membránou
- Separativní gel: agarózový nebo polyakrylamidový (0,5 % agaróza, 6 % 37,5:1 polyakrylamid)
- Elektrolyty: LE – 40 mM octan amonný pH 4, TE – 20 mM octová kyselina
- Zdroje vysokého napětí s regulací výkonu (5 W a následné snížení na 1 W)
- Sběrná jamka s dialyzační membránou (cut-off pro oddělení makromolekul)
Hlavní výsledky a diskuse
- Koncentrační faktory pro cytochrom c dosahovaly 29–67, s výtěžností až 98 % ve standardních roztocích.
- V biologických vzorcích (moč) se podařilo zvýšit koncentraci cytochromu c 32násobně.
- Optimalizace výkonu zabránila přehřívání a denaturaci proteinů během 45 minut experimentu.
- Volba gelu ovlivnila absorpci: agaróza vhodná pro cytochrom c, polyakrylamid pro myoglobin/hemoglobin.
- Umožněno přečištění od solí a malých molekul díky dialýze v sběrné jamce.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje rychlé (pod 1 h) jednokrokové čištění a zesílení analyzovaných biomolekul bez potřeby surfaktantů či vícekrokových extrakcí. Výsledná frakce je ve slabě pufrovaném roztoku kompatibilním s hmotnostní spektrometrií, kapilární či gelovou elektroforézou, ELISA či sekvenováním.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Integrace ETP s online detekčními technikami včetně hmotnostní spektrometrie a kapilární elektroforézy.
- Vývoj miniaturizované a automatizované ETP pro mikrofluidní platformy.
- Aplikace na další typy biomakromolekul a komplexních vzorcích, např. sérum, buňky, potravinářské matrice.
- Možnosti paralelních či vysokopropustných úprav vzorků v klinické a průmyslové praxi.
Závěr
Epitachoforéza představuje perspektivní preparativní techniku pro efektivní koncentraci a čištění proteinů a DNA z náročných matric. Díky vysoké výtěžnosti, jednoduchosti a kompatibilitě se širokou škálou analytických nástrojů může výrazně zrychlit a zlepšit biomarkerovou analýzu.
Reference
- Wishart D. S. et al. Nucleic Acids Res. 49, D1 (2021)
- Aronson J. K., Ferner R. E. Curr. Protoc. Pharmacol. 76, 1 (2017)
- Thway T., Salimi-Moosavi H. Bioanalysis 6, 8 (2014)
- Foret F. et al. Anal. Chem. 91, 11 (2019)
- Voráčová I. et al. Anal. Chim. Acta 1154, 338246 (2021)
- Datinská V. et al. Sci. Rep. 11, 1 (2021)
- Hrušková H. et al. J. Chromatogr. A 1685, 463591 (2022)
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
BRNĚNSKÁ ELEKTROFORETICKÁ ŠKOLA
2020||Vědecké články
Chem. Listy 114, 10−16 (2020) Referát BRNĚNSKÁ ELEKTROFORETICKÁ ŠKOLA Článek je věnován 100. výročí založení Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy. Ludmila Křivánková 2. Začátky analytické elektroforézy v Československu Ústav analytické chemie AV ČR, Veveří 97, 611 42 Brno [email protected] V Československu…
Klíčová slova
elektroforézy, elektroforézyzónové, zónovéanalytické, analytickéreferát, referátpro, proelektrolytu, elektrolytupři, přivyužitím, využitímelektroforéze, elektroforézekapilární, kapilárníizotachoforézy, izotachoforézyvedoucího, vedoucíhočeskoslovensku, československubyla, bylazóny
HPST ChromAtoMol #3 - časopis nejen pro analytické laboratoře
2016|Agilent Technologies|Ostatní
1 ChromAtoMol časopis nejen pro analytické laboratoře » Účinná korekce pozadí ICP-OES spekter » ICP-MS/MS – analýza bez interferencí » miRNA microarrays ve studiu regulace genové exprese » Imunodeplece plodové vody » Spojení kapilární elektroforézy s hmotnostní spektrometrií » Přístroje…
Klíčová slova
pro, proicp, icpspecialista, specialistaanalýza, analýzainterferencí, interferencíjsou, jsounebo, neboprvků, prvkůmicroarray, microarraypři, přisystému, systémujako, jakozastoupených, zastoupenýchtak, taksystém
ČESKOSLOVENSKÁ IZOTACHOFORETICKÁ ŠKOLA
2020||Vědecké články
Chem. Listy 114, 3–9 (2020) Referát ČESKOSLOVENSKÁ IZOTACHOFORETICKÁ ŠKOLA Článek je věnován 100. výročí založení Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy. Petr Gebauer a František Foret publikace na toto téma z roku 1967 (cit.4) přinesla průlom a otevřela izotachoforéze cestu do analytické…
Klíčová slova
izotachoforézy, izotachoforézyreferát, referátchemie, chemieitp, itpuniverzity, univerzityizotachoforéza, izotachoforézačeskoslovensku, československuvýzkumu, výzkumupřírodovědecké, přírodovědeckéanalytické, analytickéfakulty, fakultyizotachoforetického, izotachoforetickéhokomenského, komenskéhopřírodovědecká, přírodovědeckápro
VÝVOJ CHYTRÝCH POTENCIOMETRICKÝCH SENZORŮ POTAŽENÝCH VRSTVAMI ODOLNÝMI BIOPASIVACI PRO DETEKCI RANÉHO STÁDIA ZÁNĚTLIVÝCH PROCESŮ KOLEM KLOUBNÍCH NÁHRAD
2023||Vědecké články
Původní a metodické práce www.chemicke-listy.cz VÝVOJ CHYTRÝCH POTENCIOMETRICKÝCH SENZORŮ POTAŽENÝCH VRSTVAMI ODOLNÝMI BIOPASIVACI PRO DETEKCI RANÉHO STÁDIA ZÁNĚTLIVÝCH PROCESŮ KOLEM KLOUBNÍCH NÁHRAD Iryna Ivanko, Elena Tomšík a Martin Hrubý Ústav makromolekulární chemie AV ČR, v.v.i., Heyrovského náměstí 2, 162 06…
Klíčová slova
ros, rospro, probyla, bylasenzor, senzordetekci, detekcikolem, kolemsenzory, senzoryvodíku, vodíkukatalasy, katalasypmeox, pmeoxrelevantním, relevantnímpřítomnosti, přítomnostipotenciometrické, potenciometrickéchemie, chemieperoxidu