Грязную работу упростили: Микрофлюидная техника извлекает ДНК для идентификации

Исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) и компании Applied Research Associates, Inc. (ARA) представили усовершенствованную микрофлюидную технику для извлечения ДНК из сложных смесей реального мира, таких как грязь. Техника позволяет получать ДНК из таких неочищенных образцов с меньшими усилиями и за меньшее время по сравнению с традиционными методами. Она обеспечивает концентрации ДНК, оптимальные для процедур идентификации личности, и потенциально может быть миниатюризирована для использования вне лаборатории.

Обычно квалифицированному технику в лаборатории требуется 1–2 дня, чтобы извлечь ДНК из образца, определить её количество, амплифицировать специфические генетические последовательности (ПЦР) и создать уникальную «подпись» ДНК. Однако загрязнители и частицы в неочищенных образцах осложняют получение полной и точной ДНК-подписи. Дополнительные этапы очистки в традиционных методах удлиняют время обработки и снижают количество и концентрацию получаемой ДНК, что затрудняет или делает невозможной идентификацию.

Новая техника NIST/ARA основана на методе градиентного элюирования с движущейся границей электрофореза (GEMBE), разработанном командой ранее. GEMBE разделяет компоненты образца с помощью молекулярного «перетягивания каната»: образец движется в одном направлении под действием электрического поля, а в другом — под действием встречного потока буферного раствора. Постепенное уменьшение потока буфера позволяет выбранным компонентам пройти в микрофлюидный канал для анализа, а нежелательные компоненты остаются снаружи.

Для работы с ДНК исследователи модифицировали GEMBE. Два разных буферных раствора — с быстро и медленно движущимися ионами — помещаются в раздельные резервуары, соединённые микроканалом. Когда неочищенный образец в TE-буфере подвергается воздействию электрического тока, ДНК перемещается в микроканал и концентрируется на границе раздела двух буферов. Нежелательные загрязнители и частицы, включая те, что могут ингибировать ПЦР-амплификацию, остаются позади. Собранную ДНК можно количественно определить прямо в микроканале, а затем перенести в пробирку для дальнейшей обработки.

Для демонстрации возможностей метода команда NIST/ARA извлекла, очистила, определила количество и сконцентрировала геномную ДНК человека как из чистых, так и из загрязнённых буккальных мазков (соскоб с клеток щеки). В обоих случаях процесс позволил получить полные ДНК-подписи.