Izolace a purifikace nukleových kyselin pomocí magnetizovatelných mikro- a nanočástic - Dostálová, Simona (Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2012)
Nukleové kyseliny jsou zcela jedinečnou složkou každého organismu. Určují jeho vzhled, chování nebo například dispozice k různým chorobám. I přes jejich důležitost je stále mnoho informací, které o nukleových kyselinách nejsou známy. Pro zkoumání nukleových kyselin je nutné je očistit od všech ostatních složek organismu. Běžné metody izolace a purifikace nukleových kyselin jsou ale často pracné a časově náročné, proto se nově vyvíjejí postupy využívající magnetickou separaci. Bakalářská práce se zabývá magnetizovatelnými mikro- a nanočásticemi a jejich využitím právě v oblasti izolace a purifikace nukleových kyselin. V práci jsou shrnuty obecné podmínky této izolace a jsou zde uvedeny metody detekce nukleových kyselin se zaměřením na elektrochemické metody. Je prezentován vhodný postup pro izolaci a purifikaci nukleových kyselin využívající magnetizovatelné částice a detekci pomocí square-wave voltametrie. V praktické části bakalářské práce byl tento postup optimalizován pro dosažení maximální výtěžnosti. Optimalizovány byly kroky promývání, imobilizace a eluce. Bylo zjištěno, že pro promytí částic před imobilizací nukleových kyselin na jejich povrch byl vhodným roztokem fosfátový pufr. Imobilizace probíhala po dobu 5 minut při teplotě 20 °C a mikrozkumavka během ní byla intenzivně třepána. Imobilizační roztok byl složen z 0,1M Na2HPO4 + 0,1M NaH2PO4, 0,6M guanidium thiokyanátu, 0,15M Tris-HCl o pH 7,5 a 2,5M CsCl. Pro promytí komplexu částice-nukleová kyselina po imobilizaci bylo vhodné použití 5M NaCl. Eluce probíhala po dobu 15 minut při teplotě 99 °C a optimálním elučním roztokem byl Tris-EDTA o pH 9,1.

Nucleic acids are a completely unique component of every organism. They determine the appearance, behaviour or disposition to a certain disease. Despite their importance, there is still a lot of information unknown. In order to study the nucleic acids, they need to be purified from other components of the organism. The routine methods of isolation and purification are often laborious and time consuming; therefore experiments with magnetic separation are carried out. This thesis deals with magnetic micro- and nanoparticles and their application in this field. General conditions of this isolation are summarized in the thesis. Detection methods of nucleic acids are listed, focusing on electrochemical methods. A procedure for isolation and purification of nucleic acids using magnetic particles and square-wave voltammetry is described. This procedure was modified in experimental part of the thesis to achieve the maximum yield. Partial steps including washing, immobilization and elution were optimized. Results showed that the phosphate buffer was optimal for washing of beads before immobilization of nucleic acids on their surface. The optimal immobilization was carried out for 5 minutes at 20 °C and microtube needed to be firmly shaken during the process. Immobilization solution composed of 0.1M Na2HPO4 + 0.1M NaH2PO4, 0.6M guanidinium thiocyanate, 0.15M Trizma base adjusted by HCl on pH 7.5 and 2.5M CsCl. 5M NaCl was optimal for washing of the complex “beads-nucleic acid” after the immobilization. Elution was carried out for 15 minutes at 99 °C and the highest yield was obtained using elution solution composed of Tris-EDTA pH at 9.1
Isolation and purification of nucleic acids using magnetised micro- and nanoparticles
Keywords: Izolace nukleových kyselin; magnetizovatelné částice; adsorpce na silikát; square-wave volumetrie; adsorptivní přenosová technika; Nucleic acids isolation; magnetised particles; adsorption to silica; square-wave voltammetry; adsorptive transfer technique