Воздействие полей разной природы на выход ДНК при выделении из модельных растворов на двуокиси кремния. 1. Влияние температуры

Автор: Петров Дмитрий Григорьевич, Макарова Е.Д., Корнева Н.А., Альдекеева А.С., Князьков Н.Н.

Журнал: Научное приборостроение @nauchnoe-priborostroenie

Рубрика: Физика и химия приборостроения

Статья в выпуске: 2 т.25, 2015 года.

Бесплатный доступ

Изучено влияние температуры на выход ДНК M. tuberculosis при использовании модельных растворов и коммерческих силикатных микроколонок в интервале температур 20-90 °С. Показано, что величина выхода линейно зависит от температуры ( r = 0.990) в диапазоне 20-70 °С с максимумом при 70 °С. Выход ДНК немного уменьшается при более высоких температурах. Максимальное значение выхода составляет 73 %, т. е. выделение ДНК на 50 % эффективнее, чем при комнатной температуре. Температура, при которой достигается максимальный выход, немного ниже температуры плавления ДНК (76 °С). На основе предположения, что полученные результаты обусловлены главным образом изменением вязкости при увеличении температуры, была оценена применимость диффузионных уравнений для объяснения линейной зависимости выхода от температуры. Значения, рассчитанные для системы ДНК-H 2O, немного завышены, но качественно согласуются с полученной экспериментально зависимостью выхода ДНК от температуры. В случае когда при моделировании вместо воды использовали некоторые растворы электролитов, рассчитанные значения соответствовали экспериментально полученной зависимости выхода ДНК от температуры вплоть до 70 °С. Проведено краткое обсуждение возможного влияния некоторых физико-химических и гидродинамических процессов, происходящих при пропускании жидкости через пористую двуокись кремния, а также рассмотрены некоторые побочные эффекты условий проведения эксперимента.

Еще

Нуклеиновые кислоты, влияние температуры, выделение днк, очистка днк, концентрирование, диоксид кремния, двуокись кремния

Короткий адрес: https://sciup.org/14264980

IDR: 14264980

Список литературы Воздействие полей разной природы на выход ДНК при выделении из модельных растворов на двуокиси кремния. 1. Влияние температуры

  • Антонова О.С., Корнева Ю.В., Белов Ю.В., Курочкин В.Е. Эффективные методы выделения нуклеиновых кислот для проведения анализов в молекулярной биологии (Обзор)//Научное приборостроение. 2010. Т. 20, № 1. С. 3-9.
  • Boom R., Sol C.J.A., Salimans M.M.M. et al. Rapid and simple method for purification of nucleic acids//J. Clinical Microbiology. 1990. Vol. 28, No. 3. P. 495-503.
  • Herzer S. DNA purification//molecular biology problem solver: a laboratory guide/Ed. A.S. Gerstein. Willey-Liss., Inc., 2001. P. 167-193.
  • Silica membrane spin columns: nucleic acid isolation//Biopolymer Isolation Technologies, LLC. URL: (www.bpi-tech.com).
  • Esser K.-H., Marx W.H., Lisowsky T. MaxXbond: first regeneration system for DNA binding silica matrices//Nature Methods. 2006. Application Notes. P. I-II.
  • Melzak K.A., Sherwood C.S., Turner R.F.B., Haynes C.A. Driving forces for DNA adsorption to silica in perchlorate solutions//J. Colloid Interface Science. 1996. Vol. 181. P. 635-644.
  • Vandeventer P.E., Lin J.S., Zwang T.J., et al. Multiphasic dna adsorption to silica surfaces under varying buffer, pH, and ionic strength conditions//J. Phys. Chem. B. 2012. Vol. 116, No. 19. P. 5 661-5 670. (Author manuscript).
  • Lorenz M.G., Wackernagel W. Adsorption of DNA to sand and variable degradation rates of adsorbed DNA//Applied and Environmental Microbiology. 1987. Vol. 53, No. 12. P. 2 948-2 952.
  • Tozak K.Ö., Erzengin M., Sargin İ., Ünlü N. Sorption of DNA by diatomite-Zn (II) embedded supermacroporous monolithic P (HEMA) Cryogels//EXCLI Journal. 2013. Vol. 12. P. 670-678.
  • Enping H., Kiat H.C., Samper V. et al. Dependence of DNA adsorption to silicon dioxide on incubation temperature and time. 2002. URL: (staff.science.nus.edu.sg).
  • Smerkova K., Dostalova S., Vaculovicova M. et al. Investigation of interaction between magnetic silica particles and lambda phage DNA fragment//Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 2013. Vol. 86. P. 65-72.
  • Ведерников В.Е. Сравнительные характеристики способов экстракции нуклеиновых кислот//Лаборатория. 2012. № 4. С. 14-15.
  • Massi J., Lloyd L. Use temperature to enhance oligonucleotide mass transfer and improve resolution in ion-pair RP HPLC. Application Note. Agilent Technologies, Inc., 2011. (3 pages).
  • Алексеев Я.И., Белов Ю.В., Варламов Д.А. и др. Приборы для диагностики биологических объектов на основе метода полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР-РВ)//Научное приборостроение. 2006. Т. 16, № 3. С. 132-136.
  • Mitra A., Chakraborty P., Chattoraj D.K. Kinetics of adsorption of DNA at solid-liquid interfaces//J. Indian Chem. Soc. 2001. Vol. 78, no. 10-12. P. 689-696.
  • Nanassy O.Z., Haydock P.V., Reed M.W. Capture of genomic DNA on glass microscope slides//Anal. Biochem. 2007. Vol. 365, No. 2. P. 240-245. (Author Manuscript).
  • Cussler E.L. Diffusion: mass transfer in fluid systems. Cambridge University Press, 1997. 580 p.
  • Николаев Н.И. Диффузия в мембранах. М.: Химия, 1980. 232 с.
  • Wei X., Mares J.W., Gao Y. et al. Biomolecular kinetics measurements in flow cell integrated porous silicon waveguides//Biomedical Optic Express. 2012. Vol. 3, No. 9. P. 1 993-2 003.
  • Бретшнайдер С. Свойства газов и жидкостей. Инженерные методы расчета/Пер. с польского под ред. Романкова П.Г. М.-Л.: Химия, 1966. 535 с.
  • Справочник химика. 2-е изд. Т. I/Под ред. Б.П. Никольского. М.-Л.: ГХИ, 1962. 1167 c. (С. 985-986).
  • Справочник химика. 2-е изд. Т. III. М.-Л.: Химия, 1964. (С. 715, 718).
  • Rouzina I., Bloomfeld V.A. Force-induced melting of the DNA double helix. 2. Effect of solution conditions//Biophysical J. 2001. Vol. 80, No. 2. P. 894-900.
  • Arkhangelsy E., Sefi Y., Hajaj B. et al. Kinetics and mechanism of plasmid DNA penetration through nanopores//J. Membrane Science. 2011. Vol. 371. P. 45-51.
  • Haber C., Wirtz D. Shear-induced assembly of λ-phage DNA//Biophysical J. 2000. Vol. 79, No. 3. P. 1 530-1 536.
  • Yan L., Iwasaki H. Fractal aggregation of DNA after thermal denaturation//Chaos, Solitons and Fractals. 2004. Vol. 20. P. 877-881.
  • Ramachandran R., Somasundaran P. Effect of temperature on the interfacial properties of silicates//Colloids and Surfaces. 1986. Vol. 21. P. 355-369.
  • Evenhuis C.J., Guijt R.M., Macka M. et al. Variation of zeta-potential with temperature in fused-silica capillaries used for capillary ekectrophoresis//Electrophoresis. 2006. Vol. 27. P. 672-676.
  • Kirby B.J., Hasselbrink E.F., jr. Zeta potential of microfluidic substrates: 1. Theory, experimental techniques, and effects on separations//Electrophoresis. 2004. Vol. 25. P. 187-202.
  • Wiśniewska M. The temperature effect on electrokinetic properties of the silica-polyvinyl alcohol (PVA) system//Colloid Polym. Sci. 2011. Vol. 289. P. 341-344.
  • Ren L., Qu W., Li D. Interfacial electrokinetic effects on liquid flow in microchannels//International J. Heat Mass Transfer. 2001. Vol. 44. P. 3 125-3 134.
  • Zhou X., Herold K.E. Streaming potential effects in flows on bio-chips//2003 Summer Bioengineering Conference, Jule 25-29, Sonesta Beach Resort in Key Biscayne, Florida. P. #0605. (2 pages).
  • Isenhower J.P., Dove P.M. The dissolution kinetics of amorphous silica into sodium chloride solutions: Effect of temperature and ionic strength//Geochimica et Cosmochimica Acta. 2000. Vol. 64, No. 24. P. 4 193-4 203.
  • Grerar D.A., Dove P.M. Kinetics of quartz dissolution in electrolyte solutions using a hydrothermal mixed flow reactor//Geochemistry of the Earth’s Surface and of Mineral Formation, 2nd International Symposium, July, 2-8. 1990. Aix en Provence, France. P. 301.
  • Le-Tuan Pham A., Sedlak D.L., Doyle F.M. Dissolution of mesoporous silica supports in aqueous solutions: Implications for mesoporous silica-based water treatment processes//Applied Catalysis B: Environmental. 2012. P. 258-264.
  • Dewan S., Yeganeh M.S., Borguet E. Experimental correlation between interfacial water structure and mineral reactivity//J. Phys. Chem. Lett. 2013. Vol. 4. P. 1 977-1 982.
  • Zhang S., Liu Y. Molecular-level mechanisms of quartz dissolution under neutral and alkaline conditions in the presence of electrolytes//Geochemical Journal. 2014. Vol. 48. P. 189-205.
  • Padilla I.Y., Jim Yeh T.-C., Conklin M.H. The effect of water content on solute transport in unsaturated porous media//Water Resources Research. 1999. Vol. 35, No. 11. P. 3 303-3 313.
Еще
Статья научная