• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Detekcja DNA w kroplach

    02.12.2009. 17:48
    opublikowane przez: Piotr aewski-Banaszak

    Układ mikroprzepływowy sprzężony z nowoczesnym konfokalnym fluorescencyjnym spektroskopem umożliwia wykrycie oraz określenie liczby cząsteczek, ważnych z biologicznego punktu widzenia np. kwasu deoksyrybonukleinowego (DNA), zawartych w pojedynczych kroplach - informuje "Lab on a Chip".

    Układy mikroprzepływowe, czyli systemy odpowiednio zaplanowanych kanalików o mikrometrycznej średnicy, pozwalają na stosunkowo tanie badania naukowe, których jakość często jest znacznie lepsza niż analiz prowadzonych tradycyjnymi metodami.

    Taka sytuacja dotyczy m.in. badań nad określaniem ilości oraz jakości DNA zawartego w analizowanej próbce. Standardowa procedura wymaga namnożenia materiału genetycznego, natomiast nowo opracowane przez naukowców mikroprzepływowe urządzenie pozwala na detekcję próbek kwasu deoksyrybonukleinowego o niewyobrażalnie niskim stężeniu zawartych w pojedynczych kroplach, o objętości mierzonej w pikolitrach (pL).

    Badania prowadzone były przez naukowców z University of California oraz Johns Hopkins University (USA). Utworzyli oni nowy układ mikroprzepływowy sprzężony z konfokalnym fluorescencyjnym spektroskopem do wykrywania pojedynczych cząsteczek.

    Metoda działania nowego urządzenia jest prosta. Kropla o objętości około 40 pL, zawierająca w swym wnętrzu analizowaną cząsteczkę, np. fragment łańcucha DNA, przepływając przez mikrokanał natrafia na swej drodze na przewężenie, które wymusza zmianę jej kształtu z kulistego na bardzo wydłużony. Taka reorganizacja kropli, w której środku znajdują się badane cząsteczki znacząco wydłuża ich czas przepływu przez przewężenie, nad którym to miejscem zlokalizowany jest cylindryczny układ wzbudzający świecenie, odpowiednio formujący wiązkę światła dla zwiększenia czułości oraz soczewka detekcyjna konfokalnego spektroskopu fluorescencyjnego, CICS - ang. Cylindrical Illumination Confocal Spectroscopy.

    Dzięki temu możliwy jest pomiar specyficznego świecenia pojedynczych cząsteczek i analiza składu wnętrza kropli, czyli wykrycie oraz określenie ilości badanej substancji chemicznej.

    W eksperymentach naukowcy wykorzystali łańcuchy DNA o długości około 1000 par zasad, które zamknięte w pikolitrowych kroplach z łatwością były wykrywane i identyfikowane przez nowo opracowany układ mikroprzepływowy.

    Według autorów okrycia, nowe urządzenie stanowi doskonałą alternatywę dla dziś stosowanych metod analitycznych, w szczególności urządzeń działających w oparciu o reakcję powielania materiału genetycznego (reakcja PCR).

    Obecnie trwają prace nad taką modyfikacją układu, by pozwalał on na badania materiału genetycznego zamkniętego we wnętrzu komórek.

    Źródło:
    PAP - Nauka w Polsce

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Połyskomierz to urządzenie pomiarowe do mierzenia połysku, mające zastosowanie w różnych dziedzinach gospodarki. Zasada działania połyskomierza polega na tym, że urządzenie emituje strumień białego, niespolaryzowanego światła pod określonym kątem mierzonym pomiędzy prostą równoległą do strumienia światła a prostą prostopadłą do badanej powierzchni. Spotyka się urządzenia o geometrii 20°, 45°, 60°, 75°, 85°. Geometria w tym przypadku oznacza kąt emisji światła mierzony do badanej powierzchni. Strumień światła odbija się od mierzonej powierzchni i dostaje się do urządzenia pomiarowego, które mierzy jego natężenie; im mniejsza jest różnica między natężeniem światła emitowanego, a odbitego (przy tej samej geometrii) tym jest większy połysk. Wynikiem pomiaru jest część (podana w %) ilości światła emitowanego (czyli ze 100 %) przez połyskomierz. Często procent (%) dla uproszczenia zamienia się na punkty (pkt). Dla otrzymania poprawnych rezultatów pomiarowych stosuje się zasadę: dla wysokiego połysku stosuje się niską geometrię pomiarów (kąt 20°), a dla powierzchni o słabym połysku, matowych, wysoką geometrię (kąt 85°). Podstawowe standardy mierzenia połysku określone są w normach: ASTM D 2457, DIN EN ISO 2813 i DIN 67530. Jaz ruchomy, jaz z zamknięciami – to rodzaj jazu charakteryzujący się tym, że w przeciwieństwie do jazów stałych, jazy ruchome wyposażone są zgodnie ze swą nazwą w elementy ruchome – zamknięcia. Są to konstrukcje betonowe lub żelbetowe o wysokości piętrzenia do 15 m, stanowiące budowlę piętrzącą i równocześnie będące także, dzięki ruchomym zamknięciom, urządzeniem upustowym. W odniesieniu do małych jazów, z najprostszymi zamknięciami obsługiwanymi ręcznie stosuje się określenie zastawka, a w stosunku do nieco większych jazów z zamknięciami poruszanymi za pomocą prostych mechanizmów napędzanych ręcznie, stosuje się określenie jaz zastawkowy (stawidło). W wyniku budowy jazu z zamknięciami powstaje zbiornik przepływowy o stałym poziomie piętrzenia, z możliwością czasowego obniżenia tego poziomu w stosunkowo niewielkim zakresie. Analizator spalin – urządzenie służące do pomiaru ilości i jakości produktów spalania. Wyposażony jest najczęściej w czujnik elektrochemiczny. Urządzenie pozwala na ocenę sprawności spalania oraz emisji zanieczyszczeń. Najczęściej badana jest zawartość O2, CO, NO, NO2, SO2, HC. Analizatory spalin wykorzystywane są w motoryzacji i ogrzewnictwie.
    Analizator spalin samochodowych - przyrząd pomiarowy przeznaczony do pomiaru zawartości następująch składników gazowych: tlenek węgla (CO), dwutlenek węgla ( CO2), węglowodorów (HC w przeliczeniu na n-heksan), tlenu (O2) w spalinach pojazdów z silnikiem iskrowym
    Pomiar CO,CO2,HC odbywa sie z wykorzystaniem metody NDIR-Non-Dispersive Infrared , pomiar O2 następuje za pomocą czujnika elektrochemicznego.
    Elektrochemiczny pomiar NOx jest opcja dodatkową
    Pozwalają ocenić, czy badane urządzenie spełnia normy prawne dotyczące emisji zanieczyszczeń. Dodatkowo pozwalają określić współczynnik nadmiaru powietrza. Wartośći takie jak tlenek czy dwutlenek węgla poddawane są w procentach objętości, natomiast węglowodory i tlenki azotu w częściach na milion (ppm).

    System terapeutyczny – urządzenie lub postać leku dozująca substancję leczniczą do krwiobiegu, z określoną szybkością przez określony czas. Szybkość uwalniania leku z systemów terapeutycznych, w przeciwieństwie do wszystkich innych postaci leku, jest stała, przez cały czas działania systemu, a więc niezależna od ilości pozostającej w nim substancji leczniczej. Głównym celem stosowania leków w tej postaci jest zapewnianie przez możliwie długi czas, stałego stężenia substancji leczniczej w miejscu jej działania. Adaptometr – urządzenie służące do badania adaptacji oka. Badania takie przeprowadza się w całkowitej ciemności. Wyróżnia się adaptometry służące do szybkiego badania pierwszej (głównej) fazy adaptacji oraz urządzenia do badania pełnej adaptacji.

    Urządzenie upustowe – to w hydrotechnice element budowli hydrotechnicznej, umożliwiające przeprowadzenie wód przez stopień wodny oraz regulację wielkości przepływu. Na jednym stopniu piętrzącym często stosuje się różne urządzenia upustowe. Zestaw urządzeń upustowych dla danego stopnia wodnego projektuje się tak, aby mogły przeprowadzić określoną wielkość przepływu, tj. przepływu powodziowego o określonym prawdopodobieństwie wystąpienia. Część urządzeń upustowych danego stopnia powinna zapewniać możliwość przeprowadzenia różnych ciał stałych, np. kry lodowej, śryżu czy innych pływających przedmiotów, a także rumowiska (upusty płuczące). Ponadto stosuje się urządzenia upustowe umożliwiające całkowite opróżnienie zbiornika. Urządzenia upustowe mogą być wyposażone w zamknięcia lub być urządzeniami bez zamknięć eksploatacyjnych. Stosowane są następujące podstawowe rodzaje urządzeń upustowych: Strefowa koncepcja ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej - polega na dążeniu do tworzenia systemu ochrony. Strefowa koncepcja ochrony jest optymalnym pod względem ekonomicznym oraz niezawodnym w działaniu systemem ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej urządzeń i systemów. Przy jej stosowaniu uwzględnia się zalecenia ochrony odgromowej i przeciwprzepięciowej oraz wymagania dotyczące odporności udarowej urządzeń elektrycznych. Opiera się ona na podziale obiektu na strefy zagrożenia oraz wykorzystaniu charakterystyk poszczególnych stref (czyli parametrów charakteryzujących właściwości ochronne w poszczególnych strefach które określone są w normach). Opiera się też na określeniu i właściwym zastosowaniu odporności urządzeń na działania napięć i prądów udarowych oraz określeniu bezpośredniego oddziaływania na urządzenia udarowego pola magnetycznego.

    CFU (z ang. colony forming unit, z niem. KBE= Koloniebildende Einheit (skrót KbE)– jednostka tworząca kolonię), jednostka określająca ilość mikroorganizmów w materiale badanym przy zastosowaniu metody posiewu na/w pożywce, polegającej na możliwie równomiernym rozprowadzeniu próbki materiału na powierzchni lub w żelu pożywkowym, tak aby w idealnym przypadku wszystkie mikroorganizmy leżały samotnie i w oddaleniu od siebie, tworząc poprzez rozmnażanie każdorazowo jedną kolonię. CFU oznacza ilość pojedynczych komórek, z których w wyniku podziałów powstaną kolonie komórek. Ilość kolonii jest w warunkach ideanych równa ilości mikroorganizmów w próbce, co przez interpolację pozwala na określenie ich ilości w materiale badanym (np w roztworze), co ilustruje poniższy przykład:
    Ilościowa reakcja łańcuchowa polimerazy DNA (qPCR, z ang. quantitative PCR; nazywana też PCR w czasie rzeczywistym) – czuła metoda analityczna stosowana w genetyce, biologii molekularnej i innych pokrewnych dziedzinach. Ilościowy PCR wykorzystując techniki fluorescencyjne, pozwala na monitorowanie ilości produktu reakcji w czasie jej trwania, co odróżnia ją od klasycznej reakcji PCR. Dzięki temu cała procedura analizy jest stosunkowo szybka i pozwala wyeliminować etap szacowania produktu po zakończeniu reakcji. Umożliwia ona także wgląd w kinetykę reakcji, a co za tym idzie pozwala na oszacowanie ilości produktu na początku reakcji, co jest niemożliwe w konwencjonalnej metodzie PCR. Ponadto dzięki temu, że amplifikacja kwasów nukleinowych i detekcja produktu odbywa się w jednym zamkniętym naczyniu, ryzyko zanieczyszczenia badanej próby jest minimalne.

    Trwały nośnik (ang. durable media) – materiał lub urządzenie (każdy nośnik informacji) umożliwiające przechowywanie - przez czas niezbędny, wynikający z charakteru informacji oraz celu ich sporządzenia lub przekazania - zawartych na nim informacji w sposób uniemożliwiający ich zmianę lub pozwalający na odtworzenie informacji w wersji i formie, w jakiej zostały sporządzone lub przekazane.

    Reakcja łańcuchowa polimerazy DNA z analizą ilości produktu w czasie rzeczywistym, real-time PCR (ang. real-time polymerase chain reaction) – czuła metoda analityczna stosowana w genetyce, biologii molekularnej i innych pokrewnych dziedzinach. Real-time PCR wykorzystując techniki fluorescencyjne, pozwala na monitorowanie ilości produktu reakcji w każdym cyklu prowadzonej reakcji PCR. Dzięki temu cała procedura analizy jest stosunkowo szybka i pozwala wyeliminować etap szacowania produktu po zakończeniu reakcji. Umożliwia ona także wgląd w kinetykę reakcji, a co za tym idzie pozwala na oszacowanie ilości produktu na początku reakcji, co jest niemożliwe w konwencjonalnej metodzie PCR. Ponadto dzięki temu, że amplifikacja kwasów nukleinowych i detekcja produktu odbywa się w jednym zamkniętym naczyniu, ryzyko zanieczyszczenia badanej próby jest minimalne. Metody real-time PCR nie należy mylić z metodą reverse transcription PCR (RT-PCR).

    Badanie słuchu – jest to ocena reakcji organizmu powstałej w wyniku stymulacji dźwiękowej. Badania słuchu dzielą się na badania subiektywne i badania obiektywne. Subiektywne badania słuchu, w przeciwieństwie do badań obiektywnych, wymagają aktywnej współpracy osoby badanej (od osoby badanej wymaga się świadomej informacji zwrotnej np. czy dźwięk jest słyszalny). Badania słuchu można podzielić również na badania progowe oraz nadprogowe. Celem badań progowych jest określenie najcichszego możliwego do usłyszenia dźwięku, w badaniach nadprogowych oceniana jest percepcja dźwięku powyżej progu słyszenia. Poligon badawczy to wydzielony, zamknięty kompleks drogowy i urządzeń służący do badań pojazdów. Poligon ten jest wyposażony w specjalistyczne zaplecze techniczne, pomiarowe i obliczeniowe, które umożliwia wykonywanie prób w określonych i powtarzalnych warunkach. Wybudowanie takiego poligonu wraz z wyposażeniem jest bardzo kosztowne.

    Dodano: 02.12.2009. 17:48  


    Najnowsze