Microperlas, también llamadas partículas de Ugelstad [1] [2] [3] en honor al químico noruego , profesor dr.philos. John Ugelstad , quien los inventó en 1977 y patentó el método en 1978, [4] son partículas uniformes de polímero , típicamente de 0,5 a 500 micrómetros de diámetro. Las moléculas biorreactivas pueden absorberse o acoplarse a su superficie y usarse para separar materiales biológicos como células , proteínas o ácidos nucleicos .
Las microperlas se han utilizado para el aislamiento y manipulación de materiales o moléculas específicos, así como para analizar moléculas sensibles o aquellas que se encuentran en escasa abundancia, por ejemplo, en entornos miniaturizados y automatizados.
Fondo
Las microperlas se crearon cuando John Ugelstad logró formar perlas de poliestireno del mismo tamaño esférico en la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU) [5] en 1977. [4] Unos años más tarde (ver ilustración gráfica) creó microperlas superparamagnéticas ( Dynabeads ), que exhiben propiedades magnéticas cuando se colocan en un campo magnético. Cuando se eliminan del campo magnético, no hay magnetismo residual , lo que llevó al desarrollo de la tecnología de separación magnética. No son necesarios otros procesos como centrifugación , filtración , columnas o precipitación .
Las microperlas muestran una gran superficie por volumen. Esto, junto con la uniformidad de tamaño y forma, proporciona una muy buena accesibilidad y una cinética de reacción rápida en fase líquida , y una unión rápida y eficiente.
Usar
Las microesferas de polietileno negro pueden tener funcionalidad magnética o conductora y tienen usos en dispositivos electrónicos, blindaje EMI y técnicas de microscopía. [6] [7]
Las microesferas de polietileno fluorescente se utilizan comúnmente para realizar pruebas a ciegas en procesos industriales y de laboratorio, con el fin de desarrollar métodos adecuados y minimizar la contaminación cruzada de equipos y materiales. Las microesferas que parecen invisibles a la luz del día se pueden iluminar para mostrar una respuesta fluorescente brillante bajo la luz ultravioleta . [8]
Las microesferas de polietileno coloreadas se utilizan para la visualización del flujo de fluidos para permitir la observación y caracterización del flujo de partículas en un dispositivo o se utilizan como marcadores visibles en microscopía y biotecnología. [9]
Aplicaciones
Las microperlas sirven como herramienta principal para las separaciones biomagnéticas. Se ha desarrollado una gama de procesos y aplicaciones patentados basados en el uso de microperlas en la investigación académica e industrial. Las microperlas están acopladas previamente con un ligando ; una biomolécula como un anticuerpo , estreptavidina , proteína , antígeno , ADN / ARN u otra molécula. Hay tres pasos involucrados en el proceso de separación magnética:
- Unión: las microperlas se unen al objetivo deseado, en relación con la afinidad específica del ligando en la superficie de las perlas.
- Lavado: las microperlas se moverán hacia el costado del tubo en respuesta a un campo magnético , junto con el material atado. Esto sucede de manera rápida y eficiente debido al campo magnético y las partículas de tamaño micro. El material no unido y no deseado que queda en la muestra se elimina mediante pipeteo / aspiración. El material encuadernado con perlas se lava utilizando los tampones adecuados, aplicando el imán.
- Eluir: una vez que se aísla y se lava el objetivo unido a las perlas, se puede liberar en la solución adecuada y el volumen deseado. Luego se puede usar para cualquier aplicación posterior directamente, o las microperlas se pueden liberar y eliminar.
Las microperlas se utilizan para el aislamiento celular y la expansión celular. Las proteínas y los complejos de proteínas se pueden separar, por ejemplo, en protocolos de inmunoprecipitación . Los estudios y diagnósticos moleculares también se benefician de las microperlas (por ejemplo, inmunoensayo IVD y ácido nucleico IVD). Cuando las microperlas se combinan con estreptavidina , ofrecen una forma muy eficaz de aislar cualquier molécula biotinilada. Esto se usa con frecuencia en estudios de proteínas de unión de ADN / ARN , secuenciación y para preparar moldes de una sola hebra. El análisis de expresión génica también se beneficia de las microperlas, como el aislamiento del ARNm para el análisis transcripcional.
Las microperlas tienen muchos usos, principalmente para la biotecnología y la investigación biomédica . Las microperlas y la tecnología de separación magnética han permitido una gama de métodos innovadores en beneficio de la investigación sobre prevención de enfermedades, medicina y otros campos para mejorar la condición humana.
Ver también
- Microesferas
Referencias
- ^ [1] , "Partículas de polímero submicrónicas monodispersas", publicado el 29 de abril de 2010
- ↑ Herk, AM van (ed.) (2005). Química y Tecnología de Polimerización en Emulsión . Publicación de Blackwell. pag. 23. ISBN 9781405121132.CS1 maint: texto adicional: lista de autores ( enlace )
- ^ Andersen, Otto; Andrae, Anders SG; Walnum, Hans Jakob (2010). "Evaluación del ciclo de vida de la electrónica. Ugelstad-partículas Ball Grid Array y Chip Scale Packaging" . ResearchGate .
- ↑ a b Rangnes 1997: 4-5
- ^ En 1977: Instituto Noruego de Tecnología (NTH). En 1996: NTH se fusionó con la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU).
- ^ Ghosh, Sabyasachi; Ganguly, Sayan; Remanan, Sanjay; Mondal, Subhadip; Jana, Subhodeep; Maji, Pradip K .; Singha, Nikhil; Das, Narayan Ch. (1 de junio de 2018). "Espuma de poliuretano altamente conductora eléctrica, ultraligera, resistente al agua y flexible para materiales superiores de protección contra interferencias electromagnéticas". Revista de ciencia de materiales: Materiales en electrónica . 29 (12): 10177–10189. doi : 10.1007 / s10854-018-9068-2 . ISSN 1573-482X . S2CID 139201001 .
- ^ "Partículas paramagnéticas | Microesferas en línea" . Consultado el 20 de agosto de 2020 .
- ^ "Microesferas, micropartículas y polvos esféricos fluorescentes - Propiedades y aplicaciones" . www.cospheric.com . Consultado el 20 de agosto de 2020 .
- ^ "Microesferas de polietileno | Microesferas en línea" . Consultado el 20 de agosto de 2020 .
- Kemshead, JT, Ugelstad, J (1985). "Técnicas de separación magnética: su aplicación a la medicina", Mol Cell Biochem , 67 (1): 11-8.
- Vetvicka, V, Fornusek, L (1987). "Microperlas poliméricas en inmunología", Biomateriales , 8 (5) 341-5.
- Arshady, R. (1993). "Microesferas para aplicaciones biomédicas: preparación de microesferas reactivas y marcadas", Biomateriales , 14 (1): 5-15.
- Fonnum, G, Johansson, C, Molteberg, A, Morup, S, Aksnes, E (2005). "Caracterización de Dynabeads mediante medidas de magnetización y espectroscopia de Mössbauer", Journal of Magnetism and Magnetic Materials , 293: 41-47.
- Rangnes, Per (1997). John Ugelstad: el hombre detrás de las cuentas . Prensa universitaria escandinava. ISBN 8200376737.
enlaces externos
- Dynabeads