Мультипараметрическая аппаратура контроля эксперимента для вакуумного микроспектроэлектрофореза и термоэлектрофореза как источник данных для спектрохимической биоинформатики

Е  Адамович,Ф  Орехов

ПРЕПРИНТ

Эта статья является препринтом и не была отрецензирована.
О результатах, изложенных в препринтах, не следует сообщать в СМИ как о проверенной информации.

Мультипараметрическая аппаратура контроля эксперимента для вакуумного микроспектроэлектрофореза и термоэлектрофореза как источник данных для спектрохимической биоинформатики

Е. Адамович,

Ф. Орехов

2020-01-25

https://doi.org/10.24108/preprints-3111961

Термин «вакуумный электрофорез» имеет несколько трактовок, зависящих от области применения. Во-первых, речь идёт о капиллярном электрофорезе на базе мультиплексных вакуумных техник VAMCE (vacuum-assisted multiplexed capillary electrophoresis) и совместимых с капиллярным электрофорезом методов масс- спектрометрии с использованием вакуумированной поверхности раздела сред. Во-вторых, речь идёт о классическом вакуумном блоттинге, используемом как средство более эффективного по сравнению со стандартным блоттингом переноса при анализе нуклеиновых кислот. В-третьих, в медицине под этим понимается метод физиотерапевтического и, реже, интраоперационного и постоперационного воздействия с использованием электрокинетических принципов. Основное распространение в биохимии и молекулярной биологии получил на данный момент вакуумный блоттинг, хотя степень откачки не позволяет говорить о вакуумном характере данного метода в полной мере. Основным приложением вакуумного блоттинга на начальном этапе развития и основным преимуществом, позволяющим говорить о вакуум-трансфер-техниках в молекулярной генетике, являлся саузерн-блоттинг, то есть метод переноса ДНК с агарозного геля на мембранный фильтр для гибридизации. Надо сказать, что одними из первых, кто использовал данный подход, были советские специалисты, причем, в отличие от поздних зарубежных аналогов ими использовались не синтетические полиамидные (нейлоновые), а нитроцеллюлозные мембраны. В настоящее время технологии полностью автономного вакуумного блоттинга в РФ и СНГ утрачены, то есть не могут быть проведены без импортируемых реагентов и комплектующих. Ко времени распада СССР, к концу 1980-х – началу 1990-х гг., за рубежом сложилась комплексная практика вакуумного блоттинга, совместимая с гель-электрофорезом. Был накоплен опыт применения вакуумной техники в нозерн-блоттинге (РНК), в том числе с UV-фиксацией. Сообщалось также о совместимости вакуум-блоттинга с геномным секвенированием и футпринтингом in vivo. На рубеже 1980-х – начала 1990-х годов за рубежом начался промышленный выпуск вакуумных блоттеров. Классическим вакуумным блоттером стал BOEKEL Appligene c встроенным вакуумметром от 0 до 100 мбар, показанный на илл. 3. Этот аппарат считается «рабочей лошадкой» (английский жаргонизм, «workhose») и доселе используется на многих практических работах в англосаксонских и европейских университетах. На его примере можно достаточно наглядно продемонстрировать принцип метода, отображаемый в виде своего рода сендвич-структуры: агарозный гель, нейлоновая мембрана, ватман, пористый мат (все в резиновой рамке). Наличие ватерпаса на панели короба позволяет обеспечивать нормальный градиент распределения. Множество других компактно-планарных моделей представляет собой упрощенные рамочные конструкции такого же типа, но без встроенного манометра / вакуумметра.

Ссылка для цитирования:

Адамович Е., Орехов Ф. 2020. Мультипараметрическая аппаратура контроля эксперимента для вакуумного микроспектроэлектрофореза и термоэлектрофореза как источник данных для спектрохимической биоинформатики. PREPRINTS.RU. https://doi.org/10.24108/preprints-3111961

Список литературы

1. Zhou C., Jin Y., Kenseth J.R., Stella M., Wehmeyer K.R., Heineman W.R. Rapid pKa estimation using vacuum-assisted multiplexed capillary electrophoresis (VAMCE) with ultraviolet detection // Journ. Pharm. Sci. – 2005 – Vol. 94, Issue 3 – pp. 576-589.

2. Preisler J., Hu P., Rejtar T., Moskovets E., Karger B. Capillary array electrophoresis-MALDI mass spectrometry using a vacuum deposition interface // Anal. Chem. – 2002 – Vol. 74, Issue 1 – pp. 17-25.

3. Peferoen M. Vacuum blotting: an inexpensive, flexible, qualitative blotting technique // Meth. Mol. Biol. – 1988 – Vol. 3 – pp. 383-393.

4. Olszewska E., Jones K. Vacuum blotting enhances nucleic acid transfer // Tr. Genet. –1988 – Vol. 4, Issue 4 – pp. 92-94.

5. Zaitsev I.Z., Yakovlev A.G. Vacuum transfer of DNA to filters for detecting inter-individual polymorphism by Southern's blotting hybridization method // Bull. Exp. Biol. Med. – 1983 – Vol. 96, Isssue 4 – pp. 1442-1444.

6. Gross D.S., Collins K.W., Hernandez E.M., Garrard W.T. Vacuum blotting: a simple method for transferring DNA from sequencing gels to nylon membranes // Gene – 1988 – Vol. 74, Issue 2 – pp. 347-356.

7. Aguinaga M.P., Sharan C., Singh D.N., Valenzuela M.S. Efficient transfer of DNA to nylon membranes using vacuum blotting in presence of alkali // Biotechniques – 1989 – Vol. 7, Issue 10 – pp. 1077-1079.

8. Stacey J., Isaac P.G. Restriction enzyme digestion, gel electrophoresis, and vacuum blotting of DNA to nylon membranes // Meth. Mol. Biol. – 1994 – 28 – pp. 25-36.

9. Rosenberg J., Amrani D.L. A rapid method of Southern blot analysis using poly-acrylamide gel electrophoresis and vacuum blotting transfer techniques // Biotechniques – 1989 – Vol. 7, Issue 1 – pp. 24- 28.

10. Baillod P., Affolter B., Kurt G.H., Pflugshaupt R. Multimeric analysis of von Willebrand factor by vertical sodium dodecyl sulphate agarose gel electrophoresis, vacuum blotting technology and sensitive visualization by alkaline phosphatase anti-alkaline phosphatase complex // Thromb. Res. – 1992 – Vol. 66, Issue 6 – pp. 745-755.

11. Kroczek R., Siebert E. Optimization of northern analysis by vacuum-blotting, RNA-transfer visualization, and ultraviolet fixation // Anal. Biochem. – 1990 – Vol. 184, Issue 1 – pp. 90-95.

12. Lopez M.C., Smerage J.B., Baker H.V. A simplified vacuum blotting method for genomic sequencing and in vivo footprinting // Biotechniques – 1993 – Vol. 15, Issue 3 – pp. 362-363.

13. Preisler J., Hu P., Rejtar T., Karger B.L. Capillary electrophoresis – matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry using a vacuum deposition interface // Anal. Chem. – 2000. – Vol. 72, Issue 20. – pp. 4785-4795.

14. Chen Z., Gao Y., Lin J., Su R., Xie Y. Vacuum-assisted thermal bonding of plastic capillary electrophoresis microchip imprinted with stainless steel template // J Chromatogr. A. – 2004. – Vol. 1038, Iss. 1-2. – pp. 239-245.

15. Garribba F., Turi S., Corpetti G., Khiabani A., De la Torre X., Botrè F. A modified procedure based on a vacuum-driven blotting system for the detection of erythropoietin and its analogs // Bioanalysis. – 2014. – Vol. 6, Issue 12. – pp. 1605-1615.

16. Шатохина С. Д., Шабалин В. Н. Аутоволновые процессы в сыворотке крови // Альманах клинической медицины. – 1999. – №. 2. . – cc. 354-363.

17. Шабалин В.Н., Шатохина С.Н. Принципы аутоволновой самоорганизации биологических жидкостей // Вестник Российской академии медицинских наук. – 2000. – № 3. – cc. 45-49.

18. Шабалин В.Н., Шатохина С.Н. Аутогенные ритмы и самоорганизация биологических жидкостей// Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 1996. – № 10. – cc. 364-371.

19. Шабалин В.Н., Шатохина С.Н., Морозова Н.Г. Волновые структуры твердой фазы биологических жидкостей и их значение в лабораторной диагностике // Клиническая лабораторная диагностика. – 1997. – № 6. - c. 69.

20. Rapis E.G. Self-assembly of cluster protein films (allotropic nonequilibrium noncrystalline modification) during the process or their condensation // Technical Physics. – 2000. – Vol. 45, Issue 1. – pp. 121-131.

21. Rapis E. G. The self-organization of protein // Technical Physics Letters. – 1995. – Vol. 21. – pp. 321-324.

22. Rapis E. Self-organization and supramolecular chemistry of protein films from the nano-to the macroscale // Technical Physics. – 2004. – Vol. 49, Issue 4. – pp. 494-498.

23. Rapis E. On the nonequilibrium phase transition in protein // Technical Physics. – 2007. – Vol. 52, Issue 6. – pp. 787-792.

24. Gradov O. V. Experimental setups for ozonometric microscopy // Biomedical engineering. — 2013. — Vol. 46, Issue 6. — pp. 260–264.

25. Gradov O. V., Gradova M. A. Methods of electron microscopy of biological and abiogenic structures in artificial gas atmospheres // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. — 2016. — Vol. 52, Issue 1. — pp. 117–125.

26. Градов О. В., Градова М. А. Методы электронной микроскопии биологических и абиогенных структур в искусственных газовых атмосферах // Электронная обработка материалов. — 2016. — Т. 52, № 1. — cc. 117–126.

27. Maggiorelli E, Conti L. [Spectrophoretic determination of iodoform contained in hydrophilic iodoform gauze] // G Med Mil. – 1960. – Vol. 110. – P. 514-518. [Article in Italian]

28. Zhao X., Yiping I.Y., Hardin I. Determination of biodegradation products from sulfonated dyes by Pleurotus osteatus using capillary electrophoresis coupled with mass spectrophoresis // Biotechnol. Lett. – 2005. – Vol. 27, - P. 69-72.

29. Zhang S., Van Pelt C.K., Henion J.D. Automated chip-based nanoelectrospray-mass spectrometry for rapid identification of proteins separated by two-dimensional gel electrophoresis // Electrophoresis. – 2003. – Vol. 24, Issue 21. – P. 3620-3632.

ПРЕПРИНТ

ИНФОРМАЦИЯ