Análise DNA dupla-fita por eletroforese capilar acoplado a um detector com arranjo de diodos
| Ano de defesa: | 2001 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75132/tde-02102025-093116/ |
Resumo: | Por diversas décadas, a eletroforese em gel tem sido uma das ferramentas mais importantes em laboratórios de biologia molecular para a análise de macromoléculas. Nos últimos 15 anos, a eletroforese capilar (CE) tem demonstrado vantagens em relação à eletroforese em gel, embora apresente limitações quanto à análise simultânea de amostras. Para superar essa dificuldade, instrumentos de eletroforese capilar com arranjo de capilares (CAE) têm sido avaliados, e alguns já estão disponíveis comercialmente. Neste trabalho, utilizou-se um equipamento comercial de CE, dotado de um único capilar acoplado a um detector com arranjo linear de fotodiodos (DAD), aplicado à detecção multiplexada de amostras de DNA mediante a adição de moléculas fluorescentes denominadas intercaladores. Diferentes padrões de DNA foram submetidos à separação eletroforética de fragmentos de DNA fita dupla (dsDNA), com tamanhos variando de 36 a 2645 pares de bases (bp). O tampão de separação consistiu em 100 mM de Tris-TAPS-EDTA (100 mM de Tris-TAPS e 2 mM de EDTA), e diferentes soluções poliméricas substituíveis foram empregadas como meio de separação. As amostras de DNA foram injetadas no capilar variando-se o tempo de injeção, o campo elétrico aplicado e a temperatura de separação. A qualidade da separação dos complexos DNA-corante foi aprimorada com o uso de tampões contendo íons tetrapentilamônio como único cátion. Os resultados sugerem que separações eletroforéticas simultâneas de diferentes padrões de DNA, multiplexados com distintos intercaladores, podem ser realizadas em um mesmo capilar, possibilitando uma ampla faixa de separação por tamanho. Observou-se que a presença de intercaladores reduz a eficiência da separação quando comparada à análise de DNA não intercalado. Por outro lado, a adição de corantes aumenta a seletividade da separação e, consequentemente, a exatidão na determinação do tamanho dos fragmentos. Dessa forma, análises por CE - frequentemente substituídas pela eletroforese em gel no processamento simultâneo de amostras - podem agora superar essa desvantagem, permitindo análises multiplexadas em tempos competitivos em relação às análises em gel. O principal objetivo deste trabalho foi desenvolver um método robusto para a análise multiplexada de amostras de dsDNA, complexadas com diferentes tipos de intercaladores, empregando soluções poliméricas diluídas. O estudo estabelece condições para a aplicação de um método validado e caracterizado na análise de produtos da reação em cadeia da polimerase (PCR) e em testes de paternidade. Foram avaliados parâmetros como a exatidão de determinação do tamanho, a variação linear e o tempo de análise, com e sem a adição de corantes à solução polimérica. |
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Análise DNA dupla-fita por eletroforese capilar acoplado a um detector com arranjo de diodosDouble-stranded DNA analysis by capillary electrophoresis coupled with a diode array detectoranálise de ácidos nucleicoscapillary electrophoresiscaracterização moleculardetector de arranjo de diodosdiode array detectorDNA dupla-fitadouble-stranded DNAeletroforese capilarmolecular characterizationnucleic acid analysisPor diversas décadas, a eletroforese em gel tem sido uma das ferramentas mais importantes em laboratórios de biologia molecular para a análise de macromoléculas. Nos últimos 15 anos, a eletroforese capilar (CE) tem demonstrado vantagens em relação à eletroforese em gel, embora apresente limitações quanto à análise simultânea de amostras. Para superar essa dificuldade, instrumentos de eletroforese capilar com arranjo de capilares (CAE) têm sido avaliados, e alguns já estão disponíveis comercialmente. Neste trabalho, utilizou-se um equipamento comercial de CE, dotado de um único capilar acoplado a um detector com arranjo linear de fotodiodos (DAD), aplicado à detecção multiplexada de amostras de DNA mediante a adição de moléculas fluorescentes denominadas intercaladores. Diferentes padrões de DNA foram submetidos à separação eletroforética de fragmentos de DNA fita dupla (dsDNA), com tamanhos variando de 36 a 2645 pares de bases (bp). O tampão de separação consistiu em 100 mM de Tris-TAPS-EDTA (100 mM de Tris-TAPS e 2 mM de EDTA), e diferentes soluções poliméricas substituíveis foram empregadas como meio de separação. As amostras de DNA foram injetadas no capilar variando-se o tempo de injeção, o campo elétrico aplicado e a temperatura de separação. A qualidade da separação dos complexos DNA-corante foi aprimorada com o uso de tampões contendo íons tetrapentilamônio como único cátion. Os resultados sugerem que separações eletroforéticas simultâneas de diferentes padrões de DNA, multiplexados com distintos intercaladores, podem ser realizadas em um mesmo capilar, possibilitando uma ampla faixa de separação por tamanho. Observou-se que a presença de intercaladores reduz a eficiência da separação quando comparada à análise de DNA não intercalado. Por outro lado, a adição de corantes aumenta a seletividade da separação e, consequentemente, a exatidão na determinação do tamanho dos fragmentos. Dessa forma, análises por CE - frequentemente substituídas pela eletroforese em gel no processamento simultâneo de amostras - podem agora superar essa desvantagem, permitindo análises multiplexadas em tempos competitivos em relação às análises em gel. O principal objetivo deste trabalho foi desenvolver um método robusto para a análise multiplexada de amostras de dsDNA, complexadas com diferentes tipos de intercaladores, empregando soluções poliméricas diluídas. O estudo estabelece condições para a aplicação de um método validado e caracterizado na análise de produtos da reação em cadeia da polimerase (PCR) e em testes de paternidade. Foram avaliados parâmetros como a exatidão de determinação do tamanho, a variação linear e o tempo de análise, com e sem a adição de corantes à solução polimérica.For several decades, slab gel electrophoresis has been one of the most important tools in molecular biology laboratories for the analysis of macromolecules. In the last 15 years, capillary electrophoresis (CE) has demonstrated several advantages over slab gel techniques, although with a serious drawback related to serial sampling. In order to match the parallel sample processing of slab gels, several capillary array electrophoresis (CAE) instruments have been evaluated, and some of them are now commercially available. In this work, a commercial single-capillary CE instrument equipped with diode array detection was employed for multiplexed detection of DNA samples through the addition of intercalating fluorescent molecules. Different DNA ladders were used in the electrophoretic separation of double-stranded DNA (dsDNA) fragments, ranging in size from 36 to 2645 base pairs (bp). The electrophoresis buffer consisted of 100 mM Tris-TAPS-EDTA (100 mM Tris-TAPS, 2 mM EDTA, pH 8.3), while different replaceable dilute polymer solutions were employed as the separation medium. For method development, aliquots of DNA were injected into the capillary, and parameters such as injection time, applied electric field, and separation temperature were systematically investigated. The quality of the DNA-dye complex separations was significantly improved by using buffers containing tetrapentylammonium ion (NPe4) as the sole cation. The results obtained suggest that simultaneous electrophoretic separations of different DNA ladders, multiplexed with distinct intercalating dyes, can be performed in a single capillary, providing rapid and broad-range DNA sizing. The presence of intercalating dyes decreased separation efficiency compared to dye-free DNA separations. However, the addition of dyes improved separation selectivity and, consequently, sizing accuracy. CE analysis, which has often been limited by lower sample throughput compared to slab gels, can now overcome this disadvantage by enabling multiplexed sample analysis in a fraction of the time required for slab gel electrophoresis. The main objective of this work was the development of a robust method for the analysis of multiplexed dsDNA samples complexed with various intercalating dyes, using dilute polymer solutions. This study establishes the conditions for the application of a fully characterized and validated method for PCR product sizing and paternity testing. Parameters such as sizing accuracy, linear range, and analysis time - with and without the addition of dyes to the polymer solution - were evaluated in this work.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPCarrilho, EmanuelCaruso, Celia Sulzbacher2001-09-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75132/tde-02102025-093116/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-10-03T11:17:02Zoai:teses.usp.br:tde-02102025-093116Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-10-03T11:17:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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