Využití magnetických částic pro izolaci a purifikaci DNA z výrobků pro dětskou výživu
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická
Abstract
Izolace rostlinné DNA je komplikovaná z důvodu přítomnosti polyfenolů, polysacharidů a dalších metabolitů, které bývají izolovány současně s DNA. Tyto látky mohou mít vliv na výtěžek a kvalitu izolované DNA, a také mohou působit jako inhibitory PCR. Mezi moderní, jednoduché a rychlé metody izolace DNA v molekulárně biologických laboratořích patří magnetická separace, která využívá reverzní imobilizaci DNA na magnetické nosiče a umožňuje získání DNA ve vysoké kvalitě a čistotě. V experimentální části byla provedena mikroizolace rostlinné DNA ze zeleniny (mrkev), ovoce (hruška, jablko, citron, mango) a z tepelně zpracovaných potravinových výrobků pro děti (Hami první mrkvička, Nestlé ovocná kapsička, dmBIO hruška mrkev jablko, Hello ovocná přesnídávka s jablky a Hello ovocná přesnídávka s mangem). K izolaci DNA byly využity magnetické mikročástice PGMA 2 mg/ml a magnetické nanočástice funkcionalizované poly-L-lysinem (PLL) 0,2 mg/ml. Byla porovnána metoda izolace magnetických částic s navázanou DNA magnetickým separátorem a magnetickou jehlou. Kvalita a množství izolované DNA byly zjištěny spektrofotometrickou analýzou a amplifikovatelnost izolované DNA byla ověřena konvenční polymerázovou řetězovou reakcí (PCR) s primery specifickými pro rostlinnou ribosomální DNA (rDNA). Produkty PCR o velikosti 700, 350 a 220 bp byly detegovány agarózovou gelovou elektroforézou. Z tepelně zpracovaných potravinových výrobků pro děti byla pomocí magnetických nosičů izolována DNA v kvalitě vhodné pro PCR. Detegovány byly však pouze kratší PCR produkty o velikosti 220 bp, což svědčí o degradaci DNA. Specifita PCR produktů byla stanovení analýzou délky restrikčního fragmentu (RFLP). Experimentální výsledky odpovídaly teoretickým výsledkům restrikční analýzy.
Isolation of plant DNA is complicated due to the presence of polyphenols, polysaccharides and other metabolites, that are isolated together with DNA. These compounds can affect the yield and quality of DNA and can inhibit a polymerase chain reaction (PCR). A modern, simple, and fast method of DNA isolation in molecular biology laboratories is magnetic separation based on reversible DNA immobilization on magnetic particles. These methods allow to obtain DNA of high quality and purity. In the experimental part, magnetic microparticles PGMA 2 mg/ml and magnetic nanoparticles functionalized by polylysine (PLL) 0,2 mg/ml were used for isolation of plant DNA from vegetables (carrots), fruits (pear, apple, lemon, mango) and heat treated food products for children (Hami first carrot, Nestlé fruit pocket, dmBIO pear carrot apple, Hello fruit snack with apples and Hello fruity snack with mango). The efficiency of separation of magnetic particles with bound DNA using a magnetic needle and a magnetic separator were compared. The quality and quantity of isolated DNA were verified by spectrophotometric analysis. The amplificability of isolated DNA was tested in a conventional PCR using primers specific for plant ribosomal DNA (rDNA). PCR products were analyzed by agarose gel electrophoresis. Major fluorescent bands were of 700, 350 and 220 bp corresponding to three different rDNA amplicons. DNA was isolated from heat treated food products for children in a PCR-ready quality. Only 220 bp long PCR products were detected, that indicated DNA degradation. The identity of PCR products was determined by restriction fragment lenght analysis (RFLP) using NlaIII enzyme cutting the rDNA subregion (ITS1) of Daucus carota (carrot). The digestion profiles were in a good agreement with those predicted from bioinformatic analysis confirming, thus, the specificity of the developed PCR method.
Isolation of plant DNA is complicated due to the presence of polyphenols, polysaccharides and other metabolites, that are isolated together with DNA. These compounds can affect the yield and quality of DNA and can inhibit a polymerase chain reaction (PCR). A modern, simple, and fast method of DNA isolation in molecular biology laboratories is magnetic separation based on reversible DNA immobilization on magnetic particles. These methods allow to obtain DNA of high quality and purity. In the experimental part, magnetic microparticles PGMA 2 mg/ml and magnetic nanoparticles functionalized by polylysine (PLL) 0,2 mg/ml were used for isolation of plant DNA from vegetables (carrots), fruits (pear, apple, lemon, mango) and heat treated food products for children (Hami first carrot, Nestlé fruit pocket, dmBIO pear carrot apple, Hello fruit snack with apples and Hello fruity snack with mango). The efficiency of separation of magnetic particles with bound DNA using a magnetic needle and a magnetic separator were compared. The quality and quantity of isolated DNA were verified by spectrophotometric analysis. The amplificability of isolated DNA was tested in a conventional PCR using primers specific for plant ribosomal DNA (rDNA). PCR products were analyzed by agarose gel electrophoresis. Major fluorescent bands were of 700, 350 and 220 bp corresponding to three different rDNA amplicons. DNA was isolated from heat treated food products for children in a PCR-ready quality. Only 220 bp long PCR products were detected, that indicated DNA degradation. The identity of PCR products was determined by restriction fragment lenght analysis (RFLP) using NlaIII enzyme cutting the rDNA subregion (ITS1) of Daucus carota (carrot). The digestion profiles were in a good agreement with those predicted from bioinformatic analysis confirming, thus, the specificity of the developed PCR method.
Description
Citation
PEŠKOVÁ, A. Využití magnetických částic pro izolaci a purifikaci DNA z výrobků pro dětskou výživu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2018.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Potravinářská chemie a biotechnologie
Comittee
prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Stanislav Obruča, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Bohuslav Rittich, CSc. (člen)
doc. RNDr. Alena Španová, CSc. (člen)
RNDr. Renata Mikulíková, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2018-06-04
Defence
1. Diplomantka seznámial členy komise s náplní a cílem diplomové práce.
2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci.
3. Diplomantka akceptovala všechny připomínky oponenta a na všechny otázky odpověděla v plné šíři.
Diskuse
prof. Márová: Jak prokazujete degradovanou rostlinou DNA, pomocí kterého fragmentu? U testovaných výrobků se využívá sterilizace, kolik % DNA je v takovém výrobku neporušené?
doc. Obruča: Je časté falšování ovocné složky u dětské stravy?
doc. Diviš: Jak si vysvětlujete, že u některých přesnídávek byla rostlinná DNA detekována a u jiných ne? Kolik například mrkve musí být ve vzorku, abyste jí vaší metodou byla schopná detekovat?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení