Manipulation of DNA molecules in solution has become an essential aspect of
genetic analyses used for biomedical assays, the identification of
hazardous bacterial agents, and in decoding the human genome. Currently,
most of the steps involved in preparing a DNA sample for analysis are
performed manually and are time, labor, and equipment intensive. These
steps include extraction of the DNA from spores or cells, separation of
the DNA from other particles and molecules in the solution (e.g. dust,
smoke, cell/spore debris, and proteins), and separation of the DNA itself
into strands of specific lengths. Dielectrophoresis (DEP), a phenomenon
whereby polarizable particles move in response to a gradient in electric
field, can be used to manipulate and separate DNA in an automated fashion,
considerably reducing the time and expense involved in DNA analyses, as
well as allowing for the miniaturization of DNA analysis instruments.
These applications include direct transport of DNA, trapping of DNA to
allow for its separation from other particles or molecules in the
solution, and the separation of DNA into strands of varying lengths.
Ο χειρισμός των μορίων DNA στη λύση έχει γίνει μια ουσιαστική πτυχή των γενετικών αναλύσεων που χρησιμοποιούνται για τις βιοϊατρικές δοκιμές, ο προσδιορισμός των επικίνδυνων βακτηριακών πρακτόρων, και στην αποκωδικοποίηση του ανθρώπινου γονιδιώματος. Αυτήν την περίοδο, τα περισσότερα από τα βήματα που περιλαμβάνονται στην προετοιμασία ενός δείγματος DNA για την ανάλυση εκτελούνται με το χέρι και είναι χρόνος, εργασία, και εξοπλισμός εντατικός. Αυτά τα βήματα περιλαμβάνουν την εξαγωγή του DNA από τα σπόρια ή τα κύτταρα, το χωρισμό του DNA από άλλα μόρια και μόρια στη λύση (π.χ. σκόνη, καπνός, συντρίμμια κυττάρων/σπορίων, και πρωτεϊ'νες), και το χωρισμό το ίδιο του DNA στα σκέλη των συγκεκριμένων μηκών. Dielectrophoresis (τμήμα), ένα φαινόμενο με το οποίο η πολώσιμη κίνηση μορίων σε απάντηση σε μια κλίση στο ηλεκτρικό πεδίο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να χειριστεί και να χωρίσει το DNA σε μια αυτοματοποιημένη μόδα, αρκετά που μειώνει το χρόνο και τη δαπάνη που περιλαμβάνονται στις αναλύσεις DNA, καθώς επίσης και που επιτρέπει τη μικρογράφηση των οργάνων ανάλυσης DNA. Αυτές οι εφαρμογές περιλαμβάνουν την άμεση μεταφορά του DNA, παγίδευση του DNA για να επιτρέψουν το χωρισμό της από άλλα μόρια ή μόρια στη λύση, και το χωρισμό του DNA στα σκέλη των ποικίλων μηκών.