Las microperlas, también llamadas partículas de Ugelstad [1] [2] [3] en honor al químico noruego , profesor John Ugelstad , quien las inventó en 1977 y patentó el método en 1978, [4] son partículas de polímero uniformes , típicamente de 0,5 a 500 micrones 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 aislar y manipular materiales o moléculas específicas, así como para analizar moléculas sensibles o aquellas que se encuentran en baja abundancia, por ejemplo, en entornos miniaturizados y automatizados.
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, creó microperlas superparamagnéticas ( Dynabeads ), que exhiben propiedades magnéticas cuando se colocan en un campo magnético. Cuando se eliminan del campo magnético, no queda magnetismo residual , lo que llevó al desarrollo de la tecnología de separación magnética. No se necesitan 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.
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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 pueden iluminarse para mostrar una respuesta fluorescente brillante bajo 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 usarse como marcadores visibles en microscopía y biotecnología. [9]
Las microperlas sirven como herramienta principal para las separaciones biomagnéticas. Se ha desarrollado una variedad de procesos y aplicaciones patentados basados en el uso de microperlas en la investigación académica e industrial. Las microperlas están preacopladas con un ligando ; una biomolécula tal como anticuerpo , estreptavidina , proteína , antígeno , ADN / ARN u otra molécula. Hay tres pasos involucrados en el proceso de separación magnética:
Las microperlas se utilizan para el aislamiento y la expansión celular. Se pueden separar proteínas y complejos proteicos; por ejemplo, en protocolos de inmunoprecipitación . Los estudios moleculares y el diagnóstico 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 utiliza con frecuencia en estudios de proteínas de unión a ADN / ARN , secuenciación y para preparar plantillas monocatenarias. El análisis de la expresión genética 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 que una variedad de métodos innovadores beneficien la investigación sobre la prevención de enfermedades, la medicina y otros campos para mejorar la condición humana.