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 poliméricas uniformes , típicamente de 0,5 a 500 micrones de diámetro. Las moléculas biorreactivas pueden ser absorbidas o acopladas a su superficie y usarse para separar materiales biológicos como células , proteínas o ácidos nucleicos .
Las microperlas se han utilizado para el aislamiento y manipulación de materiales o moléculas específicos, así como para analizar moléculas sensibles o 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 de los mismos tamaños esféricos 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 retiran del campo magnético, no hay 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 microesferas presentan una gran superficie por volumen. Esto, junto con la uniformidad de tamaño y forma, proporciona una muy buena accesibilidad y una rápida cinética de reacción en fase líquida , así como una unión rápida y eficiente.
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Las microesferas de polietileno negro pueden tener funcionalidad magnética o conductora y se utilizan en dispositivos electrónicos, protección EMI y técnicas de microscopía. [6] [7]
Las microesferas de polietileno fluorescentes se utilizan habitualmente 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 se pueden iluminar para mostrar una respuesta fluorescente brillante bajo la 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 se pueden utilizar como marcadores visibles en microscopía y biotecnología. [9]
Las microesferas son la herramienta principal para las separaciones biomagnéticas. Se han desarrollado una variedad de procesos y aplicaciones patentados basados en el uso de microesferas en la investigación académica e industrial. Las microesferas se acoplan previamente con un ligando ; una biomolécula como un anticuerpo , estreptavidina , proteína , antígeno , ADN / ARN u otra molécula. Hay tres pasos involucrados en el proceso de separación magnética:
Las microesferas se utilizan para el aislamiento y la expansión celular. Las proteínas y los complejos proteicos se pueden separar; por ejemplo, en protocolos de inmunoprecipitación . Los estudios moleculares y los diagnósticos también se benefician de las microesferas (por ejemplo, inmunoensayo IVD e IVD de ácidos nucleicos ). Cuando las microesferas se combinan con estreptavidina , ofrecen una forma muy eficiente de aislar cualquier molécula biotinilada. Esto se utiliza con frecuencia en estudios de proteínas de unión de ADN / ARN , secuenciación y para preparar plantillas monocatenarias. El análisis de la expresión génica también se beneficia de las microesferas, como el aislamiento de ARNm para el análisis transcripcional.
Las microesferas tienen muchos usos, principalmente en la investigación biomédica y biotecnológica . Las microesferas y la tecnología de separación magnética han permitido el uso de una variedad de métodos innovadores para mejorar la investigación en prevención de enfermedades, medicina y otros campos con el fin de mejorar la condición humana.