Como funciona o MDS – Microfluidic Diffusional Sizing
(Dimensionamento difusional microfluídico)
Em uma análise MDS, dois fluxos de líquido são introduzidos em dois canais separados um ao lado do outro, um de fluxo auxiliar e um fluxo laminar em um canal microfluídico. Como não há mistura convectiva (1) das duas correntes, a única maneira de as partículas se moverem para a corrente auxiliar é por difusão. A taxa dessa difusão depende do tamanho da partícula, conforme determinado pela equação de Stokes-Einstein, de modo que partículas pequenas se difundem mais rapidamente do que partículas grandes. A difusão pode ocorrer em qualquer ponto ao longo do comprimento da câmara de difusão, mas no final os fluxos são redivididos, e neste ponto o grau de difusão é fixo.
(1) Mistura por convecção – Ocorre transferência de grandes grupos de partículas por meio de pás e colabora com a mistura de partículas macroscópicas. A mistura ocorre de maneira rápida, mas não ocorre no interior dos blocos (as partículas não se movem) então é necessário um tempo de mistura maior
Se houver um “evento de ligação” em uma amostra, entre a proteína marcada e o parceiro de ligação, o complexo ligado resultante será maior do que a proteína marcada não ligada e não se difundirá tão longe no canal paralelo quanto se estivesse se ligando.
Uma vez que os líquidos foram permitidos a fluir em seus canais paralelos adjacentes na câmara de difusão, eles são então divididos novamente em dois canais, e o raio hidrodinâmico das moléculas em cada um dos dois canais pós-difusão é então medido.
A extensão dessa difusão pode ser medida com precisão, de modo que em um único experimento, informações podem ser obtidas sobre afinidade (KD), concentração e estequiometria, tudo sob condições fisiologicamente relevantes.
A quantidade de proteína em cada corrente é determinada usando um corante fluorogênico reativo a amina. A fluorescência total combinada é usada para determinar a concentração de proteína em solução, e a razão de fluorescência entre as duas correntes é usada para determinar o coeficiente de difusão da proteína, que por sua vez é usado para determinar o raio hidrodinâmico da proteína.
Como a difusão ocorre enquanto a proteína está em seu estado nativo, o tamanho relatado é o da proteína nativa em solução. E como todo esse processo ocorre em volumes microfluídicos, a medição pode ser realizada rapidamente e com o mínimo de entrada de amostra.
Portanto, em termos muito amplos, a capacidade do MDS de fazer tais medições pode permitir com precisão a caracterização biofísica de muitos tipos de interações moleculares
Para que serve?
As aplicações potenciais do MDS são, portanto, de longo alcance e, na área das ciências da vida, incluem o estudo de interações de proteínas com antígenos ou outras proteínas, DNA ou lipídios, para citar apenas alguns.
Quanto mais os cientistas entenderem sobre as interações de proteínas, mais saberemos sobre o funcionamento interno de uma célula e, mais importante, entenderemos melhor o que acontece quando a função celular normal é subvertida na doença humana.
Fontes de pesquisa:
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0005273620300419
- https://en.wikipedia.org/wiki/Microfluidic_diffusional_sizing
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4939750
- https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4419402/mod_resource/content/2/MISTURA%202018.pdf
Por Pedro Alexandre Sertek
