CE14: ต้นกำเนิดน้ำยาชุบชีวิตน้องแค็ป

     ย้อนหลังกลับไปประมาณ  3 ปี ผมได้ไปร่วมในชั่วโมงสัมมนาของนักศึกษาปริญญาโท หลักสูตรนิติวิทยาศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ ซึ่งเป็นการนำเสนอบทความทางวิชาการที่เด็กๆ เขาไปค้นหาแล้วนำมาเล่าสู่กันฟัง ให้อาจารย์ได้ซักถาม หรือจะเตี๊ยมกับเพื่อนๆมาให้เพื่อนๆ ช่วยกันมาตั้งคำถาม เพื่อฆ่าเวลา ไม่ให้อาจารย์ได้ถามก็ตาม

     ในวันนั้นมีการพูดถึงเรื่องการสกัดดีเอ็นเอ ด้วยวิธี qiagen ผมจำได้ว่าผมเป็นคนถามเด็กให้อธิบาย หลักการในการสกัดดีเอ็นเอของวิธี qiagen ซึ่งเด็กได้อธิบายว่า เป็นการใช้ proteinase K ร่วมกับ buffer ทำให้เซลล์แตก ทำให้ดีเอ็นเอออกมาอยู่ในสารน้ำ จากนั้นเมื่อผ่านคอลัมม์ ดีเอ็นเอจะเข้าไปจับกับ silica membrane หลังจากล้างเอาสารต่างๆที่ไม่สามารถจับกับ silica membrane ออกไปโดยการใช้ washing buffer แล้ว ก็ทำการ elute ดีเอ็นเอออกมา โดยใช้ Tris EDTA buffer

     แล้วมีอาจารย์อาวุโสท่านหนึ่ง ถามว่า แล้วเจ้า silica membrane มันจับกับ ดีเอ็นเอ ได้อย่างไร แล้วมันปล่อยดีเอ็นเอ ออกมาได้อย่างไร

     เด็กคนนั้นตอบไม่ได้ ซึ่งก็ไม่น่าจะเป็นเรื่องแปลกสำหรับเด็ก ก่อนที่อาจารย์ท่านนั้นจะเฉลยว่า

     "อาศัยคุณสมบัติของ silanol group ใน silica คือเจ้า silanol group จะมีประจุเป็น บวก เมื่อมีสภาพเป็นกรด และจะมีประจุเป็นลบ เมื่อมีสภาพเป็นเบส ดังนั้นหากปรับสภาพให้ silanol group มีประจุเป็นบวก โดยการใช้ lysis buffer  ดีเอ็นเอที่อยู่ใน lysis buffer ก็จะจับกับ silanol group ได้ แล้วเมื่อเราต้องการ elute ดีเอ็นเอออกมา ก็ปรับให้ pH เป็นเบส ดีเอ็นเอก็จะหลุดออกมา"

     นั่นเป็นครั้งแรกที่ผมได้ยินคำว่า "silanol group" ของ silica ที่ทำให้ผมต้องกลับมาค้นคุณสมบัติของ silanol group และการนำ silanol group ไปใช้ไปประโยชน์  และในที่สุด คำว่า silanol group นี่เอง เป็นที่มาของ.....กำเนิดน้ำยาชุบชีวิต น้องแค็ป

     น้องแค็ป  (capillary array ของเครื่อง capillary electrophoresis) เป็น uncoated glass capillary หมายถึงภายในหลอดเล็กๆนี้ ทำด้วยแก้ว ซึ่งไม่ได้มีการเคลือบสารใดๆไว้ แล้วเจ้าแก้ว....มันก็คือ silica.....แล้วเจ้า silica มันก็มี silanol group อยู่ด้วย

     คำอธิบายว่า เมื่อเราใช้น้องแค็ปไปได้สักพัก แล้วน้องแค็ปจะมีอาการ low resolution peak หมายถึงว่า หากใช้ในงาน Fragment analysis จะพบว่า peak ที่ขนาดมากกว่า 300 bp จะมีฐานกว้างขึ้น และมีความสูงลดลง  หรือหากใช้ในงาน sequence ลำดับเบสที่มากกว่า 300 bp จะมี peak ที่ขึ้นสูงแล้วลงไม่สุด มีความสูงของ peak ลดลง ซึ่งอาการแบบนี้หากเป็นมากๆ ก็ต้องเปลี่ยนน้องแค็ปใหม่ครับ อาการเหล่านี้เกิดได้อย่างไร  ผมพอจะสรุปได้ว่าอาจเกิดได้จาก 2 สาเหตุครับ

     สาเหตุแรก คือเมื่อใช้ไปนานๆ เจ้า polymer จะเข้าไปจับกับ ผนังของ แก้ว  เกิดเป็นชั้นของ polymer อีกชั้นหนึ่ง แล้ว polymer นี้มีประจุเป็นบวก ซึ่งจับได้กับดีเอ็นเอที่มีประจุเป็นลบ เพราะฉะนั้น มันก็จะจับกัน แล้วเป็นแรงยื้อ ให้ดีเอ็นเอเคลื่อนที่ได้ช้าลง ทำให้เกิดอาการ low resolution peak อย่างที่ว่าไว้ครับ (อธิบายโดยแรง electro endosmosis)

     สาเหตุประการที่สอง คือ เมื่อใช้งานไปนานๆ พวกโปรตีนหรือสารอะไรก็ตามที่มีประจุ จะเข้าไปจับกับแก้วได้ หากเป็นประจุบวก สารเหล่านี้จะจับกับดีเอ็นเอได้ ทำให้การเคลื่อนที่ของดีเอ็นเอทำได้ยากยิ่งขึ้น ก็เกิดอาการ low resolution peak ได้เช่นกัน

     แล้วไอ้ polymer ที่เข้าไปจับ หรือจะเป็นโปรตีนที่เข้าไปจับก็ตาม มันก็คือการจับกับ silanol group ของ silica ซึ่งมีประจุเป็นลบในสภาพที่เป็นเบสครับ ดังนั้น วิธีการล้างท่อ ของหลอดแก้วเหล่านี้ ก็คือการปรับให้ silanol group มีประจุเป็นบวก มันก็จะผลักสารต่างๆที่มันเคยจับไว้ออกมาครับ

     นี่คือ....ต้นกำเนิดของน้ำยาชุบชีวิต ของน้องแค็ปครับ

[ภูสุภา]

มาอ่านค่ะ

เขียนอีกนะคะ ติดตามอยู่ค่ะ

[Mitochondria]

ขอบคุณครับ  ที่คอยติดตาม และเป็นกำลังใจให้ครับ