Het opslaan van DNA-isolaten is van essentieel belang in diverse toepassingen, zoals medische onderzoeken, genetische analyses en biologische archieven. Voor zowel wetenschappers als professionals die met biologisch materiaal werken, is het begrijpen van de juiste bewaaromstandigheden essentieel om de integriteit van het DNA te behouden. In dit artikel worden de meest gangbare en effectieve methoden voor het bewaren van DNA-isolaten in vriezers en zonder vriezer beschreven, evenals relevante tips om contaminatie en degradatie te voorkomen. De betrouwbaarheid van de beschreven technieken is gebaseerd op data uit betrouwbare bronnen in de context van laboratoriumpraktijk, technologie en biobankbewaring.
Inleiding: Belang van correcte opslag van DNA-isolaten
DNA-isolaten zijn kwetsbaar voor slijtage en degradatie, vooral bij ongunstige omstandigheden. Oxidatie, vocht, temperatuurvariaties en licht kunnen de structuur van het DNA beïnvloeden. Daarom is het van groot belang om de DNA-isolaten in een stabiele, goed beheerde omgeving op te slaan. De beschikbare methoden reiken van conventionele vriezers tot innovatieve opslagtechnieken die vriezen overbodig maken.
1. Bewaren van DNA-isolaten in vriezers
1.1. Vriezers op -20°C en -80°C
In laboratoria en biobanken is het gebruikelijk om DNA-isolaten op te slaan in vriezers op -20°C of -80°C. Deze temperaturen helpen om de activiteit van enzymen en andere degradatieprocessen te minimaliseren, waardoor het DNA gedurende langere tijd stabiel blijft.
- -20°C vriezers worden vaak gebruikt voor tijdelijke opslag of voor DNA dat niet direct verder verwerkt wordt. Deze vriezers zijn geschikt voor korte- tot middellange termijn opslag.
- -80°C vriezers zijn de voorkeur voor langdurige opslag. Deze vriezers zijn essentieel in biobanken en onderzoekslaboratoria om biologische monsters, zoals DNA en RNA, over jaren te behouden. Bij deze temperaturen is de moleculaire activiteit zo verlaagd dat degradatie praktisch onmerkbaar is.
Een betrouwbare -80°C vriezer, zoals de Duo-Safe vriezer van Scala Scientific, is belangrijk om de temperatuur continu te handhaven. Deze vriezers gebruiken twee onafhankelijke koelsystemen, waardoor de temperatuur op -80°C kan worden behouden, zelfs bij storingen aan één systeem. Dit zorgt voor extra beveiliging van kostbare monsters en voorkomt verlies door storingen.
1.2. Vloeibare stikstof (-196°C)
Voor de langste opslagtermijn, zoals in biobanken, wordt DNA soms bewaard in vloeibare stikstof op -196°C. Deze methode biedt het maximum aan stabiliteit en wordt vooral gebruikt in situaties waar de integriteit van het DNA gedurende decennia moet blijven. Het gebruik van vloeibare stikstof vereist echter specifieke apparatuur en ervaring, en is daarom meestal beperkt tot professionele laboratoria en biobanken.
1.3. Invriezen in buffers en oplossingen
Om de DNA-isolaten optimaal te bewaren in vriezers, wordt vaak gebruikgemaakt van buffers zoals TE-buffer. Deze buffers helpen om het pH-niveau stabiel te houden en beschermen het DNA tegen verder slijtage. Bovendien is het aanbevolen om monsters goed te lablellen en op te slaan in vriesvaste buizen, zoals polypropyleenbuizen, om het risico op verlies of beschadiging te verminderen.
2. Alternatieve opslagmethoden zonder vriezer
Hoewel vriezen de standaard is, zijn er ook innovatieve methoden ontwikkeld om DNA-isolaten op te slaan zonder het gebruik van vriezers. Deze technieken zijn vooral interessant in situaties waar vriezapparatuur niet beschikbaar is of waar transport en distributie van monsters een probleem zijn.
2.1. Gedroogde monsters op speciale dragers
DNA kan worden gedroogd en opgeslagen op filterpapier of andere dragers die het DNA stabiel houden bij kamertemperatuur. Deze methode is handig voor korte- tot middellange termijnopslag en wordt vaak gebruikt voor transportdoeleinden. De DNA-moleculen blijven intact zolang de dragers droog en vrij van vocht zijn.
2.2. Ethanol-oplossing
Een andere methode is het opslaan van DNA in een ethanol-oplossing van 70-100%. Ethanol voorkomt dat het DNA oplost in water, wat ervoor zorgt dat het droger blijft en minder vatbaar is voor afbraak. Deze methode is geschikt voor langdurige opslag, maar vereist zorgvuldige opslagomstandigheden om verdamping of verontreiniging van de oplossing te voorkomen.
2.3. Amberachtige polymeren
Een innovatieve opslagmethode is ontwikkeld door onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT). Ze hebben een polymeer ontwikkeld dat DNA lucht- en vochtdicht kan omhullen. Dit amberachtige materiaal stolt bij verwarming en beschermt het DNA tegen omgevingsinvloeden. Het DNA kan jarenlang opgeslagen worden bij kamertemperatuur. Bij het uitlezen wordt de stof cysteamine gebruikt om het DNA vrij te maken. Deze methode biedt ongekende mogelijkheden voor het transport en de opslag van biologische monsters, vooral in afgelegen of arme regio’s waar vriezapparatuur niet beschikbaar is.
3. Voorzichtigheid bij het bewaren van DNA-isolaten
3.1. Verhinder contaminatie
Contaminatie is een belangrijke bedreiging voor de kwaliteit van DNA-monsters. Bij het hanteren van monsters dient men altijd steriele handschoenen te gebruiken en schone gereedschappen aan te houden. Een specifiek schoon gebied moet worden ingericht voor het verwerken van monsters, om stof, aerosolen en andere verontreinigingen te voorkomen.
3.2. Juiste opslagmaterialen gebruiken
Het gebruik van polypropyleenbuizen wordt aanbevolen voor het bewaren van celvrije DNA (cfDNA) vóór het invriezen, omdat deze minder DNA absorberen dan andere materialen. Ook is het belangrijk om buizen verticaal te plaatsen bij kamertemperatuuropslag om lekken of verontreiniging te voorkomen.
3.3. Etiketten en traceerbaarheid
Om monsters te kunnen identificeren en te traceren, is het essentieel om duurzame etiketten te gebruiken die bestand zijn tegen vocht en lage temperaturen. Elke label moet minstens de monster-ID, de datum van verzameling en opslagomstandigheden bevatten. Dit zorgt voor organisatie en voorkomt verkeerde identificatie.
3.4. Temperatuurcontrole bij transport
Bij transport tussen opslaglocaties en laboratoria is het belangrijk om geïsoleerde containers te gebruiken. Deze containers helpen temperatuurschommelingen te minimaliseren en beschermen de monsters tegen mogelijke schade. Daarnaast moet men ervoor zorgen dat monsters snel worden verwerkt en opnieuw op de juiste temperatuur worden geplaatst om de kwaliteit te behouden.
4. Toepassingen en betekenis in onderzoek en praktijk
4.1. Medisch onderzoek
In medische onderzoeken, zoals kankeronderzoek of genetische screening, is het bewaren van DNA-isolaten van groot belang. Het behouden van de integriteit van het DNA is essentieel voor betrouwbare testresultaten. Bovendien worden DNA-monsters vaak gebruikt voor toekomstige onderzoeksmogelijkheden, wat extra benadrukt hoe belangrijk correcte opslag is.
4.2. Biobanken
Biobanken spelen een centrale rol in de opslag en beschikbaarstelling van biologisch materiaal voor wetenschappelijk onderzoek. Daarom is het gebruik van -80°C vriezers en andere betrouwbare opslagmethoden essentieel in deze instellingen. De stabiele opslagomstandigheden zorgen ervoor dat monsters gedurende jaren bruikbaar blijven voor analyses.
4.3. Farmaceutische industrie
In de farmaceutische industrie wordt DNA ook gebruikt voor het ontwikkelen van geneesmiddelen, zoals vaccins. De opslag van DNA en andere biologische materialen moet daarom in volledige overeenstemming zijn met strikte kwaliteitsnormen. Vriezers op -80°C zijn vaak een essentieel onderdeel van de opslagketen om de effectiviteit van vaccins en andere biologische producten te behouden.
5. Conclusie
Het opslaan van DNA-isolaten vereist een zorgvuldige aanpak om de integriteit van het DNA te behouden. Zowel conventionele vriezers op -20°C en -80°C als innovatieve opslagmethoden zoals amberachtige polymeren of gedroogde monsters zijn geschikt voor verschillende toepassingen. Het kiezen van de juiste methode hangt af van factoren zoals de opslagduur, de beschikbaarheid van apparatuur en de vereisten van het onderzoek of de praktijk.
Daarnaast is het belangrijk om te letten op voorzichtigheden zoals verhinderen van contaminatie, het gebruik van juiste opslagmaterialen en het handhaven van traceerbaarheid via etiketten. Deze maatregelen zorgen ervoor dat de kwaliteit van de DNA-monsters gedurende lange tijd behouden blijft.
Bij het kiezen van een bewaarmethode voor DNA-isolaten is het dus aan te raden om rekening te houden met zowel de technische mogelijkheden als de praktische vereisten van het laboratorium of de biobank. Met de juiste aanpak is het mogelijk om kostbare monsters en onderzoeksmateriaal langdurig en betrouwbaar op te slaan.