공기 방울 조작 플랫폼에서 멀티 염기 다형성의 비주얼 색도계 감지
Summary
이 작품은 공기 방울 조작 플랫폼에서 다중 염기 다형성을 검출 할 수있는 간단하고 시각적 인 방법을 제시한다. 액적 조작 및 다 염기 다형성의 검출을 포함하는 제안 된 방법은 전체 실험을 통해 고급 장비의 도움없이 23 ° C 부근 수행 될 수있다.
Abstract
다 염기 다형성 (MNP)를 검출하는 간단하고 시각적있어서 열린면에 공기 방울 조작 플랫폼에서 행 하였다. 비색 DNA 검출이 접근 방식은 금 나노 입자 프로브 (AuNP 프로브)의 하이브리드 매개 성장을 기반으로했다. AuNP의 성장의 크기와 구성은, 프로브와 하이브리드 DNA 샘플의 수에 의해 지배된다. 나노 입자의 형상 및 크기 – 특정 의존의 광학 특성에 기초하여, 프로브에 샘플 DNA 절편의 미스 매칭 수를 판별 할 수있다. 시험은 각각 시약 및 샘플 DNA를 함유하는 물방울을 통해 수행하고,가요 성 PDMS 계 소수성 멤브레인의 제어 공기 흡입 반송 및 공압 플랫폼에서 혼합 하였다. 물방울은 어떤 측면 EFF와 높은 생체 적합성 인 제안 공압 플랫폼에 오픈 표면에 동시에 정확하게 전달 될 수있다액적 내부 DNA 샘플 요법. 두 방식들을 제안 결합 다중 염기 다형성 공기 방울 조작 플랫폼 시야에서 검출 될 수있다; 추가 장비가 필요하지 않습니다. 최종 결과에 플랫폼에 방울을 설치에서 절차는 기존의 방법보다 훨씬 적은보다 5 분 걸립니다. 또한,이 결합 MNP 검출 방식은 매크로 시스템에 비해 현저하게 작다 각 연산에 10 μL의 샘플 용적이 필요하다.
Introduction
DNA 서열에서 단일 염기쌍 차이 인 단일 염기 다형성 (SNP)는 가장 흔한 유전 적 변이의 하나이다. 현재 연구의 SNP는 질병 위험, 약제의 효능 및 유전자 기능에 영향을주지하여 개인의 부작용과 연관되어 있음을보고한다. 1, 최근의 연구는 2 차원 또는 다중 점 돌연변이 (멀티 염기 다형성) 특정 질환 및 개별 원인 밝혀 질병의 효과의 차이. 3,4- 염기 다형성의 검출은 질환의 사전 선별 때문에 필수적이다. 서열 – 특이 적 올리고 뉴클레오티드의 신속한 검출을위한 간단하고 효율적인 방법은 매우 지난 20 년에 개발되었다. 등 프로브 고정화, 형광 라벨, 겔 전기 영동을 포함한 절차를 일반적으로 DNA 돌연변이를 식별 포함하는 1,5 현재 접근, 6,7 그러나 이러한 방법은 일반적으로 expen 긴 분석 과정을 필요로시브 장비, 잘 훈련 된 기술자, 샘플 및 시약의 중요한 소비.
체적 고유의 물리 화학적 성질에 대한 표면적의 비율이 큰 나노 입자와 특정 바이오 마커에 대한 고감도 저렴 검출 플랫폼으로서 적합한 물질이다. 금 나노 입자 (AuNP)는 널리 올리고 뉴클레오티드 프로브를 수정할 때문에 큰 능력의 DNA의 검출을 위해 사용된다. 8-10 SNP 검출 기술도 AuNP을 사용하여 개발 하였다. 11-13 본 연구에서 우리는을 검출하는 신규 한 측색 방법을 채용 다 염기 다형성 (MNP) AuNP 프로브 DNA 혼성화 – 매개 성장으로. (14)이 간단하고 빠른 프로빙 방법이 이론에 기초하는 접합 단일 가닥 DNA (ssDNA를) 또는 이중 가닥 DNA (dsDNA)의 가변 길이 AuNP의 성장의 크기 및 형상에 영향을 AuNP (도 1 참조). 15 DNA 검출이 방법을시약의 작은 소비, 작은 분석 기간 (몇 분), 임상 진단 및 국내 의료 검진에 대한 전향 적으로 적용 열 제어없이 간단한 절차를 제공합니다.
DNA의 감도, 검출 한계 및 특이성을 개선하기 위하여 실험 프로토콜을 대규모 장치의 적은 부분을 필요 전통적인 실험 프로토콜 진화 16 그러한 마이크로 유체 시스템 및 단순화 된 상기 DNA 서열을 검출하는 방법에는 여러 미세 유체 시스템은 개발되어왔다 바이오 센서. 마이크로 유체 시스템의 DNA 검출 방법은 여전히 이종 SNP를 식별하는 하나의 판독을 위해, 그러나, 신호 증폭 및 형광 판독기 같은 PCR (중합 효소 연쇄 반응)과 같은 후속 처리의 계기 장치를 필요로한다. (17, 18)를 간단한 개발 이후의 처리없이 플랫폼 직접 멀티 염기 다형성의 결과를 판독매우 바람직하다. 비교 잘 사용에, 종래의 미세 유체 시스템을 폐쇄, 미세 유체 장치가 유망 같은 명확한 광경, 샘플에 액세스 할 수있는 쉬운 방법, 직접 환경 접근성과 더 용이하게 형성 캐비테이션 또는 계면 방해의 여러 장점을 제공하는 오픈 표면 채널. 19 우리의 이전 작품은이있는,이 플랫폼, 방울 동시에 수송과 흡입력을 이용하여 구동 에너지로부터 간섭을받지 않고 조작 할 수 있습니다에 오픈 표면의 물방울 조작 (그림 2 참조). (20)에 대한 간단한 공압 플랫폼을 도입 생물 및 화학 분야에서 큰 잠재력. 이 공기 플랫폼 따라서 AuNP 프로브 DNA 혼성화 매개 성장의 개념을 사용하여 비색 방법과 조합 MNP 감지 DNA 샘플의 조작을 수행하는 데에 이용 하였다.
이 논문에 제시된 프로토콜 설명오픈 표면에 공기 방울 조작 플랫폼에서 다중 염기 다형성의 단순한 시각적 감지. 이 작품은 멀티 염기 다형성 (polymorphism)이 육안으로 감지 할 것을 확인; 제안 된 공기 플랫폼은 생물학적, 화학적 응용 프로그램에 적합합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 프로토콜에서는 간단한 비색 방법은 MNP는 0.11-0.50 μM에서의 microcentrifuge 튜브 범위의 농도에서 구현 될 수 감지. 또한, 제안 된 MNP 검출 방법은 DNA 스크리닝 및 기타 생물 의학 응용에 대한 높은 가능성을 가지고 공기 방울 조작 플랫폼에서 수행된다. 실제로, 샘플 DNA 농도의 검출 범위는 운영 플랫폼의 혼합 효율에 의존한다. 합체 물방울이 완전히 혼합되도록하려면,이 프로토콜의 중요한 단계?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ministry of Science and Technology of Taiwan provided financial support of this research under contracts MOST-103-2221-E-002 -097 -MY3.
Materials
| PDMS | Dow Corning | SYLGARD 184 | |
| benchtop engravers | Roland DG | EGX-400 | |
| laser cutting machine | Universal Laser Systems, Inc. | VLS 3.50 | |
| Oxygen plasma treatment system | Femto Science Inc. Korea | CUTE-MPR | |
| solenoid valve | home built | ||
| vacuum pump | ULVAC KIKO, Inc. | DA-30D | |
| 13-nm AuNP solution | TAN Bead Inc., Taiwan | NG-13 | |
| DNA (with 5 -end labeled thiol) | MDBio, Inc., Taiwan | ||
| phosphate buffered saline (PBS) | UniRegion Bio-Tech,. Taiwan | PBS001-1L | |
| sodium dodecyl sulfate (SDS) | J. T. baker | 4095-04 | |
| Hydroxylamine solution (NH2OH) | Sigma-Aldrich | 467804 | |
| Chloroauric acid (HAuCl4) | Sigma-Aldrich | G4022 | |
| sodium chloride (NaCl) | |||
| vortex mixer | Digisystem Laboratory Instruments Inc. | VM-2000 | |
| centrifuge | Hermle Labortechnik GmbH. | Z 216 MK |
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