Der Visual kolorimetrischen Nachweis von Multi-Nukleotid-Polymorphismen auf einem pneumatischen Droplet Manipulation Platform

Einzelnukleotid-Polymorphismus (SNP), die eine einzelne Basenpaarunterschied in einer DNA-Sequenz ist, ist eine der häufigsten genetischen Veränderungen. Aktuelle Studien berichten , dass SNPs mit Erkrankungsrisiko assoziiert sind, Wirksamkeit von Medikamenten und Nebenwirkungen von Individuen durch die Genfunktion zu beeinflussen. ^1,2 Jüngste Studien zeigten auch , dass zwei- oder mehrPunktMutationen (Multi-nucleotide polymorphism) verursachen bestimmte Krankheiten und individuelle Unterschiede in den Auswirkungen der Krankheit. ^3,4 der Nachweis von Nukleotid – Polymorphismus ist in prescreening Krankheit daher unerlässlich. Einfache und effiziente Verfahren zum schnellen Nachweis von sequenzspezifischen Oligonucleotide wurden in den letzten zwei Jahrzehnten hoch entwickelt. ^1,5 Aktuelle Ansätze DNA Mutationen umfassen typischerweise Verfahren , einschließlich Sonde Immobilisierung, Fluoreszenzmarkierung, Gelelektrophorese, usw., zu identifizieren ^6,7 aber diese Methoden erfordern in der Regel einen langen analytischen Prozess, Expensive Ausrüstung, gut ausgebildete Techniker und signifikanten Verbrauch von Proben und Reagenzien.

Ein Nanopartikel mit einem großen Verhältnis von Oberfläche zu Volumen und einzigartigen physikalisch-chemischen Eigenschaften ist ein ideales Material als hochempfindliche und billige Detektionsplattform für spezifische Biomarker. Gold – Nanopartikel (AuNP) zur DNA – Detektion weit verbreitet wegen ihrer großen Fähigkeit , mit Oligonukleotid – Sonden modifiziert werden. ^8-10 SNP Detektionstechniken wurden auch AuNP entwickelt worden war . ^11-13 In dieser Arbeit wurde ein neues farbmetrischen Ansatz der zu erkennen Multi-Nukleotid – Polymorphismus (MNP) , durch DNA – Hybridisierungs vermittelte Wachstum von AuNP Sonden. ¹⁴ Diese einfache und schnelle Sondieren Verfahren liegt die Theorie zugrunde , daß vielfältige Längen von Einzelstrang – DNA (ssDNA) oder Doppelstrang – DNA (dsDNA) , konjugiert mit AUNP das Wachstum Größe und Form des AuNP beeinflussen (siehe Abbildung 1). ¹⁵ diese Methode der DNA – Nachweisverfügt über einen kleinen Verbrauch von Reagenzien eine kleine Testdauer (wenige Minuten) und ein einfaches Verfahren ohne thermische Kontrolle, die prospektiv anwendbar für die klinische Diagnostik und häusliche medizinische Untersuchung ist.

Mehrere Mikrofluidik – Systeme , die die DNA – Sequenz zu detektieren , wurden entwickelt; ¹⁶ Diese mikrofluidischen Systemen, von traditionellen experimentelle Protokolle entwickelt, weniger Stücke von Großgeräten und vereinfacht die experimentellen Protokolle erforderlich , um die Empfindlichkeit, die Nachweisgrenze und Spezifität der DNA zu verbessern Biosensor. DNA Detektionsmethoden in der mikrofluidischen Systeme noch erfordern jedoch Instrumente einem nachfolgenden Prozess , wie beispielsweise einer PCR (Polymerasekettenreaktion) Maschine zur Signalverstärkung und einem Fluoreszenzlesegerät für eine einzige Auslesung des heterogenen SNP zu identifizieren. ^17,18 eine einfache Entwicklung Plattform ohne die nachfolgende Verarbeitung zu multi-nucleotide polymorphism ausgelesen direkt die Ergebnissesehr wünschenswert ist. Im Vergleich zu gut genutzt, herkömmlichen, geschlossenen mikrofluidischen Systemen, die offene Oberfläche Mikrofluidiksystemen verheißungs mehrere Vorteile, wie zum Beispiel einem klaren optischen Weg, eine einfache Möglichkeit, den Zugriff auf die Probe, eine direkte Umwelt Zugänglichkeit und nicht leicht gebildet Kavitation oder Grenzflächen Behinderung bieten in der Kanal. ¹⁹ Unsere bisherigen Arbeit führte eine einfache pneumatische Plattform für Open-Oberfläche Tröpfchenmanipulation (siehe Abbildung 2). ²⁰ Auf dieser Plattform Tröpfchen können gleichzeitig transportiert und manipuliert werden , ohne Einmischung von einer Antriebsenergie eine Saugkraft verwendet, die eine hat ein großes Potenzial in der biologischen und chemischen Anwendungen. Diese pneumatische Plattform wurde so die Manipulation von DNA-Proben für MNP Detektion in Kombination mit dem kolorimetrischen Ansatz unter Verwendung des Konzepts der DNA-Hybridisierungs vermittelte Wachstum von AuNP Sonden auszuführen verwendet.

Das Protokoll in diesem Papier beschreibteine einfache visuelle Erkennung von Multi-Nukleotid-Polymorphismen auf der pneumatischen Tröpfchenmanipulationsplattform auf einer offenen Fläche. Diese Arbeit bestätigt, dass die multi-Nukleotid-Polymorphismus mit dem bloßen Auge nachweisbar ist; die vorgeschlagene pneumatische Plattform für biologische und chemische Anwendungen geeignet.