"E – DNA" وأجهزة الاستشعار ، reagentless ، وقد تم تكييف أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية التي تحقق أداء جيدا حتى عندما تحدى مباشرة في الدم والمصفوفات المعقدة الأخرى ، إلى الكشف عن مجموعة واسعة من الحمض النووي والبروتين وanalytes جزيء صغير. هنا نقدم إجراء العامة للتصنيع واستخدام أجهزة الاستشعار من هذا القبيل.
كما يمارس حاليا الطب والأطباء ترسل العينات الى المختبر المركزي للاختبار ، وبالتالي يجب الانتظار لساعات أو أيام لتلقي النتائج. وسوف يخدم العديد من المرضى بشكل أفضل من خلال اختبارات سريعة والسرير. تحقيقا لهذه الغاية وضعت مختبرنا وآخرون ، reagentless تنوعا منصة جهاز الاستشعار البيولوجي التي تدعم ، reagentless الكشف الكمي الكهروكيميائية ، والأحماض النووية (DNA ، RNA) والبروتينات (بما في ذلك الأجسام المضادة) والجزيئات الصغيرة غير المجهزة analytes مباشرة في العينات السريرية والبيئية. في هذا الفيديو ، وندلل على إعداد واستخدام أجهزة الاستشعار عدة في هذه الفئة "E – DNA". على وجه الخصوص ، نبتدع والتظاهر استشعار للكشف عن تسلسل الحمض النووي هدفا في تفاعل البلمرة سلسلة خليط ، وهو جسم مضاد الفيروس محددة والكوكايين المخدرات. الإجراء يتطلب إعداد ثلاث ساعات فقط من التدريب العملي على الجهد يعقبه الحضانة بين عشية وضحاها ، واستخدامها يتطلب دقائق فقط.
ملاحظة هامة هي أن أيا من هذه التجارب المذكورة أعلاه ستعمل بشكل صحيح ما لم تكن قد الأقطاب تنظيفها بشكل صحيح. وهنا لدينا دليل لإجراء تنظيف كهربائية. عند العمل مع الآلات potentiostats CH ، ونحن تشغيل هذه الخطوات التنظيف باستخدام مجموعة من ثلاثة برامج الماكرو.
المرحلة صفر (E – نظيفة O)
تزج الأقطاب في 0.5MH 2 SO 4 وربطها الأقطاب العمل من potentiostat. أيضا إرفاق وتزج في اشارة حج / AgCl والبلاتين القطب المضاد. تبدأ خطوة الأكسدة (2 V لمدة 5 ليالي) ثم خطوة التخفيض (V 0.35 لمدة 10 ق).
المرحلة الأولى (E – نظيفة 1)
بدء الأكسدة والحد من عمليات التفحص في ظل الظروف الحمضية نفسها (0.5MH 2 SO 4) ،35-1،5 الخامس (20 بمسح بمعدل المسح من 4 ق / الخامس والفاصل الزمني للعينة من 0.01 V ، تليها أربع بفحص بمعدل مسح 0.1 V / s و فاصل زمني عينة من 0.01 V).
المرحلة الثانية (E – نظيفة 2)
إجراء مجموعة أخرى من الأكسدة الكهروكيميائية والحد من عمليات التفحص في ظل الظروف الحمضية (0.01 م KCl/0.1 MH 2 SO 4) تغطي أربعة نطاقات المحتملة المختلفة (تنفيذ كافة شرائح لمدة 10 بمعدل فحص الخامس ق 1 و 0.1 فاصل زمني عينة من 0.01 V ) : (ط) مداها 0،2-0،75 الخامس ؛ (ب) مجموعة المحتملة 0،2-1،0 الخامس ، (ج) مجموعة المحتملة ،2-1،25 الخامس ؛ (رابعا) مداها 0،2-1،5 V.
ويمكن استخدام أنواع كثيرة من الأقطاب الكهربائية الذهب لاجراء هذه التجارب. بالإضافة إلى القرص أقطاب الذهب مثل تلك المستخدمة هنا ، ونحن قد حققت نجاحا مع السطوح microfabricated الذهب ، وأسلاك الذهب ، والذهب على لوحات الدوائر المطبوعة.
جنبا إلى جنب مع أجهزة الاستشعار وصفها في هذه الورقة ، تم الإبلاغ عن العديد من الحمض النووي الكهروكيميائية جهاز الاستشعار البيولوجي أبنية أخرى. وهذا يشمل أجهزة استشعار مع pseudoknot 12 ، حبلا الثلاثية 13 ، 14 شطيرة ، ساندويتش سوبر 15 ، أو ثلاثي العمارة 16.
في المستقبل ، ونحن نتوقع أن تستخدم هذه المجسات في نقطة التشخيص والرعاية الطبية. وقد تم إدماجها بنجاح في العديد من الأجهزة ميكروفلويديك 17،18 ، وتقديم العديد من المزايا أكثر من أنظمة الكشف عن الحليلة البصرية. على وجه الخصوص ، يمكن لهذه الوظيفة في أجهزة الاستشعار عكر ، كثيفة بصريا وعينات للغاية لصناعة السيارات في الفلورسنت.
The authors have nothing to disclose.
وقد تم تمويل هذا العمل من خلال منحة (OPP1015402) من مؤسسة بيل وميليندا غيتس من خلال مبادرة التحديات الكبرى للاستكشافات ، والمعاهد الوطنية للصحة من خلال المنح GM062958 – 01 و2R01EB002046. تم تنفيذ هذا العمل في جزء تحت رعاية وزارة الطاقة الأميركية عن طريق مختبر لورانس ليفرمور الوطني في إطار العقد DE – AC52 – 07NA27344.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
---|---|---|---|
Gold Disk Electrodes | CH Instruments | CHI101 | Can be re-used |
Synthetic Probe DNA | Biosearch Technologies | Custom | |
Synthetic Target DNA | Sigma Genosys | Custom | |
Mercaptohexanol | Sigma Aldrich | 725226-1G | Store in cool dark place |
Platinum Electrode | BASi | MW-1032 | Can be re-used |
Ag/AgCl Reference | BASi | MF-2052 | Can be re-used |
Polishing Cloth | Buehler | 40-7212 | |
Alumina Polish | Buehler | 40-6325-016 | |
Phosphate buffered saline Buffer, pH 7.4 | Sigma Aldrich | P7059-1L | |
CH Instruments 605A | CH Instruments | 605A | Use any potentiostat |
Newborn Calf Serum | Sigma Aldrich | N4637-500ML | Stored frozen |
NanoDrop | Fisher Scientific | ND-2000 | Use any UV-Vis |
PCR Mix | Bio-Rad | 170-8862 | Stored frozen |
Cocaine | Sigma Aldrich | C5776 | DEA License Required |
Procaine | Sigma Aldrich | P9879 | Substitute for Cocaine |
Anti-Flag Antibody | Sigma Aldrich | F1804-1mg |