Totalmente automatizada de dispositivos de microfluidos para centrífuga Ultrasensible detección de proteínas a partir de sangre entera

Yang-Seok Park; Vijaya Sunkara; Yubin Kim; Won Seok Lee; Ja-Ryoung Han; Yoon-Kyoung Cho

doi:10.3791/54143

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Artículo de método

Totalmente automatizada de dispositivos de microfluidos para centrífuga Ultrasensible detección de proteínas a partir de sangre entera

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DOI:

10.3791/54143

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16 de abril de 2016

Yang-Seok Park¹ , Vijaya Sunkara¹ , Yubin Kim¹ , Won Seok Lee¹^,² , Ja-Ryoung Han¹^,³ , Yoon-Kyoung Cho¹^,⁴

¹Department of Biomedical Engineering, School of Life Sciences, Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST), UNIST-gil 50, Ulsan, Republic of Korea, ²Agency for Defense Development (ADD), Daejeon, Republic of Korea, ³KOGAS (Korea Gas Corporation) Research Institute, ⁴Center for Soft and Living Matter, Institute for Basic Science (IBS)

En este artículo

Resumen

Este protocolo demuestra cómo lograr la sensibilidad de detección femtomolar de proteínas en 10 μL de sangre total en 30 min. Esto se puede lograr mediante el uso de esteras nanofibrosas electrohiladas integradas en un laboratorio en un disco, que ofrece una gran área de superficie, así como una mezcla y un lavado efectivos para mejorar la relación señal-ruido.

Resumen

El ensayo de inmunoabsorción ligado a enzimas (ELISA) es un método prometedor para detectar pequeñas cantidades de proteínas en muestras biológicas. Los dispositivos que proporcionan una plataforma para reducir el volumen de muestra y el tiempo de ensayo, así como la automatización completa, son necesarios para su uso potencial en el diagnóstico en el punto de atención. Recientemente, hemos demostrado la detección ultrasensible de proteínas séricas, proteína C reactiva (PCR) y troponina I cardíaca (cTnI), utilizando un laboratorio en un disco compuesto por esteras nanofibrosas (NF) de_TiO2. Mostró un amplio rango dinámico con sensibilidad de detección femtomolar (fM), a partir de un pequeño volumen de sangre total en 30 min. El dispositivo consta de varios componentes para la separación, medición, mezcla y lavado de sangre que están automatizados para mejorar la sensibilidad a partir de volúmenes de muestra bajos. Aquí, en el vídeo de demostración, mostramos los protocolos experimentales y los conocimientos para la fabricación de NFs, así como del disco, su integración y el funcionamiento en el siguiente orden: procesos de preparación de la estera de TiO₂ NF; impresión por transferencia de la estera TiO₂ NF en el disco; modificación de la superficie para las reacciones inmunitarias, el montaje y el funcionamiento del disco; Detección en disco y resultados representativos para inmunoensayo. El uso de este dispositivo permite el análisis multiplexado con un consumo mínimo de muestras y reactivos. Dadas las ventajas, el dispositivo debería encontrar uso en una amplia variedad de aplicaciones y resultar beneficioso para facilitar el análisis de proteínas de baja abundancia.

Introducción

Varias plataformas para el diagnóstico de la enfermedad se han desarrollado sobre la base de materiales a nanoescala ^1,2 tales como nanocables, ³ nanopartículas, nanotubos de ^4, ⁵ y nanofibras (NFS) ^6-8. Estos nanomateriales ofrecen excelentes perspectivas en el diseño de nuevas tecnologías para bioensayos altamente sensibles debido a sus propiedades físico-químicas únicas. Por ejemplo, las nanofibras de óxido de zinc mesoporoso se han utilizado para la detección sensible femto-molar de biomarcadores de cáncer de mama. ⁹ Recientemente, los nanomateriales a base de dióxido de titanio (TiO ₂₎ ....