Digital Mikrofluidik för automatiserad proteomik Processing

Summary

Digital Mikrofluidik är en teknik som kännetecknas av manipulation av diskreta droppar (~ NL – mL) på en array av elektroder genom tillämpning av elektriska fält. Det är väl lämpad för att utföra snabba, sekventiell, miniatyriserade automatiserade biokemiska analyser. Här redovisar vi en plattform som kan automatisera flera proteomik processteg.

Abstract

Klinisk proteomik har vuxit fram som en viktig ny disciplin, lovande upptäckten av biomarkörer som kommer att vara användbar för tidig diagnos och prognos av sjukdomen. Medan klinisk proteomik metoder varierar kraftigt, är ett gemensamt drag behovet av (i) utvinning av proteiner från extremt heterogena vätskor (dvs. serum, helblod, etc.) och (ii) en omfattande biokemisk behandling före analys. Här redovisar vi en ny digital mikrofluidik (DMF) baserad metod som flera processteg används i klinisk proteomik. Detta inkluderar protein utvinning, resolubilization, minskning, alkylering och enzymatisk spjälkning. Digital mikrofluidik är en mikroskala fluid-hantering teknik där metod i nanoliter-mikroliter stora droppar är manipulerade på en öppen yta. Droppar är placerad på toppen av en matris av elektroder som är belagda med ett dielektriskt skikt – när en elektrisk potential tillämpas på droppen, avgifter samlas på vardera sidan av dielektrikum. Avgifterna utgör elektrostatisk handtag som kan användas för att styra droppsmitta position, och genom förspänns en sekvens av elektroder i serien, kan droppar göras för att avstå, flytta, slå ihop, blanda och dela på ytan. Därför är DMF en naturlig plats för att genomföra en snabb, sekventiell, flerstegsprocess, miniatyriserade automatiserade biokemiska analyser. Detta är ett stort framsteg jämfört med konventionella metoder (att förlita sig på manuell pipettering eller robotar) och har potential att vara ett användbart nytt verktyg i klinisk proteomik.

Mais J. Jebrail, Vivienne N. Luk, och Steve CC Shih bidragit lika för detta arbete.

Sergio LS Freire nuvarande adress är University of the Sciences i Philadelphia ligger på 600 South 43:e Street, Philadelphia, PA 19104.

Protocol

Del 1: Komponentframställning Rengör glas substrat i Piranha-lösning (3:1 konc svavelsyra:. 30% väteperoxid). Lämna substrat i Piranha lösningen i 10 min med täta agitation. Efter sköljning i avjoniserat (DI) vatten och torkning av substrat med N 2-gas, placera substraten inne i elektronstrålen kammare för krom deponering (tjocklek av 250 nm). Att torka av krom-belagda substrat, skölj i isopropanol och sedan baka på en värmeplatta i 5 min vid 115 ° C. Tor…

Discussion

Bristen på standardiserade prov hantering och bearbetning inom proteomik är en stor begränsning för fältet. Dessutom innebär konventionella makroskala provhantering flera containrar och överföringar lösning, vilket kan leda till prov förlust och föroreningar. En möjlig lösning på dessa problem är att skapa integrerade system för provbearbetning att förlita sig på digital mikrofluidik ¹ (DMF). I tidigare arbete, var DMF visat sig vara användbart för effektiv borttagning av oönskade ämnen …