드롭릿 기반 미세 접근 및 단일 가닥 DNA Amplicons 위한 스피어 PCR 증폭

Summary

이 작품에는 미세 물방울 기반 플랫폼의 제조와 스피어 PCR 확대를 위한 polyacrylamide 스피어의 응용 프로그램에 대 한 방법을 제공 한다. 스피어 PCR 방법 단일 가닥 DNA amplicons 이중 가닥 DNA를 분리 하지 않고 얻을 수 있습니다.

Abstract

드롭릿 기반 마이크로 제어 크기와 취득된 스피어의 형태를 제공 하는 미세 채널에서 균질 스피어의 안정적인 생산 가능 스피어 acrydite DNA 프로브 copolymerized 성공적으로 조작 했다. 비대칭 PCR, exonuclease 소화와 streptavidin 입히는 자성 구슬에 격리 같은 다른 방법은 단일 가닥 DNA (ssDNA) 합성에 사용할 수 있습니다. 그러나, 이러한 방법을 효율적으로 많은 양의 매우 순화 된 ssDNA 사용할 수 없습니다. 여기, 우리가 어떻게 ssDNA 수 수 효율적으로 증폭 및 구분 dsDNA에서 단순히 PCR 반응 관에서 pipetting 스피어-PCR 프로토콜을 설명 합니다. SsDNA의 증폭 DNA microarray 및 DNA SELEX (지 수 풍부에 의하여 ligands의 체계적인 발전) 프로세스에 대 한 잠재적인 약으로 적용할 수 있습니다.

Introduction

단일 가닥 DNA (ssDNA) DNA-DNA 교 잡^1,2에 대 한 본질적인 속성 때문 분자 인식 요소 (MRE)으로 광범위 하 게 고려 하고있다. SsDNA 합성 시스템의 개발 생물학 응용 DNA microarrays³, oligotherapeutics, 진단 및 보완 상호 작용^4,5에 따라 통합 분자 감지 등 발생할 수 있습니다.

날짜 하려면, 마이크로미터 스케일 폴리머 입자는 성공적으로 시연 미세 장치를 사용 하 여. 여러 미세 기술 아닌 환경^6,7연속 흐름에 매우 동질적인 스피어를 생산에 대 한 강력한 것으로 입증 되었습니다.

이 외 의 연구에서 ⁸, copolymerizable 올리고 스피어와 ssDNA 증폭의 미세 합성에 대 한 미세 물방울 기반 플랫폼으로 알려졌다. 2 개의 PDMS (입니다) 층의 미세 플랫폼 구성: 스피어 및 아래쪽 평면 부분을 생성 하기 위한 미세 채널 네트워크와 위쪽 부분. 이 세 종류의 PDMS 유체 채널 구성: 1) 물방울 생성에 대 한 채널, 2)는 뱀 두 가지 솔루션, 혼합 채널과 채널 3)는 연속 중 합 스피어 응고에 대 한 초점을 맞추고 흐름. 일단 2 개의 혼합할 수 없는 흐름 PDMS 유체 채널에 소개는, 좁은 구멍 구조를 통해 흐름을 강제로 있습니다. 채널 형상, 유량, 점도 등 흐름 동작 크기와는 스피어의 형태에 영향을 줍니다. 따라서, 주요 액체 스트림 미 monospheres^9,10으로 나눌 수 있습니다.

여기, 자세한 스피어-PCR 프로토콜 ssDNA의 증폭에 대 한 제공 됩니다. 첫째, 미세 물방울 기반 장치 설계 과정을 설명 합니다. 그런 다음, 어떤 polyacrylamide에 스피어 수 수 functionalized 무작위 DNA 템플렛으로 보완 하는 방식에서 하는 방법 설명 했다. 마지막으로, 스피어-PCR 프로토콜 ssDNA를 증폭에 대 한 표시 됩니다.

Protocol

1입니다. PDMS 미세 플랫폼의 제조 베이스 폴리머와 볼륨의 비율은 10: 1에 촉매를 혼합 하 여 액체 PDMS prepolymer의 20 mL를 준비 합니다. 미세 네트워크의 위쪽 부분에 대 한 실리콘 웨이퍼에 준비 수 8 금형에 액체를 PDMS의 10 mL를 붓으십시오. 아래 평평한 부분에 대 한 같은 양의 액체 PDMS 몰드 구조 없이 실리콘 웨이퍼에 붓는 다.참고: 미세 네트워크 설계 CAD 프로그램에 및 다음 일반적인 포?…

Representative Results

2 개의 PDMS 층 (그림 1a) 조립된 고분자 드롭릿 기반 미세 플랫폼에 의하여 이루어져 있다. 미세 채널 네트워크의 3 종류 스피어를 생성 하는 데 사용 된다: 1) 흐름 초점 기하학과 같이 그림 1b, 2)는 사 문석 어 솔루션 II, 솔루션을 혼합에 대 한 채널과 채널 3) 합 스피어에 대 한 응고입니다. 모든 채널의 높이 60 μ m 이었다. 혼합 및 …

Discussion

DsDNA의 오염 물질 ssDNA 증폭에 큰 문제입니다. 기존의 비대칭 PCR 증폭¹⁵dsDNA 증폭을 최소화 하기 어려운 남아 있다. 또한, ssDNA를 생성 하기 위한 기술적인 개선 샘플 처리량의 효율성을 증가 있게가지고, 비록 ssDNA 절연의 높은 비용 및 불완전 한 정화 수확량 때문에 여전히 문제입니다.

비대칭 PCR ssDNA를 작업할 때 사용 하는 가장 어려운 방법 중 하나입니다. 이 …

Materials

liquid polydimethylsiloxane, PDMS	Dow Corning Inc.	Sylgard 184	Components of chip
40% Acrylamide:bis solution (19:1)	Bio-rad	1610140	Components of Copolymerizable oligo-microsphere
Ammonium persulfate, APS	Sigma Aldrich	A3678	Hardener of acrylamide:bis solution
N,N,N′,N′-Tetramethylethylenediamine, TEMED	Sigma Aldrich	T9281	Catalyst of ammonium persulfate
Mineral oil	Sigma Aldrich	M5904	Table 1. Solution III. Component of microsphere reagents
Cy3 labeled complementary oligonucleotide probes	Bioneer	synthesized	Table 3. Sequence information
ssDNA acrydite labeled probe	Bioneer	synthesized	Table 1. Solution I. Component of microsphere reagents
Tris	Biosesang	T1016	Components of TE buffer, pH buffer solution
EDTA	Sigma Aldrich	EDS	Components of TE buffer, removal of ion (Ca2+)
Ex taq	Takara	RR001A	ssDNA amplification
Confocal microscope	Carl Zeiss	LSM 510	Identifying oligonucleotides expossure of microsphere surface
Light Microscope	Nikon Instruments Inc.	eclipse 80i	Caculating number of microspheres
T100 Thermal Cycler	Bio-rad	1861096	ssDNA amplification
Hand-held Corona Treater	Electro-Technic	BD-20AC Laboratory Corona Treater	Hydrophilic surface treatment
Hot plate	As one	HI-1000	heating plate for curing of liquid PDMS
Syringe pump	kd Scientific	78-1100	Uniform flow of Solution I and Solution II
Compressor	Kohands	KC-250A	Flow control of Solution III
Bright-Line Hemacytometer	Sigma Aldrich	Z359629	Caculating number of microspheres