Bir damlacık dayalı mikrosıvısal yaklaşım ve Microsphere-PCR güçlendirme tek iplikçikli DNA'Amplicons için
Summary
Bu eser mikrosıvısal damlacık tabanlı platformlar imalatı ve polyacrylamide mikroküreler microsphere-PCR güçlendirme için uygulanması için bir yöntem sağlar. Microsphere-PCR yöntemi, Çift iplikçikli DNA ayıran olmadan tek iplikçikli DNA amplicons elde olanak verir.
Abstract
Damlacık tabanlı Havacilik sağlayan kontrollü boyutu ve elde edilen microsphere morfoloji mikrosıvısal kanaldaki homojen mikroküreler güvenilir üretim etkinleştirin. Bir acrydite-DNA prob ile copolymerized bir microsphere başarıyla fabrikasyon. Asimetrik PCR, eksonükleaz sindirim ve manyetik boncuklar streptavidin kaplı üzerinde yalıtım gibi farklı yöntemler tek iplikçikli DNA (ssDNA) sentezlemek için kullanılabilir. Ancak, bu yöntemleri verimli bir şekilde yüksek oranda saflaştırılmış ssDNA büyük miktarda kullanamazsınız. Burada, biz nasıl ssDNA olabilir etkili bir şekilde güçlendirilmiş ve dsDNA sadece bir PCR reaksiyon tüpünden pipetting tarafından ayrılmış ayrıntılı bir microsphere-PCR protokolü tanımlamak. SsDNA amplifikasyon DNA Mikroarray ve DNA-SELEX (sistematik evrimi ligandlar üstel zenginleştirme tarafından) işlemler potansiyel Kimyasalları olarak uygulanabilir.
Introduction
Tek iplikçikli DNA (ssDNA) kapsamlı bir moleküler tanıma öğesi (MRE) olarak içsel özelliklerini DNA-DNA hibridizasyon1,2için nedeniyle kabul edilmiştir. SsDNA sentetik sistemlerinin geliştirilmesi DNA microarrays3, oligotherapeutics, tanılama ve tamamlayıcı etkileşimleri4,5dayalı entegre moleküler algılama gibi biyolojik uygulamalar yol açabilir.
Bugüne kadar mikrometre ölçekli polimer parçacıkları başarıyla mikrosıvısal aygıtlarını kullanarak gösterilmiştir. Birkaç mikrosıvısal teknikleri son derece homojen mikroküreler microchannel çevre6,7sürekli akışı üretmek için güçlü olduğu kanıtlanmış.
Lee ve ark. çalışmada 8, copolymerizable oligo-microsphere ve ssDNA amplifikasyon mikrosıvısal sentezi için bir mikrosıvısal damlacık tabanlı platform bildirildi. Mikrosıvısal platform iki PDMS (polydimethylsiloxane) katmandan oluşur: microsphere ve bir alt düz bölüm oluşturmak için bir mikrosıvısal kanal ağı ile bir üst kısmı. Bunlar PDMS sıvı kanallarını üç çeşit oluşur: Kanal damlacık üretimi için iki çözüm karıştırma için 2) bir yılan gibi kanal ve microsphere katılaşma için 3) bir sıralı polimerizasyon kanal odaklanarak 1) bir akış. Bir kez iki immiscible akar tek PDMS sıvı kanalı tanıttı, akar dar delik yapısı içerisinde zorlanacak. Kanal geometri, akış hızı ve viskozite gibi akışı davranışlar microsphere Morfoloji ve boyutu etkiler. Bu nedenle, ana sıvı akışı microscale monospheres9,10ayrılabilir.
Burada, detaylı microsphere-PCR Protokolü ssDNA güçlendirme için sağlanır. İlk olarak, bir damlacık tabanlı mikrosıvısal aygıt tasarım işlemi açıklanmıştır. Sonra hangi polyacrylamide mikroküreler rasgele DNA şablonuyla tamamlayıcı bir şekilde functionalized yolu açıkladı. Son olarak, ssDNA yükseltecek bir microsphere-PCR Protokolü gösterilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
DsDNA kirletici ssDNA amplifikasyon içinde büyük bir sorun vardır. DsDNA amplifikasyon geleneksel asimetrik PCR güçlendirme15en aza indirmek zor kalır. SsDNA oluşturmak için teknik gelişmeler bizi örnek üretilen iş verimliliğini artırmak etkin olması, Ayrıca, ssDNA yalıtım eksik arıtma verimi ve yüksek maliyetler nedeniyle hala sorunlu olsa da.
Asimetrik PCR ssDNA ile çalışırken kullanılan en zorlu yöntemlerinden biridir. Bu yöntem astar (<em…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışmada “kooperatif araştırma programı için tarım bilim ve teknoloji geliştirme (Proje No başlıklı bir proje tarafından desteklenmektedir PJ0011642) “Kırsal Kalkınma İdaresi, Kore Cumhuriyeti tarafından finanse edilmektedir. Bu araştırma da kısmen bir hibe (NMK-2017R1A2B4012253) temel bilim araştırma programı aracılığıyla Ulusal Araştırma Vakfı (Bilim Bakanlığı, ICT ve gelecek planlama, Kore Cumhuriyeti tarafından finanse edilen NMG) tarafından desteklenmiştir. Bu araştırma da bir grant (N0000717) tarafından eğitim programı yaratıcı ve Sanayi Ticaret Bakanlığı, sanayi ve enerji, Kore Cumhuriyeti tarafından finanse edilen yakınsama için destek verdi.
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 |
Riferimenti
- Smith, A. J. The use of exonuclease III for preparing single stranded DNA for use as a template in the chain terminator sequencing method. Nucleic Acids Research. 6 (3), 831-848 (1979).
- Sekhon, S. S., et al. Aptabody-aptatope interactions in aptablotting assays. Nanoscale. 9 (22), 7464-7475 (2017).
- Ng, J. K., Ajikumar, P. K., Stephanopoulos, G., Too, H. P. Profiling RNA polymerase-promoter interaction by using ssDNA-dsDNA probe on a surface addressable microarray. Chembiochem. 8 (14), 1667-1670 (2007).
- Sekhon, S. S., et al. Defining the copper binding aptamotif and aptamer integrated recovery platform (AIRP). Nanoscale. 9 (8), 2883-2894 (2017).
- Mikhailov, V. S., Bogenhagen, D. F. Effects of Xenopus laevis mitochondrial single-stranded DNA-binding protein on primer-template binding and 3′–>5′ exonuclease activity of DNA polymerase gamma. Journal of Biological Chemistry. 271 (31), 18939-18946 (1996).
- Yu, X., Cheng, G., Zhou, M. D., Zheng, S. Y. On-demand one-step synthesis of monodisperse functional polymeric microspheres with droplet microfluidics. Langmuir. 31 (13), 3982-3992 (2015).
- Akamatsu, K., Kanasugi, S., Nakao, S., Weitz, D. A. Membrane-Integrated Glass Capillary Device for Preparing Small-Sized Water-in-Oil-in-Water Emulsion Droplets. Langmuir. 31 (25), 7166-7172 (2015).
- Lee, S. H., et al. On-Flow Synthesis of Co-Polymerizable Oligo-Microspheres and Application in ssDNA Amplification. PLoS One. 11 (7), e0159777 (2016).
- Anna, S. L., Bontoux, N. B., Stone, H. A. Formation of dispersions using "flow focusing" in microchannels. Applied Physics Letters. 82 (3), 364-366 (2003).
- Gupta, A., Matharoo, H. S., Makkar, D., Kumar, R. Droplet formation via squeezing mechanism in a microfluidic flow-focusing device. Computers & Fluids. 100, 218-226 (2014).
- McDonald, J. C., Whitesides, G. M. Poly(dimethylsiloxane) as a material for fabricating microfluidic devices. Accounts of Chemical Research. 35 (7), 491-499 (2002).
- Haubert, K., Drier, T., Beebe, D. PDMS bonding by means of a portable, low-cost corona system. Lab on a Chip. 6 (12), 1548-1549 (2006).
- Olsen, T. R., et al. Integrated Microfluidic Selex Using Free Solution Electrokinetics. Journal of the Electrochemical Society. 164 (5), B3122-B3129 (2017).
- Dorris, D. R., et al. Oligodeoxyribonucleotide probe accessibility on a three-dimensional DNA microarray surface and the effect of hybridization time on the accuracy of expression ratios. BMC Biotechnology. 3, 6 (2003).
- Heiat, M., Ranjbar, R., Latifi, A. M., Rasaee, M. J., Farnoosh, G. Essential strategies to optimize asymmetric PCR conditions as a reliable method to generate large amount of ssDNA aptamers. Biotechnology and Applied Biochemistry. 64 (4), 541-548 (2017).
