التهجين الحمض النووي والحمض النووي الريبي
ويبين الشكل 5 نتائج فحص التهجين الذي أجري على صفيف صغير يحتوي على نسخ الحمض النووي والحمض النووي الريبي لتسلسل 25 mer (5'-GTCATCATGAACCACCACCTGGTC-3' في شكل الحمض النووي). يظهر المسح في الشكل 5ألف في شكل أخضر يتوافق مع طيف الإثارة/الانبعاثات من الفلورة Cy3، مع كثافة الفلورة المسجلة في وحدات تعسفية بين 0 و65536. يتبع تصميم الصفيف تخطيط ميزة 25:36 الموضحة في مقطع البروتوكول. يظهر المسح الضوئي بعد التوجه الصحيح للصفيف، مع ملء الزاوية اليسرى العليا مع أطول سلسلة من الميزات fiducial. هنا، تحتوي الميزات fiducial على نسخة الحمض النووي من 25mer، وينبغي، من حيث المبدأ، تعطي دائما إشارة الفلورة الإيجابية من أجل إجراء محاذاة المسح الضوئي واستخراج البيانات. ال يتهجّى [ميكرور] سوفت ظهرت بشكل متّسق ساطعة, مع الحافات من التوليف منطقة يكون مهما عادة أكثر إشراقا من المركز ([أوب تو] 50% أكثر إشراقا). وتقلل الكمية الكبيرة من تكرار التسلسل، الموزعة عشوائيا في جميع أنحاء المنطقة، من تأثير القطع الأثرية المكانية. هنا، تم تصنيع كل تسلسل (الحمض النووي والحمض النووي الريبي) في 2000 موقع عشوائي. هناك عادة ضوضاء الفلورة منخفضة (الخلفية)، <50 a.u.، مما يؤدي إلى نسبة إشارة /ضوضاء في ترتيب 200:1 إلى 800:1 في الاختبارات التهجين. بعد استخراج البيانات، يتم متوسط كثافة الفلورة خارج ومرسومة ± SD.
وهناك تباين كبير في قيم الفلورة المطلقة بين التجارب. هنا، نعرض النتائج لثلاث توليفات مستقلة باستخدام نفس معلمات التصنيع ونفس المناولة بعد التركيبية. الحمض النووي 25mer، عندما هجين إلى حبلا الحمض النووي الخاص به ساي3 المسمى التكميلية، سوف تسفر عن إشارات الفلورة تتراوح في أي مكان من 20،000 إلى 30،000، نادرا جدا فوق أو أقل. والحمض النووي الريبي 25mer، عندما هجين إلى نفس S3 المسمى الحمض النووي تكملة، وسوف تعطي كثافة الفلورة على الميزات المقابلة تتراوح بين 15،000 إلى 20،000. ومع ذلك، فإن كثافة الفلورة من الحمض النووي الريبي / الحمض النووي المزدوج سوف تنخفض في بعض الأحيان أقل من 8000، عندما الحمض النووي المقابلة / الحمض النووي المزدوج سوف لا يزال الفلورة ضمن نطاق 20،000-30،000. في مثل هذه الحالات، يمكن اعتبار نتائج الحمض النووي الريبي دون الأمثل. فشل التوليف أو التهجين، إما للحمض النووي أو الحمض النووي الريبي، وسوف تكون ملحوظة على الفور أثناء المسح الضوئي من نقص واضح في الفلورة. هناك فرص متعددة لتوليف RNA إما فشل أو جزئيا ً بنجاح وسيتم تحديدها في جزء المناقشة.
إزالة الحماية من المكتبة والانقسام والاسترداد
اعتمادا على تعقيد وكثافة المكتبة، يمكن رؤية شكل ومخطط مجموعة توليفها دون التكبير ولكن تحت الإضاءة المناسبة (الشكل4)، مع الحمض النووي لا يزال في شكل محمي. بعد إزالة الحماية مع EDA / التولوين، وقبل إضافة المياه من أجل جمع المكتبة المخطوفة، قد تبرز منطقة التوليف التي تحتوي على oligonucleotides غير المحمية الآن كمنطقة مائية، عندما تظهر بقية الشريحة الزجاجية مغطاة بطبقة كارهية عكر. وتعتمد المراقبة المباشرة لمنطقة التوليف على المساحة الإجمالية المستخدمة لتجميع القلة: فزيادة استخدام منطقة التوليف ستتوافق مع وجود فرصة أكبر للتمييز الواضح بين المناطق المائية والمائية الكارهة للماء على السطح. وعلى العكس من ذلك، قد لا تكون المكتبات التي تم تصنيعها باستخدام مرايا أقل ومع ميزات أصغر يمكن ملاحظتها على الفور.
وبالمثل، فإن كمية الحمض النووي المسترد بعد إزالة الأملاح تتناسب مباشرة مع المساحة الإجمالية المستخدمة للتوليف. إذا تم استخدام جميع الميزات لتخليق oligonucleotide، يجب أن تسفر عملية الانقسام والانتعاش بين 25 و 30 pmol من الحمض النووي. وبالتالي فإن استخدام 10٪ من منطقة التوليف سوف تحمل فقط حوالي 3 pmol من الحمض النووي.

الشكل 1 . الهياكل الكيميائية للحمض النووي والفوسفوراميدات الحمض النووي الريبي المستخدمة في توليف oligonucleotide عن طريق التصوير الضوئي microarray. وتستخدم مجموعات الحماية الحساسة للضوء في 5'-OH في الحمض النووي العادي والحمض النووي الريبي التوليف microarray لأغراض التهجين. لتوليف مكتبات الحمض النووي المعقدة، ويفضل أكثر photolabile البنزيل-NPPOC (BzNPPOC) في 5'-OH، كما تتم إزالة BzNPPOC ضعف سرعة NPPOC، مما يقلل بشكل كبير من مجموع الوقت التوليف microarray. الحمض النووي oligonucleotides للمكتبات تتطلب أيضا اقتران مونومر dT قابل للتصلب في نهاية 3'. هذا مونومر، الذي يحمل وظيفة استر succinyl، سيتم شق أثناء إزالة الحماية، مما يسمح للحمض النووي ليتم جمعها من رقاقة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2 . مثال على قناع كملف صورة تم إرساله إلى جهاز micromirror أثناء التعرض للأشعة فوق البنفسجية. البيكسلات البيضاء تتوافق مع المرايا التيسيتم إمالة في "ON" الموقف، مما يعكس ضوء الأشعة فوق البنفسجية على الخلية التوليفية. بكسل أسود تتوافقمع "OFF" المرايا، حيث سيتم عكس ضوء الأشعة فوق البنفسجية بعيدا عن الخلية. وبالتالي فإن بكسل الأبيض تسمح لاقتران الفوسفوراميديت واردة المقبل على oligonucleotides وجدت في الميزات المقابلة على ركائز الزجاج. Oligonucleotides توليفها على الميزات التي المرايا المقابلة هي، في هذا الملف قناع، سوف بكسل أسود ومع ذلك تبقى خاملة خلال الحدث اقتران المقبل. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3 . صور من التصوير الضوئي microarray البصرية والإعداد التوليف. (أ) الدائرة البصرية للتعرض للأشعة فوق البنفسجية. يتم أولاً تجانس ضوء الأشعة فوق البنفسجية من الأشعة فوق البنفسجية-LED من خلال أنبوب ضوء مستطيل عبر المقطع ثم ينعكس على المرايا الدقيقة. سوف تعكس المرايا الدقيقة التي تم إمالة في موقف "OFF" الأشعة فوق البنفسجية بعيدا عن الخلية التوليفية، ولكن micromirrors في موقف "ON" سوف تعكس الضوء على الخلية التوليفية، وتقع في المستوى البؤري، من خلال المرور أولا من خلال 1:1 Offner التتابع نظام التصوير. (ب) خلية التوليف، بمجرد تجميعها، تتكون من شريحة حفر وضعت أولا على كتلة الكوارتز من الخلية، مفصولة طوقا PTFE سميكة (لم تظهر). ثم يتم وضع شريحة ثانية غير محفورة فوق الشريحة المحفورة، مفصولة طوقا PTFE رقيقة. إطار معدني (غير مبين) يحمل التجميع معا. (C). لإعداد المكتبة، وبمجرد أن يتم إرفاق الخلية التوليفية في المستوى البؤري للضوء الأشعة فوق البنفسجية واردة، يتم تعبئة الغرفة الواقعة بين كتلة الكوارتز والشريحة المحفورة مع حل 1٪ من β-كاروتين في CH2Cl2. للقيام بذلك، يتم إرفاق مدخل إضافي وأنابيب منفذ إلى كتلة الكوارتز والحل البرتقالي يتدفق من أقصى اليمين إلى أقصى اليسار. يظهر تدفق الكواشف والمذيبات للتوليف في الأسهم البيضاء. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4 . منطقة التوليف عادة ما تكون مرئية للعين المجردة. هنا، يمكن رؤية مكتبة الحمض النووي على سطح الزجاج مباشرة بعد التوليف، مع الحمض النووي لا يزال في شكل محمي. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5 . اختبارات التهجين إلى الحمض النووي 25mer وتسلسل الحمض النووي الريبي توليفها في الموقع على microarrays. (أ) مسح الفلورة من الحمض النووي الهجين بأكمله وmicroarray RNA. يتم هجين الحمض النووي 25mer وoligonucleotides RNA إلى خيوط هامة تسمى Cy3. تم مسح المصفوفة بالليزر على طول موجة الإثارة 532 نانومتر، عند دقة 5 ميكرومتر. (ب) كثافة الفلورة (وحدات تعسفية) من الحمض النووي: الحمض النووي والحمض النووي الريبي: الحمض النووي المزدوج في ثلاث تجارب منفصلة. يمكن اعتبار البيانات الخضراء الخفيفة لـ RNA oligonucleotides في الموقع غير الأمثل، بالمقارنة مع كثافة الفلورة لتسلسلات الحمض النووي المقابلة. أشرطة الخطأ هي SD. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 6 . التمثيل التخطيطي لإجراءات إزالة الحماية والانقسام والاسترداد لمكتبات الحمض النووي التي تم تصنيعها على المصفوفات الدقيقة. وتزرع تسلسل اتّجاهات الحمض النووي على نيوكليوسايد dT حساسة للقاعدة (كما هو موضح في المنطقة التي تم تكبيرها). بعد التوليف، وإزالة الحماية من oligonucleotides الحمض النووي (يتم تمثيل مجموعات حماية قاعدة كما المجالات الحمراء) في EDA / تولوين يترك المواد غير المحمية متجهة كهربائيا إلى السطح، ويمكن بعد ذلك أن يكون pipetted من خلال تطبيق كمية صغيرة من المياه على المنطقة توليفها. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 7 . طيف الامتصاص التمثيلي (220 - 350 نانومتر) لمكتبة الحمض النووي المُحلَّبة والمملحة التي تحتوي على 000 4 تسلسل مختلف، بطول 100-nt. تم عزل ما مجموعه 940 نانوغرام من الحمض النووي من توليف صفيف واحد، المقابلة ل30 pmol من مجموع الحمض النووي، أو 15 pmol لكل الركيزة الزجاجية. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الجدول 1 بروتوكول دورة تمثيلية لاقتران/أكسدة/photodeprotection من 5'-BzNPPOC-dA، على افتراض أن الفوسفوراميدات المقابلة تم تحميلها على المنفذ "A". يظهر وقت اقتران (بالثواني) في خط "الزوجين مونومر". يتم حساب وقت الحماية الضوئية للأشعة فوق البنفسجية، هنا المقابلة لطاقة مشعة من 3 J / سم2 (BzNPPOC الكيمياء الضوئية)، والوقت المنقضي بين اثنين من إشارات الاتصال "الحدث 2 خارج".

الجدول 2 بروتوكول دورة تمثيلية لاقتران / أكسدة / photodeprotection من 5 '-NPPOC-rA، على افتراض أن الفوسفوراميدات RNA المقابلة تم تحميلها على ميناء "A". يظهر وقت اقتران (بالثواني) في خط "الزوجين مونومر". يتم حساب وقت الحماية الضوئية للأشعة فوق البنفسجية، هنا المقابلة لطاقة مشعة من 6 J / سم2 (الكيمياء الضوئية NPPOC)، كما الوقت المنقضي بين اثنين من إشارات الاتصال "الحدث 2 خارج".