Digitale Mikrofluidik für die automatisierte Verarbeitung Proteomic

Summary

Digitale Mikrofluidik ist eine Technik, durch die Manipulation von diskreten Tröpfchen (~ nL - mL) charakterisiert auf eine Reihe von Elektroden, die durch die Anwendung von elektrischen Feldern. Es ist für die Durchführung schnelle, sequentielle, miniaturisierte automatische biochemische Assays gut geeignet. Hier berichten wir über eine Plattform, die die Automatisierung von mehreren Proteom Verarbeitungsschritte.

Abstract

Klinische Proteomics ist eine wichtige neue Disziplin entstanden, viel versprechende Entdeckung von Biomarkern, die nützlich für die frühe Diagnose und Prognose von Krankheiten wird. Während in der klinischen Proteomik Methoden sehr unterschiedlich sind, ist ein gemeinsames Merkmal der Notwendigkeit (i) Extraktion von Proteinen aus äußerst heterogenen Flüssigkeiten (zB Serum, Vollblut, etc.) und (ii) umfassende biochemische Verarbeitung vor der Analyse. Hier berichten wir über eine neue digitale Mikrofluidik (DMF) basierende Methode der Integration mehrerer Prozessschritte in der klinischen Proteomik eingesetzt. Dazu gehören Proteinextraktion, Resolubilisierung, Reduktion, Alkylierung und enzymatische Verdauung. Digitale Mikrofluidik ist ein mikro-Fluid-Handling-Technik, bei der Nanoliter-Mikroliter-Tröpfchen auf einer offenen Fläche manipuliert werden. Tröpfchen auf der Oberseite aus einem Array von Elektroden, die durch eine dielektrische Schicht beschichtet sind, positioniert sind - wenn ein elektrisches Potential an den Tropfen angelegt wird, sammeln sich Ladungen auf beiden Seiten des Dielektrikums. Die Gebühren dienen als elektrostatische Griffe, die verwendet werden, um Tropfen Lageregelung werden können, und durch Vorspannen einer Folge von Elektroden in Serie, Tropfen gemacht zu verzichten, verschieben, zusammenführen, Mix-und Split auf der Oberfläche sein. Daher ist DMF eine natürliche Ergänzung für die Durchführung schneller, sequentiell, mehrstufige, miniaturisierte automatische biochemische Assays. Dies stellt einen bedeutenden Fortschritt gegenüber herkömmlichen Methoden (unter Berufung auf manuelles Pipettieren oder Roboter), und hat das Potenzial, ein nützliches neues Werkzeug in der klinischen Proteomik werden.

Mais J. Jebrail, Vivienne N. Luk und Steve CC Shih trugen gleichermaßen zu dieser Arbeit.

Sergio LS Freire die aktuelle Adresse an der Universität der Wissenschaften in Philadelphia auf 600 South 43rd Street, Philadelphia, PA 19104 gelegen.

Protocol

Teil 1: Geräte-Fertigung

1. Saubere Glas-Substraten in Piranha-Lösung (3:1 conc Schwefelsäure:. 30% iges Wasserstoffperoxid). Verlassen Sie die Substrate in Piranha-Lösung für 10 min mit häufigem Rühren.
2. Nach dem Spülen in deionisiertem Wasser (DI) und Trocknen der Substrate mit N _2-Gas, statt der Substrate innerhalb des Elektronenstrahls Kammer für Chrom-Abscheidung (Dicke von 250 nm).
3. Zur Dehydratisierung der Chrom-beschichteten Substrat, in Isopropanol spülen und dann backen auf einer heißen Platte für 5 min bei 115 ° C.
4. Trocknen Sie die Substrate und prime mit Hexamethyldisilazan (HMDS) durch Spin-Coating (30 s, 30....

Discussion

Der Mangel an standardisierten Probe Handhabung und Verarbeitung in der Proteomik ist eine große Einschränkung für das Feld. Darüber hinaus beinhaltet konventionellen makroskopischen Probe Umgang mit mehreren Containern und Lösung Transfers, die zur Zerstörung und Verschmutzung Probe kann. Eine mögliche Lösung für diese Probleme ist es, integrierte Systeme für die Probenaufbereitung sich auf digitale Mikrofluidik ¹ (DMF) zu bilden. In früheren Arbeiten wurde DMF gezeigt, dass für die effiziente Entfernung von.......