Echtzeit-Tracking der DNA-Fragment-Trennung durch Smartphone

Zusammenfassung

Traditionelle Plattengelelektrophorese (SGE) Experimente erfordern eine komplizierte Apparatur und einen hohen chemischen Verbrauch. Diese Arbeit stellt ein Protokoll vor, das eine kostengünstige Methode zur Trennung von DNA-Fragmenten innerhalb eines kurzen Zeitrahmens beschreibt.

Zusammenfassung

Die Plattengelelektrophorese (SGE) ist die häufigste Methode zur Trennung von DNA-Fragmenten; So wird es weitgehend auf das Gebiet der Biologie und andere angewendet. Allerdings ist das traditionelle SGE-Protokoll ziemlich langweilig, und das Experiment dauert lange. Darüber hinaus ist der Chemikalienverbrauch bei SGE-Experimenten sehr hoch. Diese Arbeit schlägt eine einfache Methode zur Trennung von DNA-Fragmenten auf Basis eines SGE-Chips vor. Der Chip wird von einer Graviermaschine hergestellt. Für die Anregungs- und Emissionswellenlängen des optischen Signals werden zwei Kunststoffplatten verwendet. Das Fluoreszenzsignal der DNA-Banden wird vom Smartphone gesammelt. Um diese Methode zu validieren, wurden 50, 100 und 1000 bp DNA-Leitern getrennt. Die Ergebnisse zeigen, dass eine DNA-Leiter kleiner als 5.000 bp innerhalb von 12 min aufgelöst werden kann und mit hoher Auflösung bei der Verwendung dieser Methode, was darauf hinweist, dass es ein idealer Ersatz für die traditionelle SGE-Methode ist.

Einleitung

Die Plattengelelektrophorese (SGE) ist die effektivste Methode für die DNA-Fragmenttrennung ^{1 , 2 , 3 , 4 , 5} und gilt somit als vielseitiges Werkzeug in biochemischen und biologischen Analysen ^{6 , 7 , 8} . Allerdings zeigen viele Experimente, dass SGE durch die folgenden vier Probleme eingeschränkt wird: (1) die Trennungen dauern viele Stunden und sogar Tage; (2) der chemische verbrauch ist sehr hoch; (3) es....

Protokoll

1. Grunddesign des SGE-Chips

1. Verwenden Sie jeden transparenten Kunststoff, wie Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat.
   Hinweis: Der SGE-Chip ist in Abbildung 1B dargestellt. Der SGE-Chip besteht aus zylindrischen Löchern für den TBE-Puffer, Kanäle für die DNA-Trennung und zwei Bahnen, die entlang der Löcher für die Elektrode eingebettet sind.
2. Fertigungsarrays von SGE-Kanälen im PMMA-Block mit einer Lasergravurmaschine.
   Anmerkung: Die geometrischen Parameter des Chips hängen von der Größe der zu trennenden DNA ab. Zum Beispiel sind die optimalen Kanalparameter für den SGE-Chip 2,5 mm x 4,0 mm x 9....

Ergebnisse

Fig. 4 , Fig. 5 und Fig. 6 stellen ein typisches Ergebnis nach der Gelelektrophorese von 50, 100 und 1000 bp DNA-Leitern dar. Nach dem Experiment waren die DNA-Fragmente gut getrennt. Weiterhin wurden die gleichen Proben in den 4 Kanälen des SGE-Chips getrennt, was zeigt, dass DNA-Fragmente gleicher Größe in jedem Experiment den gleichen Abstand bewegen.

Die Trennleistung der DNA-Leiter kann durch.......

Diskussion

Agarose-Gelelektrophorese wird weithin für die Trennung von DNA, RNA und Protein eingesetzt. Diese Arbeit schlägt eine neue Methode vor, um das traditionelle Gelelektrophoreseprotokoll zu ersetzen. Die Ergebnisse zeigen, dass 50, 100 und 1000 bp DNA-Leitern in einer so kleinen zusammengebauten Vorrichtung gut getrennt werden können. Der große Vorteil dieser Methode ist, dass man nicht nur die Nukleinsäuren mit wenig chemischem Verbrauch trennen kann, sondern auch den Trennprozess aufzeichnen kann. Obwohl die DNA-Fragmen.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
10 mal; TBE	Beijing Solarbio Wissenschaft & Wissenschaft Verifizierter Lieferant - Technology Co., Ltd.	T1051
50 bp DNA-Leiter	Takara Bio Inc.	3421A
100 bp DNA-Leiter	Takara Bio Inc.	3422A
1 kbp DNA-Leiter	Takara Bio Inc.	3426A
SYBR GREEN	Takara Bio Inc.	5760A
Agarose	Sigma-Aldrich Corporate	V900510