Name: Semplice Lettura di massa di Digital acido nucleico quantificazione Assays (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-09-24T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 55 s
Description: Scopri un metodo semplificato per la quantificazione di acidi nucleici mediante saggi digitali a gocce, utilizzando una macchina qPCR standard per misurare la fluorescenza di massa e validare i risultati con microscopia.

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Gli autori ringraziano Liyi Xu per aver fornito reagenti e protocolli MDA. Ringraziamo anche David Feldman e Navpreet Ranu per le discussioni relative a questo lavoro. Questo lavoro è stato in parte supportato da un Burroughs Wellcome Career Award presso lo Scientific Interface to PCB.

Nota: Realizzazione del dispositivo microfluidico non è necessario per questo test, come goccioline di questo protocollo possono essere formati con i responsabili gocciolina commerciali esistenti 23,29. 1. Effettuare il Droplet formano dispositivo a microfluidi <ol><li> Preparare stampo master per i canali con il protocollo SU-8 master Fabrication delineato in precedenza 31, ma con un modello di maschera generatore gocciolina 32. </li><li> Realizzare dispositivi in PDMS utilizzando le tecniche della litografia soffice 32,33. </li></ol> 2. Preparare miscela di reazione per Bulk Droplet lettura Nota: Il protocollo può essere utilizzato per quantificare gli acidi nucleici utilizzando molti tipi di reazioni di amplificazione. Come esempio, i reagenti necessari per MDA di diverse concentrazioni di DNA Lambda sono dati. Dettagli dei reagenti sono elencati nella tabella dei reagenti specifici. La distribuzione del modello nelle goccioline dipende sufficient miscelazione del campione. <ol><li> Ottenere o polimerasi Purificare Phi29 DNA. <ol><li> Purificare Phi29 come descritto in precedenza 7, o acquistare da fornitori. Il Phi29 utilizzato per esperimenti mostrati stato purificato. </li></ol></li><li> Preparare 10 ml di denaturazione tampone, comprensivi di 65 KOH mM, 1.65 mM EDTA, e DTT 14 mm. </li><li> Preparare 10 ml di tampone di neutralizzazione, comprensivi di HCl 65 mM, 0,21 M Tris-Cl pH 7,0, e 9 Tris-Cl mM pH 8.0. </li><li> Preparare due standard, uno nessun controllo template (NTC), come l&#39;acqua priva di nucleasi, e una alta concentrazione di modello (circa 4 pg / ml DNA Lambda). Denaturare 3.3 ml di ogni campione con 3,3 ml di denaturazione tampone in una provetta qPCR. Incubare a temperatura ambiente per 3 min. Placare ciascuno con 3,3 ml di neutralizzazione Buffer. </li><li> Denaturare 3.3 ml di modello di interessi con 3,3 ml di denaturazione tampone in una provetta qPCR. Incubare a temperatura ambiente per 3 min. Placare con 3.3 mldi neutralizzazione Buffer. </li><li> Preparare 11 ml di miscela maestro per campione sul ghiaccio. La miscela di maestro di reazione 2x MDA è composto da 2x DNA a doppia elica (dsDNA) tintura legame, tintura di riferimento 2x qPCR, 50 micron oligo randomizzato, 2 mg / ml BSA, 2x Phi29 DNA polimerasi tampone di reazione, 4.8 dNTP mM, acqua priva di nucleasi , e 40 mg polimerasi / ml Phi29 DNA. Aggiungere DNA polimerasi Phi29 ultimo a garantire la polimerasi non incontrare livelli di pH molto superiore o inferiore 7.5.Mix bene. </li><li> Opzionale: Per un minor numero di falsi positivi, esporre master mix con la luce UV prima di formare goccioline 34. <ol><li> Preparare 10 ml di pre-miscela per campione in 0,5 ml o 1,5 ml tubo trasparente su ghiaccio. La pre-mix è composto da 55 micron oligo randomizzato, 2,2 mg / ml BSA, 1.1x Phi29 DNA polimerasi tampone di reazione, 5,3 mM dNTP, e l&#39;acqua priva di nucleasi. </li><li> Porre il tubo in acqua su ghiaccio, come descritto 34 ed esporre alla luce UV (254 nm) a un accuDose cumulati di 5,7 J / cm 2. </li><li> Aggiungere colorante dsDNA vincolante a 1x, riferimento tintura a 1x, e Phi29 a 40 mg / ml nel pre-miscela. Mescolare bene. </li></ol></li><li> Combina 10 ml di template denaturato o standard e di 10 ml di miscela master. Mescolare bene. </li></ol> 3. Droplet Formazione Nota: Goccioline possono essere molto sensibili all&#39;elettricità statica e sforzo di taglio. Rimuovere i vestiti che possono causare elettricità statica, e statica del corpo prima di formare goccioline. Maniglia tubi di emulsione dalla sommità del tubo, per quanto dall&#39;emulsione possibile. Emulsioni pipette molto lentamente, preferibilmente con una punta larga foro pipetta. Per la dispensazione da un puntale, vedere l&#39;emulsione sul lato della punta per determinare la velocità di pipettaggio. <ol><li> Goccioline modulo. Per gli esperimenti mostrati, il dispositivo microfluidico presenta un ingresso e due insenature olio acquose con una giunzione a flusso focalizzazione per generare goccioline. Utilizzare due SyriPompe ESN per controllare le portate di 55 ml di olio con un tensioattivo e 20 pl di miscela di reazione attraverso il chip microfluidico per generare 20.000 1 goccioline nl. </li><li> Nota: E &#39;possibile produrre goccioline con molti tipi di olio con tensioattivo, ma la composizione influisce notevolmente stabilità gocciolina a temperature elevate e nel tempo. Una combinazione possibile è olio fluorurato HFE 7500 con un tensioattivo anionico 19,35. </li><li> Produrre goccioline in qualsiasi formato con qualsiasi metodo 13,36, ma la variabilità dimensioni della popolazione gocciolina influenzerà la fluorescenza massa, e quindi la precisione del dosaggio. Per esperimenti mostrati, goccioline erano monodisperse con un volume di 1 nl. </li><li> Raccogli tutte le goccioline e olio in provette PCR. Per ciascun campione, un&#39;aliquota di 30 ml di olio in provette per PCR freschi con tappi ottici e trasferire 20 ml di goccioline sopra dell&#39;olio. I volumi consistenti assicurano il saggio è come accurare il più possibile. </li><li> Chiudi tubo tappi ermeticamente, come tappi sciolti permetterà l&#39;olio di evaporare. </li></ol> 4. isotermica Amplificazione <ol><li> Utilizzando un termociclatore PCR, qPCR termociclatore, o piastra, incubare i campioni a 30 ° C per 7 ore, e inattivare per 1 min a 75 ° C. I tubi di goccioline possono essere lasciati in frigorifero coperto con un foglio per alcune ore a questo punto. </li></ol> 5. Acquisizione dati e analisi <ol><li> Subito dopo l&#39;inattivazione reazione, misurare i livelli di fluorescenza di coloranti per tutti i campioni che utilizzano il termociclatore qPCR. Impostazioni del filtro ottimale dipenderà tintura di eccitazione e spettri di emissione. Per questo esempio, utilizzare il 492 nm-516 nm filtro impostato per la tintura dsDNA vincolante, e il filtro nm 585 nm-610 impostato per la tintura di riferimento. Altre tecniche di misura fluorescenti possono essere utilizzati per quantificare la fluorescenza. </li><li> Per ciascun campione, dividere l&#39;intensità di fluorescenza del colorante dsDNA vincolante byl&#39;intensità di fluorescenza del colorante di riferimento. Sottrarre la fluorescenza di fondo, o la fluorescenza normalizzata del controllo NTC, da tutti i campioni. </li><li> Creare una curva standard lineare utilizzando le misure di fluorescenza corrette dalle norme. Lo standard NTC rappresenta la fluorescenza per un campione con goccioline fluorescenti 0% (&quot;tutto negativo&quot;), e la misurazione di fluorescenza di alta concentrazione modello è la fluorescenza atteso per un campione con goccioline fluorescenti 100% (&quot;tutti positivi&quot;). Utilizzando la curva standard corrispondente, prevedere i rapporti intermedi di goccioline positivi e negativi in ​​base alla loro fluorescenza bulk. </li></ol> 6. Produrre Droplets per Principio Proof-of-Misure <ol><li> Fai fluorescenti (positive) le goccioline: Preparare una miscela di reazione PCR costituita da 0,1 ng DNA Lambda, colorante 1x dsDNA vincolante, colorante riferimento 1x, 1,5 unità Taq DNA polimerasi, 10 mM Tris-HCl, 50 mM KCl, 1,5 mM MgCl 2, 0.2 mM dNTP, e 0,5 mM primers. Thermocycle La miscela 30 volte (95 ° C per 20 sec, 55 ° C per 20 sec, 72 ° C per 1 minuto), quindi formare goccioline come descritto sopra. </li><li> Rendere non fluorescenti gocce (negativo): Preparare una miscela di reazione di PCR che consiste di colorante 1x dsDNA vincolante, tintura di riferimento 1x, 1,5 unità Taq DNA polimerasi, 10 mM Tris-HCl, 50 mM KCl, 1,5 mM MgCl 2, 0.2 mM dNTP, e 0,5 micron primer. Thermocycle La miscela 30 volte (95 ° C per 20 sec, 55 ° C per 20 sec, 72 ° C per 1 minuto), quindi formano goccioline. </li><li> Formare rapporti goccioline premiscelati <ol><li> Distribuire 20 ml di olio fluorurato in tubi qPCR, coprire con un cappuccio ottica per evitare l&#39;evaporazione. </li><li> Pipettare delicatamente 10 ml di goccioline ben mescolato in positivi desiderati: rapporti negativi sopra dell&#39;olio. Nei risultati mostrati, positivi: rapporti gocciolina negativi erano 1 (tutti positivi), 0.8, 0.5, 0.2, 0.1, 0.01, 0.001, 0.0001, e 0 (tutto negative). </li></ol></li><li> Misurare i livelli di colorante di fluorescenza per tutti i campioni utilizzando il termociclatore qPCR. Per questo protocollo, utilizzare il 492 nm-516 nm filtro impostato per la tintura dsDNA vincolante, e il filtro nm 585 nm-610 impostato per la tintura di riferimento. <ol><li> Normalizzare dsDNA vincolante fluorescenza colorante con riferimento colorante fluorescente. Ulteriori normalizzare la fluorescenza del &quot;tutto positivo&quot; campione. </li></ol></li><li> Creare una curva standard lineare utilizzando le misure di fluorescenza normalizzati dai &quot;tutti positivi&quot; e &quot;negativi&quot; tutti i campioni. Utilizzando la curva standard corrispondente, prevedere i rapporti intermedi di goccioline positivi e negativi in ​​base alla loro fluorescenza bulk. </li><li> Ripetere l&#39;esperimento per ciascun rapporto (n = 3) con la formazione di goccioline indipendente e miscelazione per ogni replica. </li></ol> 7. La prova di principio MDA Experiment <ol><li> Misurare la concentrazione di soluzione di DNA Lambda con una specificatrophotometer. <ol><li> Calcolare la concentrazione modello necessario per medie molecole 10 template per goccia. Per questo protocollo, assumono volumi di goccioline sono 1 nl e 1 ng di DNA Lambda contiene circa 1,9 x 10 7 copie. Pertanto, 10 modelli per ogni gocciolina saranno 10 copie per nl, o 526 fg DNA Lambda per microlitri. Il modello sarà diluito ~ 6x quando si formano goccioline, quindi la concentrazione iniziale più alto modello sarà 3,2 pg / ml. </li></ol></li><li> In serie diluire il DNA Lambda di 3,2 pg / ml con tampone di denaturazione e volume uguale neutralizzazione Buffer. Per un fattore di diluizione di 0,1, unire campione di 10 microlitri con 45 ml di tampone di denaturazione e incubare a temperatura ambiente per 3 min. Aggiungere 45 lL di neutralizzazione tampone per placare. </li><li> Ulteriori diluire il campione come descritto al punto 7.2 per rendere il resto dei campioni per l&#39;esperimento. Le concentrazioni modello iniziale nelle reazioni indicate erano 3,2 pg, 320 fg,160 fg, 32 fg, 16 fg, 3.2 fg, e 1,6 fg per microlitro. Nota: Le concentrazioni modello finali dopo mastermix Inoltre erano 526 fg, 52.6 fg, 26.3 fg, 5.26 fg, 2.63 fg, 526 ag, e 263 ag per microlitro. 10, 1, 0,5, 0,1, 0,05, 0,01, 0,005 e attesi copie Lambda per gocciolina, rispettivamente. </li><li> Generare e analizzare le goccioline di ogni campione come descritto nei passaggi 2.5-5.3. </li><li> Acquisire le immagini mostrate fluorescenza (Figura 2,3) utilizzando una fotocamera digitale montata a un microscopio a fluorescenza con un obiettivo 10x a temperatura ambiente. Acquisire dodici campi di vista per ogni campione. Immagini di fluorescenza Correggere un&#39;immagine di sfondo ottenuta con uno scivolo a fluorescenza. </li><li> Utilizzare una camera di contenuto per l&#39;imaging 37 come l&#39;olio di emulsione evapora rapidamente. </li><li> Analizzare singole intensità gocciolina utilizzando una macro ImageJ (file di codice supplementare). <ol><li> Scegliere un&#39;intensità di fluorescenza soglia che meglio separa le goccioline non fluorescenti in NImmagini TC delle gocce fluorescenti nelle immagini ad elevata concentrazione di template. Per ciascun campione sconosciuto, calcolare la frazione di goccioline con una intensità di fluorescenza di sopra della soglia. </li></ol></li></ol> 8. Le reazioni alla rinfusa PCR e MDA <ol><li> Preparare reazione PCR. <ol><li> Serialmente diluire DNA templato con un fattore di diluizione di 0,1. Per ogni diluizione, unire 10 ml di modello con 45 ml di tampone di denaturazione e incubare a temperatura ambiente per 3 min. Unire la diluizione con 45 ml di neutralizzazione Buffer. </li><li> Preparare 20 ml di PCR mastermix per campione. La miscela di reazione maestro 1.1x PCR è costituito da 60 unità / microlitri DNA polimerasi Taq, 11 mm Tris-HCl, 55mm KCl, 1.65 mM MgCl 2, 0,22 mM dNTP, tintura, 1.1x tintura di riferimento, e 550 nm 1.1x dsDNA vincolante ogni primer. </li><li> Unire 2 ml di modelli diluiti e 20 ml di Mastermix. Nota: Le concentrazioni del modello finale in tegli Pcr reazioni mostrate erano 50 pg, 5 pg, 500 fg, 50 fg, 5 fg, 500 ag, e 0 g di DNA lambda per microlitro, e sono stati eseguiti in triplicato. </li><li> Reazione Thermocycle PCR in macchina qPCR con il seguente programma. Eseguire 40 cicli di 95 ° C per 30 sec, 57 ° C per 20 sec, 72 ° C per 30 sec prima 2 min a 72 ° C per 2 min e mantenimento a 4 ° C. </li><li> Normalizzare dsDNA legame colorante fluorescente con colorante fluorescente di riferimento prima di ulteriori analisi. </li></ol></li><li> Preparare reazione MDA. <ol><li> Diluire i campioni come descritto al punto 8.1.1. </li><li> Preparare 11 ml di miscela maestro per campione sul ghiaccio. La miscela di maestro di reazione 2x MDA si compone di tintura 2x dsDNA vincolante, tintura di riferimento 2x, 50 micron oligo randomizzato, 2 mg / ml BSA, 2x phi29 DNA polimerasi tampone di reazione, 4.8 dNTP mM, acqua priva di nucleasi, e 40 mg / ml Phi29 polimerasi del DNA. </li><li> Aggiungere la DNA polimerasi Phi29 a 40 mcg / ml durare per garantire la polimerasi dOES non incontrare livelli di pH molto superiore o inferiore a 7,5. Mescolare bene. </li><li> Denaturare 3.3 ml di modello diluito con 3,3 ml di denaturazione tampone in una provetta qPCR. Incubare a temperatura ambiente per 3 min. Aggiungere 3.3 ml di neutralizzazione Buffer. </li><li> Combinare 10 ml di modello denaturato e 10 ml di miscela master. Mescolare bene. </li><li> Eseguire reazione MDA in macchina qPCR con il seguente programma. </li><li> Tenere a 30 ° C per 4 ore, misurare la fluorescenza ogni 7,5 min. </li><li> Inattivare a 75 ° C per 1 min. </li><li> Normalizzare dsDNA vincolante fluorescenza colorante con riferimento colorante fluorescente. Ulteriori normalizzare per la fluorescenza massima per ogni campione. </li></ol></li></ol>

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Il Broad Institute può procedere al deposito di una domanda di brevetto che includa aspetti di questo lavoro.

Saggi digitali sono potenti metodi che consentono il rilevamento di cellule rare e conteggio dei singoli di molecole di acido nucleico. Tuttavia, i saggi digitali non sono ancora applicati routinariamente nei laboratori di analisi, in parte a causa del costo di attrezzature specializzate associati ai metodi disponibili in commercio. Qui si descrive un saggio digitale endpoint per quantificare gli acidi nucleici con una lettura analogico semplificata utilizzando un real-time quantitativa macchina PCR standard. Questo met...

Saggi digitali per la quantificazione degli acidi nucleici (PCR digitale) 1-4 e la base ordine (sequencing) sono fortemente incidono le scienze della vita e la medicina. Saggi digitali forniscono quantificazione dei conteggi molecolari su scala assoluta (non relativo a un controllo), fornendo l&#39;alta sensibilità, consentendo facili confronti di tutti gli esperimenti, e, soprattutto, permette la costruzione di grandi banche dati contenenti dati comparabili 5 (Tabella 1). Negli ultimi 15 anni, tutto l&#39;amplificazione del genoma (WGA) è emersa accanto PCR come uno strumento generale per l&#39;amplificazione degli acidi nucleici. Come PCR, WGA è utile per le applicazioni analitiche e preparative amplificando elementi minuto di campionamento fino a un livello che può essere facilmente individuata o utilizzati per le successive analisi, come il sequenziamento di base. A differenza di PCR, WGA non è specifico per un particolare locus DNA, piuttosto che permette l&#39;amplificazione di tutte le sequenze del campione, tra le sequenze sconosciute.Questa differenza fondamentale tra PCR e WGA rende i metodi complementari tra loro e dà luogo a diversi problemi nella loro applicazione. L&#39;alto rendimento di reazioni WGA 6 consente l&#39;amplificazione di routine di DNA genomico da molecole singole 7, celle singole 8 e altri campioni a bassa biomassa 9 per la quantificazione e ulteriori analisi. Le sfide principali associate alla WGA chimica sono la sua estrema sensibilità ai contaminanti e l&#39;amplificazione irregolare attraverso singole molecole modello 6. Tuttavia, WGA sta guadagnando popolarità come il sequenziamento di singole cellule è emerso come il &quot;killer application&quot; della tecnologia WGA 10, e il modello di quantificazione da WGA è importante in molti campi di applicazione 7. Strumentazione per il digitale quantificazione di acidi nucleici è stata precedentemente descritta in una varietà di con valvola e senza valvole forma microfluidicats 11-14, tra saggi basati gocciolina-15,16 (Tabella 2). Tuttavia, i sistemi microfluidici commerciali per l&#39;analisi digitale richiedono attrezzature specializzate per la configurazione di reazione e la rilevazione dei prodotti 17. Microfluidica personalizzati valvolati sono flessibili, ma richiedono precisione microfabbricazione e sistemi di controllo pneumatici 18. Mentre è relativamente semplice da fare monodisperse micro-goccioline di emulsione a base-saggi digitali 19,20, lettura digitale è tecnicamente gravoso, che richiede sia su larga scala di immagini a grande campo (simile alle famose tecnologie di sequenziamento di prossima generazione) o 21,22 ad alta velocità del flusso basato sul rilevamento delle gocce 23-25. Idealmente, un saggio digitale sarebbe semplice dal set-up di lettura, riducendo la necessità di strumentazione complessa e consentendo un gran numero di campioni da leggere rapidamente. Qui si descrive un metodo semplificato per la lettura dei saggi goccioline digitali che utilizza un convenzionale PCR in tempo reale iNstrument per misurare la fluorescenza massa di saggi digitali basate goccioline-. Mentre il nuovo approccio può essere applicato a PCR digitali, è particolarmente vantaggioso per le analisi WGA digitali che analogici dosaggi di amplificazione in tempo reale (che danno risultati eccellenti per PCR) sono problematici. WGA è comunemente applicato a campioni con molecole modello eterogenee in sequenza, lunghezza, e il contenuto di base. Queste diverse molecole modello vengono amplificati a tassi differenti 6, rendendo necessario l&#39;uso di un riferimento (&quot;standard&quot;) campione con caratteristiche corrispondenti. Spesso, tale standard è disponibile, o le caratteristiche dei campioni in ingresso sono sconosciute. L&#39;eterogeneità del materiale in ingresso e la proprietà lunghezza-dipendente delle farmacie WGA 26 inoltre complicare l&#39;interpretazione dei risultati creando ambiguità quanto viene quantificato - la massa di ingresso, il numero di molecole di ingresso, una combinazione dei due, o nessuno. Finalmente, la sequenza non specificità rende quantitativo spostamento amplificazione multipla (MDA) più sensibili alla contaminazione di PCR quantitativa in quanto le molecole contaminanti di qualsiasi sequenza hanno un potenziale di interferire. Saggi digitali microfluidica affrontare la contaminazione separando le molecole di modello e di ridurre i volumi di reazione in modo tale che un minor numero di agenti inquinanti vengono campionati. Qui usiamo un popolare metodo di WGA isotermico, MDA 27. Da segnalare, diversi altri chimiche WGA tra cui PicoPlex e MALBAC 28 dipendono in modo cruciale passi iniziali di spostamento isotermico filo. Passi isotermici aggravano la sfida di applicare analisi real-time quantitativa analogici per WGA. WGA può essere né impossibilitato durante l&#39;installazione, con conseguente indesiderato variabile pre-amplificazione, né discretizzato (&quot;ciclato&quot;) in un modo in cui la replica di molecole eterogenee può essere guidato a completamento e fermato prima del ciclo successivo come PCR 11 </sup&gt; (Figura 1). Un formato digitale per test WGA accoglie tipiche procedure di impostazione reazione dovuta alla segregazione di ogni molecola per il conteggio a livello di endpoint del test (in modo pre-amplificazione non influenza il risultato) di lettura originale significa accuratezza sarebbe in gran parte indipendente di variazione in termini di efficienza di amplificazione. Il dosaggio dipende goccioline nell&#39;olio con volumi uniformi, come il livello del segnale per droplet alla endpoint dosaggio dipenderà dal volume delle gocce, e non vogliamo la coerenza dei risultati dipendono da una media attraverso una distribuzione di dimensioni delle gocce. Fare goccioline monodisperse ora è una procedura standard (circa 3.500 documenti gocciolina monodisperse sono stati pubblicati dal 2013), ma richiede strumentazione microfluidica 25. In realtà, più di sei aziende hanno sviluppato prodotti commerciali indipendenti che si basano sulla produzione di tali goccioline, e chip microfluidici-gocciolina fare sonocommercialmente disponibile 23,29. Per questo studio, abbiamo utilizzato dispositivi microfluidici personalizzato autoprodotti (vedi Protocol). Siringa Pompe per guidare il flusso attraverso i dispositivi sono anche disponibili in commercio, ma in alternativa, può essere sostituito con una singola siringa monouso per flusso guidato-vuoto per ridurre i costi 30.

<table><tbody><tr><td>Evagreen Dye</td><td>Biotium</td><td>31000</td><td></td></tr><tr><td>Albumina di siero bovino</td><td>New England Biotechnologies</td><td>B9000S</td><td></td></tr><tr><td>Phi29 DNA Polimerasi Reaction Buffer New</td><td>England Biotechnologies</td><td>B0269S</td><td>Vortex periodicamente fino a quando l'aggregato non si dissolve</td></tr><tr><td>Lambda DNA</td><td>New England Biotechnologies</td><td>N3011S</td><td>Riscaldato a 50 oC e spento ghiaccio prima della diluizione</td></tr><tr><td>Oligo MDA randomizzati Tecnologie</td><td>integrate del DNA 5</td><td></td><td>'-NNNNN*N-3'Primer</td></tr> <tr><td>PCR Tecnologie</td><td>integrate del DNA 5</td><td></td><td>'-CGGCAAACGGGAATGAAACGCC-3' e 5'-TGCGGCAAAGACAGCAACGG-3'</td></tr><tr><td>Acqua ultrapura priva di nucleasi</td><td>Life Technologies</td><td>10977-015</td><td>Trattato UV per 30 minuti in Stratalinker 2400 prima dell'uso (opzionale)</td></tr><tr><td>Colorante di riferimento ROX</td><td>Life Technologies</td><td>12223-012</td><td></td></tr><tr><td>Tappi per strisce ottiche PCR Life</td><td>Technologies</td><td>4323032</td><td></td></tr><tr><td>Provette per PCR</td><td>Agilent Technologies</td><td>401428</td><td></td></tr><tr><td>dNTP (25 micromolari ciascuno)</td><td>Agilent Tecnologie</td><td>200415</td><td></td></tr><tr><td>Termociclatore - Sistema qPCR Mx3000P</td><td>Agilent Technologies</td><td>401403</td><td></td></tr><tr><td>Puntali per pipette barriera</td><td>VWR</td><td>89003-046</td><td></td></tr><tr><td>Olio Bio-rad per evagreen</td><td>Bio-rad</td><td>186-4005</td><td></td></tr><tr><td>JumpStart Taq ReadyMix</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P2893-100RXN</td><td></td></tr></tbody></table>

semplice lettura di massa di digital acido nucleico quantificazione assays

Simple Bulk Readout of Digital Nucleic Acid Quantification Assays

Saggi digitali sono potenti metodi che permettono il rilevamento di cellule rare e il conteggio delle singole molecole di acido nucleico. Tuttavia, i saggi digitali sono ancora abitualmente applicata, a causa del costo e attrezzature specifiche associati ai metodi disponibili in commercio. Qui vi presentiamo un metodo semplificato per la lettura di saggi gocciolina digitali utilizzando uno strumento di PCR in tempo reale convenzionale per misurare la fluorescenza massa di saggi digitali basate goccioline-. Abbiamo caratterizzare le prestazioni del test lettura bulk utilizzando miscele gocciolina sintetici e digitale dosaggio gocciolina multiple displacement amplification (MDA). Quantitative MDA particolare beneficia di un formato di reazione digitale, ma il nostro nuovo metodo si applica a qualsiasi dosaggio digitale. Per i protocolli di analisi digitali affermati come la PCR digitale, questo metodo serve ad accelerare e semplificare test di lettura. La nostra metodologia di massa lettura porta i vantaggi di partitionesaggi d senza la necessità di strumentazione lettura specializzata. I principali limiti del metodo di lettura bulk sono ridotte gamma dinamica rispetto piattaforme gocciolina di conteggio e la necessità di un campione standard, anche se i requisiti di questo standard sono meno rigorosi per un esperimento in tempo reale convenzionale. Quantitative intero amplificazione del genoma (WGA) viene utilizzato per verificare contaminanti nei reazioni WGA ed è il modo più sensibile per rilevare la presenza di frammenti di DNA con sequenze sconosciute, dando il metodo grande promessa in diverse aree applicative, tra cui il controllo farmaceutico di qualità e astrobiologia.

Mentre letture di massa convenzionale / in tempo reale possono essere utilizzati sia per la PCR quantitativa e saggi WGA quantitativi (figura 1), analisi quantitative digitali forniscono vantaggi (Tabella 1). Nel metodo descritto, andremo a leggere saggi digitali in formato micro-goccia con una semplice misura endpoint bulk (Figura 2). Anche se questo metodo è ampiamente applicabile, ci si concentra sulla quantitativa WGA (MDA) perché questo metodo presenta sfide partic...

Descriviamo un saggio digitale endpoint per quantificare gli acidi nucleici con una lettura semplificata (analogica). Misuriamo la fluorescenza di massa di saggi digitali basati su goccioline utilizzando una macchina qPCR standard piuttosto che una strumentazione specializzata e confermiamo i nostri risultati mediante microscopia.

Semplice Lettura di massa di Digital acido nucleico quantificazione Assays

Digital assays are powerful methods that enable detection of rare cells and counting of individual nucleic acid molecules. However, digital assays are ...

L'obiettivo generale di questa procedura è semplificare la lettura dei saggi con goccioline digitali utilizzando uno strumento PCR in tempo reale convenzionale per misurare la fluorescenza complessiva del saggio. Questo viene ottenuto innanzitutto preparando reazioni di amplificazione dei campioni di interesse, due standard e formando goccioline per suddividere ciascuno in migliaia di reattori di dimensioni nanolitriche. Il secondo passaggio consiste nell'incubare le goccioline per amplificare gli acidi nucleici all'interno di ciascuna gocciolina.Successivamente, la fluorescenza totale di ogni campione o standard viene misurata mediante un QPC standard o un termociclatore. L'ultimo passaggio consiste nel prevedere la frazione di goccioline fluorescenti nei campioni di interesse utilizzando una curva standard generata a partire dai campioni standard. Per verificare le prestazioni di questo metodo, la microscopia fluorescente può essere utilizzata per valutare in modo indipendente l'accuratezza della quantificazione ottenuta con il saggio di fluorescenza totale.Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti, come il conteggio delle goccioline, è che non richiede strumentazione specializzata prima di iniziare la riparazione del saggio. Tutti i reagenti necessari, come descritto nel testo del protocollo, richiedono due standard. Uno, un controllo senza stampo, ad esempio acqua priva di nucleasi, e uno con elevata concentrazione di stampo, ad esempio lambda DNA. Denaturare 3,3 microlitri di ciascuno standard con 3,3 microlitri di buffer di denaturazione in un tubo A-Q-P-C-R.Incubare a temperatura ambiente per tre minuti. Neutralizzare ciascuno con 3,3 microlitri di tampone di neutralizzazione. Analogamente, denaturare 3,3 microlitri del template di interesse con 3,3 microlitri di tampone di denaturazione, incubato a temperatura ambiente per tre minuti.Quench con 3,3 microlitri di tampone di neutralizzazione. Preparare 11 microlitri di miscela master per campione per ridurre falsi positivi o risultati negativi. Esporre la miscela master alla luce UV prima della formazione delle goccioline.Preparare innanzitutto 10 microlitri di miscela premiscelata per campione in un tubo trasparente da 0,5 millilitri o 1,5 millilitri su ghiaccio. La miscela premiscelata è composta da oligo randomizzato, buffer di reazione della polimerasi B-S-A-D-N-A, dn, NTP e acqua priva di nucleasi. Posizionare il tubo in acqua su ghiaccio ed esporlo alla luce UV dopo l'esposizione ai raggi UV.Aggiungere al mix premiscelato il colorante legante A-D-S-D-N-A e la dieta di riferimento. Aggiungere per ultimo la DNA polimerasi PHI 29 per garantire che la polimerasi non entri in contatto con valori di pH molto superiori o inferiori a 7,5. Mescolare accuratamente. Combinare 10 microlitri di template denaturato o standard e 10 microlitri del mix master, quindi mescolare accuratamente.Dato che le goccioline possono essere molto sensibili all'elettricit&agrave; statica e alle sollecitazioni di taglio, l'operatore dovrebbe indossare abiti che potrebbero generare elettricit&agrave; statica e mettersi a terra prima di formare le goccioline. Il dispositivo microfluidico utilizzato per questa dimostrazione &egrave; stato prodotto in laboratorio ed &egrave; dotato di un ingresso per l'olio e due ingressi acquosi con una giunzione a focalizzazione del flusso per la generazione di goccioline. Utilizzare due pompe per siringhe per controllare le portate di 55 microlitri di olio con surfattante e 20 microlitri di miscela di reazione attraverso il chip microfluidico.Per generare 20.001 droplet di nanolitri, uno dei passaggi più difficili consiste nel raccogliere le goccioline senza alterare l'emulsione. È importante pipettare lentamente e preferibilmente utilizzare una punta larga.Raccogliere tutte le goccioline in provette PCR per ogni campione. Aliquotare 30 microlitri di olio in provette PCR nuove con tappi ottici utilizzando una punta larga e pipettando molto lentamente. Trasferire 20 microlitri di goccioline sopra l'olio.I volumi costanti garantiscono che il saggio sia il più accurato possibile. Chiudere bene i tappi dei tubi, poiché tappi allentati permetterebbero all'olio di evaporare; maneggiare i tubi dell'emulsione tenendoli dalla parte superiore, il più lontano possibile dall'emulsione. Per l'amplificazione isoterma si può utilizzare un termociclatore PCR, un termociclatore A-Q-P-C-R o una piastra riscaldante.Viene utilizzato un termociclatore A-Q-P-C-R in questa dimostrazione. Incubare i campioni per sette ore a 30 gradi Celsius e inattivare per un minuto a 75 gradi Celsius. Immediatamente dopo la reazione e l'attivazione.Misurare i livelli di fluorescenza per tutti i campioni utilizzando il termociclatore QPCR. Per ogni campione, dividere l'intensità di fluorescenza del colorante per legame del DNA a doppio filamento (D DS DNA) per l'intensità di fluorescenza del colorante di riferimento.Sottrarre la fluorescenza di fondo o la fluorescenza normalizzata del controllo senza stampo da tutti i campioni. Creare una curva standard lineare utilizzando le misurazioni di fluorescenza corrette ottenute dagli standard. Il controllo senza stampo rappresenta la fluorescenza di un campione con il 0% di goccioline fluorescenti e con alta concentrazione di stampo.La misurazione della fluorescenza corrisponde alla fluorescenza attesa per un campione con il 100% di goccioline fluorescenti, utilizzando la curva standard corrispondente. Prevedere i rapporti intermedi di goccioline positive e negative in base alla loro fluorescenza globale. Questo metodo utilizza uno strumento convenzionale di PCR in tempo reale per misurare la fluorescenza globale di saggi digitali basati su goccioline.Gocce fluorescenti e non fluorescenti sono state pre-miscelate in diversi rapporti ed è stata effettuata una comparazione tra la fluorescenza complessiva e la frazione di gocce positive. Come previsto, la fluorescenza complessiva e il numero di gocce positive aumentano linearmente con la frazione in ingresso di gocce fluorescenti. I rapporti previsti, basati su standard, sono stati confrontati con le frazioni di ingresso fluorescenti attese.La linea indica il valore atteso in caso di relazione lineare. I risultati mostrano una buona prestazione nella quantificazione del rapporto tra goccioline su due ordini di grandezza di intervallo dinamico. Per testare questo metodo in un reale saggio quantitativo di amplificazione dell'intero genoma, livelli di fluorescenza e frazioni di goccioline positive di una gocciolina digitale.Sono state effettuate misurazioni con l'assay MDA utilizzando concentrazioni crescenti di DNA Lambda come template. La linea indica la frazione fluorescente attesa, calcolata impiegando la distribuzione di Poisson per modellare i dati dell'esperimento. Sono mostrate immagini fluorescenti rappresentative delle goccioline, sia la fluorescenza complessiva che la frazione di goccioline positive, che variano in modo proporzionale al numero medio di template per gocciolina, indicando che la lettura complessiva può riprodurre fedelmente il risultato di un assay digitale.Questo metodo può essere vantaggioso per altri saggi digitali, come la PCR digitale, accelerando il parallelismo e semplificando la lettura del saggio.

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