方法論記事

自動プロテオーム処理のためのデジタルマイクロ流体

DOI：

10.3791/1603

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2009年11月6日

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1Department of Chemistry, University of Toronto, 2Donnelly Centre for Cellular and Biomolecular Research, 3Institute for Biomaterials and Biomedical Engineering, University of Toronto

この記事について

サマリー

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電界印加による電極のアレイに - デジタルマイクロ流体は離散液滴の操作（ML〜NL）によって特徴付けられる技術です。それは急速な、シーケンシャル、小型自動生化学的アッセイを行うために非常に適しています。ここで、我々はいくつかのプロテオミクス処理ステップを自動化することのできるプラットフォームを報告する。

要約

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臨床プロテオミクスは、疾患の早期診断と予後に有用となるバイオマーカーの発見を約束し、重要な新しい学問分野として浮上している。臨床プロテオミクスの手法が広く異なりますが、一般的な特徴は、非常に不均質流体（すなわち血清、全血、等）と分析に先立って（ⅱ）大規模な生化学的な処理からのタンパク質の抽出（I）が必要です。ここで、我々は臨床プロテオミクスで使用されているいくつかの処理ステップを統合した新しいデジタルマイクロフルイディクス（DMF）ベースの方法を報告する。これは、タンパク質抽出、溶化、還元、アルキル化および酵素消化を含みます。デジタルマイクロ流体は、ナノリットルマイクロリットルサイズの液滴を開いて表面上で操作されているマイクロ流体処理技術です。液滴は、誘電体層によって被覆されている電極の配列の上に配置されています - 電位が液滴に印加されると、電荷は誘電体の両側に蓄積する。料金は、液滴の位置を制御するために使用できる静電ハンドルとして機能し、シリーズ内の電極のシーケンスをバイアスすることで、液滴は、ディスペンス移動、マージ、ミックス、そして表面上に分割させることができます。従って、DMFは急速な、シーケンシャル、多段階、小型自動生化学的アッセイを行うための自然なフィット感です。これは、従来の方法（手動ピペッティングまたはロボットに依存する）よりも大幅に進歩を表しており、臨床プロテオミクスに有用な新たなツールとなる可能性があります。

玉蜀黍J. Jebrail、ヴィヴィアンN.ルック、そしてスティーブCCシーズーは、この作品にも同様に貢献した。

セルジオLSフレイレの現在のアドレスは600サウス43rdストリートに位置するフィラデルフィア科学大学、フィラデルフィア、PA 19104にあります。

プロトコル

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パート1：デバイスの作製

  1. ピラニア溶液中で清浄なガラス基板（3:1濃硫酸：30％過酸化水素）。頻繁に攪拌しながら10分間ピラニア溶液中で基質にしておきます。
  2. 脱イオン（DI）水で洗浄し、N 2ガ ​​スで基板を乾燥した後、クロム蒸着（250nmの厚さ）のための電子ビームチャンバー内の基板を置きます。
  3. クロムコーティングされた基質を脱水し、115℃で5分間ホットプレート上で焼いてからイソプロパノールで洗浄し、℃の
  4. スピンコーティング（30秒、3000回転）により、ヘキサメチルジシラザン（HMDS）で基板と素数を乾かします。シプリーS1811フォトレジストで再びスピンコート（同一のパラメータを使用して）。
  5. プリベークホットプレート（100℃、2分）で、基板と、パターンマスクを介して5秒間紫外線（UV）照射への暴露によってフォトレジスト。
  6. 純水で3分間と洗浄のためのシプリーMF 321開発者のUVに曝露基板を開発する。 100℃のホットプレート上でポストベーク℃で1分間。
  7. 30秒のためにクロムエッチング液に浸漬することによって公開されているクロムエッチング残りのフォトレジストを除去するために10分間AZ300Tストリッパーに浸漬し、DI水ですすいでください。 DI水ですすぎ、N 2ガ ​​スで乾燥した。
  8. 預金2から5μmのクロムをパターン化基板のベアリ....

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ディスカッション

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プロテオミクスにおける標準化されたサンプルの取り扱いと処理の欠如は、フィールドのための主要な制限です。さらに、従来のマクロスケールのサンプルの処理は、サンプルの損失や汚染につながることができる複数のコンテナおよびソリューションの移転を伴います。これらの問題に対する潜在的な解決策は、デジタルマイクロ流体1（DMF）に依存するサンプルの処理のための統合システムを形成することである。前作では、DMFは異種蛋白質含有溶液中の不要な汚染物を効率的に除去するために有用であることが示された2同様に、DMFは、統合に多段階の液相処理の統合（還元、アルキル化および消化）と互換であることが示されたデバイス。ここでは3、我々は、液相処理に続く沈殿によるタンパク質抽出のための自動化された液滴の制御を完全に統合されたシステムを実証している。我々はこのような方法が広く採用されている場合、プロテオミクスサンプルの処理に内在する人間のエラーの大部分はより良い再現性を分析、その結果、除去できると推測している。要するに、我々は条件が正確に世界のどの研究室に重複することができるようにDMFは、アプリケーション.......

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謝辞

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我々は、自然科学と工学研究評議会（NSERC）と財政支援のためのカナダの癌協会に感謝します。 SCCS感謝NSERCとVNL感謝大学院奨学金のためのオンタリオ大学院奨学金（OGS）プログラム。 ARWは、カナダのリサーチチェアのためにCRCを感謝します。

....

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参考文献

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  1. Abdelgawad, M., Wheeler, A. R. The Digital Revolution: A New Paradigm for Microfluidics. Adv. Mat. 21, 920-925 (2009).
  2. Jebrail, M., Wheeler, A. R. A Digital Microfluidic Method for Protein Extraction by Precipitation. Anal. Chem. 81, 330-335 (2009).
  3. Luk, V.....

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