このプロトコルは、細胞シグナル伝達研究やバイオマーカー検出の潜在的なアプリケーションと大規模の製造、多重化された二次元のDNAまたは抗体配列を、概要を説明します。
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このプロトコルは、細胞シグナル伝達研究やバイオマーカー検出の潜在的なアプリケーションと大規模の製造、多重化された二次元のDNAまたは抗体配列を、概要を説明します。
抗体マイクロアレイは、十分に開発された技術として、現在、他のいくつかの確立された、または新興のハイスループット技術によって挑戦されています。本稿では、抗体マイクロアレイ技術を新たな製造手法を用いて革新し、新たな特徴を導入する。高密度抗体マイクロアレイの作製は、一本鎖DNAの垂直配向フローパターニングと、その後のDNA-抗体コンジュゲートによる変換によって行われます。このプロトコールでは、DNAのフローパターニング、DNA-抗体複合体の作製と精製、および作製されたマイクロアレイの品質評価における重要なステップを概説しています。均一性と感度は従来のマイクロアレイと同等ですが、当社のマイクロアレイ製造はアレイプリンターの支援を必要とせず、ほとんどの研究室で実行できます。もう一つの大きな利点は、当社のマイクロアレイユニットのサイズが印刷アレイのサイズの10分の1であり、一般的なマイクロチップ設計とインターフェースする際に、単一細胞から機能タンパク質を分析する独自の機能を提供することです。このバーコード技術は、バイオマーカー検出、細胞シグナル伝達研究、組織工学、およびさまざまな臨床アプリケーションに広く採用できます。
抗体マイクロアレイは、広くタンパク質バイオマーカー1-3を含む標的タンパク質の存在を調べるために何十年もプロテオミクス研究に使用されています。このフィールドは現在、質量分析(MS)のような他のハイスループット技術から大きな課題に直面しているが、これらのデバイスは、他のアッセイと、単純なデータ解釈と簡単なインターフェイスを提供する主な理由は、まだ抗体マイクロアレイの有用性の余地があります。近年では、マイクロチップの足場へのマイクロアレイの統合は、抗体マイクロアレイを4-7を繁栄するための新しい機会を提供してきました。例えば、単一の細胞マイクロチップに組み込まれたバーコードのマイクロアレイは、細胞コミュニケーション研究8,9で使用されています。この技術は、他の利用可能なマイクロアレイ技術上の独特の利点を有します。従来のマイクロアレイelemenで使用される典型的な150μmのサイズよりもはるかに小さい10-100ミクロンで配列要素を備えていTS。より小さな配列要素の構造は、系統的なフローパターン化手法を用いて達成され、これは、単一細胞の分泌タンパク質及び細胞内タンパク質を検出することができるコンパクトなマイクロアレイを生じます。もう一つの利点は、単純な楽器フリーのセットアップを使用することです。ほとんどの研究所や中小企業は、マイクロアレイコア施設にアクセスすることができないかもしれないので、これは特に重要です。このようなバーコードの抗体マイクロアレイは、強化されたアッセイのスループットを備え、従来のサンドイッチ酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA 8)のそれに匹敵する高い感度と特異性を達成しながら、単一の細胞上に高度に多重化されたアッセイを実行するために使用することができます。この技術は、腫瘍細胞の13膠芽細胞腫9-11からのタンパク質、T細胞12を検出し 、そして循環中の多数のアプリケーションを発見しました。あるいは、単独でバーコードDNAマイクロアレイは、模倣のために、ニューロンおよび星状細胞の正確な位置決めに利用されています脳組織14 の in vivoでのアセンブリをる。
このプロトコルは、実験工程と、流体試料中の単一細胞中のバイオマーカーの検出において潜在的な用途を有する二次元(2-D)バーコード、抗体マイクロアレイの構築ブロックに焦点を当てます。技術は、アドレス可能な一本鎖、一次元(1-D)DNAマイクロアレイに基づいてガラス基板上に、空間的にパターニングされた直交するオリゴヌクレオチドを用いて構築しました。並列流路を流れパターニング工程において使用される場合、1次元パターンが形成され、このようなパターンは、1-D統一商品コード(UPC)バーコードと視覚的に類似した離散的なバンドとして現れます。 2-Dの建設(N×M個)抗体アレイ- 2-Dクイックレスポンス(QR)マトリックスコードを連想させるには-より複雑なパターン化戦略を必要とするが、より高い密度8,15での抗体の固定化を可能にします。製作第二に垂直な第一のパターンで、二つのDNAパターニング工程を必要とします。これらの二つのパターンの交点は、アレイのn個のx m個の要素を構成しています。戦略フローパターニングに利用一本鎖DNA(ssDNA)の配列を選択することにより、所与の配列内の各要素は、特定のアドレスが割り当てられます。この空間参照は、マイクロアレイスライド上の蛍光シグナルを区別する必要です。一本鎖DNA配列をDNAにコードされた抗体ライブラリー(DEAL 16)と呼ばれるプラットフォームを形成し、相補的DNA抗体コンジュゲートの取り込みを介して抗体の配列に変換されます。
このビデオプロトコルは、2つの方向で準備を含むn×m個抗体アレイポリジメチルシロキサン(PDMS)、バーコードの型、フロー・パターニングのssDNAを作成し、抗体-オリゴヌクレオチドディール複合体を調製し、3に3×3のDNA配列を変換する際に重要なステップを説明×3抗体アレイ。
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注意:このプロトコルで使用されるいくつかの化学物質は刺激物であり、皮膚との接触の場合には危険です。材料安全データシート(MSDS)を参照してくださいし、このプロトコルを実行する前に、適切な保護具を着用します。ステップ(1.1.1)において使用されるピラニア溶液は、非常に腐食性であり、そして攪拌しながら酸をゆっくりと過酸化物を添加することにより調製されるべきです。ヒュームフードで細心の注意を払ってこのソリューションを処理します。適切な眼の保護および耐酸性手袋を使用してください。トリメチルクロロシラン(TMCS)は(1.1.6)の後に任意の工程で使用される腐食性、可燃性の化学物質です。ドラフト内でこの化学物質を処理します。
注意:粒子状物質による汚染を最小限にするためにクリーンルーム内でのバーコードスライド製造および臨界流パターニングの手順を実行します。ダスト粒子は、PDMSモールドのポートとマイクロチャネルを遮断し流れパターン形成を妨害し得ます。
ワンdimensiona 1.建設リットルのDNAバーコードのスライド
バーコードのスライド上の一次元パターンの2検証
注:この検証プロトコルは、その後のフローパターニング工程の品質を評価する際に使用するために適合させることができます。
2次元(3×3)DNAアレイ14の3製作
抗体配列に3×3のDNA配列の4の変換
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PDMSモールド( 図1A-1B)のデザインは、CADプログラム(AutoCADの)を使用して描かれました。フローパターニングのための機能チャネルを示す2つのデザイン、水平および垂直方向の1 1。各デザインの左右の部分が対称的です。それらのいずれかは、入口または出口である可能性があります。 20チャネルの各々は、一端から他端にはすべての方法を巻いています。各デザインは、クロムフォトマスク( 図1C)に印刷されています。ウェハ上に作製SU-8マスターは、 図1Dに示されています。 PLLまたはDNAのフローパターン形成を容易にするために、PDMSモールドは、窒素ガス流のセットアップ( 図1E)に結合させました。
このプロトコルで使用される3流パターニング工程があります。後続のステップは、オリゴヌクレオチド溶液を導入しな...
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フローパターン設計は、2-Dのマイクロアレイの製造における最初の重要なステップです。ガラス基板上に2つの重複DNAパターンを生成するために、最初の設計のチャネルの特徴は、第二の( 図1A-B)のものに対して垂直であるべきです。デザインはまた、マイクロアレイの下流の適用を検討してください。単一細胞分析の場合には、マイクロアレイは、したがって、チャネルの寸法が2次元配列と整列マイクロチャンバとの互換性が作られている、マイクロチャンバー内に封入単一細胞からタンパク質を検出するために使用されます。各設計は、フォトマスク上にレンダリングされ、標準的なフォトリソグラフィ技術は、シリコンウェハ( 図1C-D)でSU-8のチャネルの機能を製造するために使用されます。これは、成形PDMSのマスターとして機能します。金型が製造されたら、それはPLLでコーティングしたスライドに接着した後、窒素ガス流のセットアップ( 図1E)と結合されます。セットアップたち使用が簡単であり、容易に圧力調整窒素ガス源と、任意の実験室に組み込ま...
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著者には開示すべき競合する利益はありません。
著者は、SUNYアルバニーからのスタートアップ資金とアルバニー大学がん研究センターの施設へのアクセスに感謝したいと思います。
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| シルガード184シリコーンエラストマーベース | ダウコーニング | 3097366-1004 | |
| シルガード184シリコーンエラストマー硬化剤 | ダウコーニング | 3097358-1004 | |
| SU-8 2025フォトレジ | MicroChem | Y111069 | |
| シリコンウェーハ | University Wafers | 452 | |
| Poly-L-lysineコーティングガラススライド | Thermo Scientific | C40-5257-M20 | |
| Oligonucleotides | Integrated DNA Technologies | *Integrated DNA Technologiesからのカスタムオーダー、表2を参照してください。 | |
| ポリ-L-リジン接着剤原液 | ニューカマーサプライ | 1339 | |
| Bis (スルホスクシンイミジル) suberate (BS3) | Thermo Scientific | 21585 | |
| 1x リン酸緩衝生理食塩水、pH 7.4 | Quality Biological | 114-058-101 | |
| Äkta Explorer 100 高速タンパク質液体クロマトグラフィー(FPLC)システム | GE(アマシャムファルマシア) | 18-1112-41 | |
| Superose 6 10/300 GLカラム | GEヘルスケアライフサイエンス | 17-5172-01 | |
| キャプチャ抗体 | さまざまな | 様々 | *抗体の選択はアプリケーションによって異なります |
| スクシンイミジル-6-ヒドラジノ-ニコチンアミド(S-HyNic) | ソルリンク | S-1002 | |
| スクシンイミジル-4-ホルミルベンズアミド(S-4FB) | ソルリンク | S-1004 | |
| N,N-ジメチルホルムアミド | シグマ・アルドリッチ | 227056 | |
| クエン酸、無水 | アクロス | 42356 | |
| 水酸化ナトリウム | フィッシャー・サイエンティフィック | S318 | |
| アミコン ウルトラ スピンフィルター 10 kDa MWCO | EMD ミリポア | UFC201024 | |
| スピンコーター | ローレル・テクノロジー | ズ WS-650-MZ | |
| プランジャー付きバイオプシーパンチ(直径1.0mm) | Ted Pella, Inc. | 15110-10 | |
| ダイヤモンドスクライブ(スタイル60) | SPI供給 | 6004 | |
| トリメチルクロロシラン | シグマアルドリッチ | 92361 |
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