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방법 논문

자동 Proteomic 처리를위한 디지털 Microfluidics

12.4K 조회수

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DOI:

10.3791/1603

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2009년 11월 6일

이 논문에서

요약

전기 분야의 응용 프로그램에 의해 전극의 배열에 - 디지털 Microfluidics는 개별 방울 (ML ~ NL)의 조작에 의해 특징 기법입니다. 그것은 빠른 속도, 순차, 소형 자동 생화학 assays을 수행에 적합합니다. 여기서 우리는 몇 가지 proteomic 처리 단계를 자동화 할 수있는 플랫폼을보고합니다.

초록

임상 proteomics는 질병의 조기 진단과 예후에 대해 도움이 될 생체의 발견 약속, 중요한 새로운 분야로 떠오르고있다. 임상 proteomic 방법이 다양하지만, 일반적인 특성은 매우 이질적인 유체 (즉, 혈청, 전혈 등) 사전 분석 (2) 광범위한 생화학 처리 단백질의 추출 (I)가 필요합니다. 여기, 우리는 임상 proteomics에 사용되는 몇 가지 처리 단계를 통합하는 새로운 디지털 microfluidics (DMF) 기반의 방법을보고합니다. 이것은 단백질 추출, resolubilization, 감소, 알킬화 및 효소 소화가 포함되어 있습니다. 디지털 microfluidics은 nanoliter - microliter 크기 방울이 열려있는 표면에 조작하는 microscale 유체 처리 기술입니다. 방울이 유전체 층으로 코팅 아르 전극의 배열의 상단에 위치 - 전기 가능성이 비말에 적용하면 요금이 유전체의 양쪽에 축적. 요금은 비말의 위치를​​ 제어하는​​ 데 사용할 수있는 정전기 손잡이 역할을하고, 일련의 전극의 순서를 바이어스에 의해 방울은 분배 이동, 병합, 혼합, 그리고 표면에 분할 할 수 있습니다. 따라서, DMF는 빠르게, 순차, 다단계, 소형 자동 생화학 assays를 운반하는데 자연 적합합니다. 이것은 종래의 방법 (수동 또는 로봇 pipetting에 의존)을 통해 상당한 발전을 대표하고, 임상 proteomics에 유용한 새로운 도구가 될 수있는 잠재력이있다.

메 J. Jebrail, 비비안 N. 룩, 그리고 스티브 CC Shih이 작품에 동등하게 공헌했습니다.

세르지오 LS 프레이리의 현재 주소는 600 사우스 43 번가, 필라델피아, PA 19104에 위치한 사이언스 대학에 있습니다.

프로토콜

1 부 : 장치 제작

  1. 피라 냐가 솔루션의 클린 유리 기판 (3시 1분 CONC 황산 :. 30 % 과산화수소). 자주 교반 10 분 피라 냐가 솔루션의 기판을 둡니다.
  2. deionized (DI) 물에 rinsing와 N 2 가스로 기판을 건조 후, 크롬 증착 (250 nm의 두께)에 대한 전자빔 챔버 내부에 기판을 배치.
  3. 크롬 코팅 기판 탈수, 115에서 5 분 뜨거운 접시에 빵을 다음 이소프로판올에 씻어 ° C.
  4. 스핀 코팅 (30 S, 3000 RPM)에 의해 헥사메틸디실아젠 (HMDS)와 기판 및 주요 건조. 시플리 S1811 포토 레지스트로 다시 스핀 - 코팅 (동일한 매개 변수를 사용하여).
  5. 사전 베이킹 핫 플레이트 (100 ° C, 2 분)에 기판, 다음 패턴 photomask를 통해 5 S에 대한 자외선 (UV) 방사선에 노출에 의해 포토 레지스트.
  6. DI 워터에서 3 분 및 세척을위한 시플리 MF 321 개발자의 UV - 노출된 기판을 개발. 100 뜨거운 접시에 포스트 - 베이크 1 분 ° C.
  7. 30 S.에 대한 크롬 에칭에 immersing에 의해 에칭 노출 크롬 남아있는 포토 레지스트를 제거하는 10 분 AZ300T 스트리퍼에서 ....

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토론

proteomics의 표준 시료 처리 및 가공의 부족은 필드에 대한 중요한 제한 사항입니다. 또한, 기존의 macroscale 샘플 처리 손실 및 오염을 샘플로 이어질 수있는 여러 컨테이너 및 솔루션 전송을 포함합니다. 이러한 문제에 대한 잠재적인 해결책은 디지털 microfluidics 1 (DMF)에 의존 샘플 처리를위한 통합 시스템을 형성하는 것입니다. 이전 작품에서는, DMF는 이기종의 불필요한 오염 물질의 효율적인 제거 단백질이 포함된 솔루션을 유용하는 표시했다. 마찬가지로 2, DMF는 통합에 대한 다단계 솔루션 위상 처리의 통합 (감소, 알킬화와 소화)와 호환되도록 표시되었습니다 장치. 여기 3 우리는 솔루션 위상 처리 다음 강수량에 의해 단백질의 추출을위한 자동 비말 컨트롤과 함께 완벽하게 통합된 시스템을 증명하고있다. 우리는 이와 같은 방법을 널리 채택있다면, proteomic 샘플 처리에 내재된 인간의 오류가 대부분 더 나은 재현성과 분석의 결과, 제.......

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감사의 글

우리는 자연 과학 및 공학 연구위원회 (NSERC) 및 금융 지원 캐나다 암 협회 감사드립니다. SCCS 감사 NSERC과 VNL 감사 대학원 장학금에 대한 온타리오 대학원 장학금 (OGS) 프로그램. ARW는 캐나다 연구 의자에 대한 CRC 감사드립니다.

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참고문헌

  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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