마이크로 유체 플랫폼을 사용하여 높은 처리량 단백질 표현 생성기

Summary

우리는 단백질 배열의 표현을위한 마이크로 유체 접근 방식을 제시한다. 이 장치는 마이크로 기계 밸브에 의해 제어 반응 챔버의 수천으로 구성되어 있습니다. 마이크로 유체 장치는 microarray 인쇄 유전자 도서관에 결합되어 있습니다. 이러한 유전자 그런 다음 베꼈 및 실험 사용할 준비가 단백질 배열의 결과로, 칩에 번역되어 있습니다.

Abstract

이러한 시스템 생물학 등 급속도로 증가 분야는 대규모 시스템의 높은 처리량 및 고 충실도 측정을 가능하게하는 새로운 기술의 개발과 구현을 필요로합니다. Microfluidics는 생화학 biophysical 및 셀 기반 assays에게 ¹ 포괄 같은 칩에 높은 처리량 검사 실험을 수행으로 이러한 요구 사항의 많은 부분을 수행하기 위해 약속드립니다. microfluidics 장치의 초기부터,이 필드는 크게 마이크로 대규모 통합 ^2,3의 개발로 이어지는, 발전하고 있습니다. 이 기술은 우표 크기의 풋 프린트 (그림 1) 단일 장치에 micromechanical 밸브의 수천의 통합 할 수 있습니다. 우리는 PING (단백질 상호 작용 네트워크 생성기)이라는 단백질 어레이 (그림 2)의 체외 식에 생성하기위한 높은 처리량 마이크로 유체 플랫폼을 개발했습니다. 이러한 배열은 많은 실험을위한 템플릿으로 제공 할 수같은 단백질 단백질 ^4, 단백질 RNA ⁵ 단백질 DNA 상호 작용 ^6.

이 장치는 개별적으로 microarrayer를 사용하여 프로그램되어 반응 챔버의 수천으로 구성되어 있습니다. 표준 microarray 야생 기술을 사용하여 microarrays를 생성, 또한 잠재적 인 오염 또는 교차 반응성을 제거 하나의 장소로 microfluidics 장치 프로그램에 이러한 인쇄 microarrays의 각 방을 정렬하면, 단백질 ^7, DNA ^8, 작은 분자의 arraying을 허용하는, 매우 모듈입니다 심지어 콜로이드 현탁액. 생물 과학에 microfluidics의 잠재적 인 영향은 중요하다. microfluidics 기반 assays의 수는 이미 생물학적 시스템의 구조와 기능에 새로운 통찰력을 제공하고, microfluidics 분야는 생물에 영향을 할 것입니다.

Protocol

1. 장치 제작

1. 스탠포드 Microfluidics 주조 (에서 DTPA-D SU-8 제어 금형 및 SPR220-7 흐름 금형 구입 www.stanford.edu / 그룹 / 주물을 ).
2. 베이킹 단계 ^9시 엘라스토머 자료를 홍보하기 위해 10 분 동안 chlorotrimethylsilane (TMCS) 증기로 실리콘 금형을 쉽게받을 수 있습니다.
3. 두 개의 서로 다른 비율 각각 5시 1분과 제어 및 흐름 금형에 대한 20시 1분에 실리콘 기반의 탄성 중합체 및 경화 에이전트 (잘 혼합)의 혼합물을 준비한다. 다른 비율은 여러 층의 적절한 결합을 위해 필요합니다.
4. 제어 계층 (약 5mm의 높이)에 5시 1분 PDMS를 부어. 80에서 제어 레이어와 30 분 동안 빵을 구워 가스를 제거하다 ° C. 그런 다음 스핀 코트 (Laurell, USA) 60 초 동안 2,600 rpm으로 흐름 층에있는 20시 1분 PDMS 혼합하고 30 분에 80 ° C에서 빵을 구워. 스핀 coater 속도는 압력 밸브 작동에 최적화되어 있습니다15 psi의. 빠른 회전은 낮은 활성화 압력과 반대의와 얇은 ....

Discussion

이 논문에서 우리는 마이크로 유체 플랫폼을 사용 높은 처리량의 생성 단백질 배열을위한 방법을 제시한다. 배열 생성은 DNA 템플릿 microarray 인쇄와 마이크로 유체 장치 내의 DNA에서 체외 단백질 발현에 기반을두고 있습니다.

우리 소설 마이크로 유체 플랫폼은 단백질 체학을위한 유망 및 일반 툴을 만들 현재 사용 방법을 통해 몇 가지 중요한 장점을 가지고 있습니다. 하나의 장점은 막에 바인딩 단백질이다. microsomal 멤브레인 ^(11)의 존재에 포유류의 망상 적혈구 lysates를 사용하여에서 체외 단백질 합성은 막 단백질에 필요한 조건 "같은 자연"제공합니다. 또한, microfluidics이 매우 낮은 볼륨에서 단백질 표현 가능하며 단백질 정화가 필요하지 않습니다. 이러한 종래의 방법에서 가장 일반적인 병목 현상입니다. 사실, 단백질의 추가 최적화 체외 cel에 일치 의해 달.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
시약 / 장비	회사	카탈로그 번호
PDMS-SYLGARD 184	다우 코닝 USA	섹스-DC
Chlorotrimethylsilane (TMCS	시그마 - 알드리치	C72854
에폭시 코팅 유리 기판	CEL 제휴 USA	VEPO-25C
폴리 에틸렌 glycole (PEG)	시그마 - 알드리치	81,260
D-trehalose 이수화	시그마 - 알드리치	T9531
Biotinylated-BSA	찌르다	PIR-29130
Neutravidin	찌르다	31,050
펜타 - 그의 - 비오틴	Qiagen	34,440
Hepes	생물 산업	03-025 - 1B
TNT-T7	Promega	L5540
C-myc Cy3 항체	시그마 - 알드리치
컨트롤 박스	스탠포드 Microfluidics 주조
곰팡이	스탠포드 Microfluidics 주조
핀	뉴 잉글랜드 작은 튜브 주식회사
Tygon microbore 관	Tygon	S-54-HL
Microarrayer	바이오 로봇	MicroGrid 610
실리콘 핀	병렬 SYN명제	SMT-S75