Este protocolo descreve o fabrico de uma grande escala, o ADN ou o anticorpo matriz bidimensional multiplexado, com aplicações potenciais em estudos de sinalização de células e detecção de biomarcador.
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Este protocolo descreve o fabrico de uma grande escala, o ADN ou o anticorpo matriz bidimensional multiplexado, com aplicações potenciais em estudos de sinalização de células e detecção de biomarcador.
O microarray de anticorpos como uma tecnologia bem desenvolvida é atualmente desafiado por algumas outras tecnologias de alto rendimento estabelecidas ou emergentes. Neste relatório, renovamos a tecnologia de microarray de anticorpos usando uma nova abordagem de fabricação e introduzindo novos recursos. A fabricação de nosso microarray de anticorpos de alta densidade é realizada por meio de padrões de fluxo perpendicularmente orientados de DNAs de fita simples e subsequente conversão mediada por conjugados de DNA-anticorpo. Este protocolo descreve as etapas críticas na padronização de fluxo do DNA, produzindo e purificando conjugados DNA-anticorpo e avaliando a qualidade do microarray fabricado. A uniformidade e a sensibilidade são comparáveis com os microarrays convencionais, quando nossa fabricação do microarray não exigir o auxílio de uma impressora da disposição e puder ser executada na maioria de laboratórios de pesquisa. A outra grande vantagem é que o tamanho de nossas unidades de microarray é 10 vezes menor do que o das matrizes impressas, oferecendo a capacidade única de analisar proteínas funcionais de células únicas ao fazer interface com designs genéricos de microchips. Essa tecnologia de código de barras pode ser amplamente empregada na detecção de biomarcadores, estudos de sinalização celular, engenharia de tecidos e uma variedade de aplicações clínicas.
Os microarrays de anticorpos têm sido amplamente usados em estudos de proteómica durante décadas para examinar a presença de proteínas-alvo, incluindo os biomarcadores da proteína 1-3. Embora esse campo está actualmente a enfrentar grandes desafios de outros tecnologias de alta capacidade, tais como espectrometria de massa (MS), ainda há muito espaço para o utilitário de microarrays de anticorpos, principalmente porque estes dispositivos proporcionam interpretação de dados simples e fácil de interface com outros ensaios. Nos últimos anos, a integração de microarrays para andaimes microchip forneceu o microarray anticorpo uma nova oportunidade para prosperar 4-7. Por exemplo, o micro-arranjo de código de barras integrado em um microchip de uma única célula foi usada em estudos de comunicação celular 8,9. Esta tecnologia tem vantagens distintas em relação a outras tecnologias de microarray disponíveis. Possui elementos de matriz em 10-100 mm, muito menor do que o 150 um tamanho típico usado em elemen microarray convencionaisTS. A construção dos elementos de matriz mais pequenas é conseguida utilizando abordagens de fluxo de padrões sistemáticos, e isto dá origem a microarranjos compactos que podem detectar as proteínas de célula única segregadas e proteínas intracelulares. Outra vantagem é o uso de uma configuração simples, livre de instrumento. Isto é particularmente importante, porque a maioria dos laboratórios e empresas de pequeno porte pode não ser capaz de acessar instalações nucleares microarray. Microarrays de anticorpo tal código de barras recurso avançado de ensaio de transferência e podem ser usados para realizar ensaios altamente multiplexados em células isoladas, enquanto alcançando alta sensibilidade e especificidade comparável com a do ensaio de imunossorvente ligado a enzima-sanduíche convencional (ELISA 8). Esta tecnologia tem numerosas aplicações na detecção de proteínas de 9-11 glioblastoma, células T 12, e as células tumorais circulantes 13. Como alternativa, DNA microarrays de códigos de barras só têm sido utilizados no posicionamento preciso de neurónios e astrócitos para Mimicking a montagem in vivo do tecido cerebral 14.
Este protocolo incide apenas sobre os passos experimentais e blocos acúmulo de o bidimensional (2-D) de código de barras anticorpo microarray que tem aplicações potenciais na detecção de biomarcadores em amostras de fluidos e em células individuais. A tecnologia baseia-se numa endereçável de cadeia simples, unidimensional (1-D) de microarranjo de DNA construído utilizando oligonucleótidos que são ortogonais modelado espacialmente em substratos de vidro. O padrão 1-D é formado quando os canais de fluxo paralelos são usados no passo de fluxo-padronização, e tal padrão aparece como bandas discretas visualmente semelhantes a 1-D Universal Product Code (UPC) de códigos de barras. A construção de um 2-D (n x m) matriz de anticorpo - reminiscente de um 2-D de Resposta Rápida (QR) de código matriz - necessita de estratégias de padrões mais complexos, mas permite a imobilização de anticorpos a uma densidade mais elevada 8,15. A fabricaçãorequer dois passos de modelação de ADN, com o primeiro padrão perpendicular ao segundo. Os pontos de intersecção destes dois padrões constituem os elementos de m x n da matriz. Ao seleccionar estrategicamente as sequências de ADN de cadeia simples (ssDNA) utilizado em fluxo-padronização, cada elemento de uma determinada matriz é atribuído um endereço específico. Esta referência espacial é necessário distinguir entre sinais de fluorescência no slide microarray. A matriz de ADNcs é convertido em uma matriz de anticorpo por meio da incorporação de conjugados ADN-anticorpo complementares, formando uma plataforma chamada biblioteca de anticorpos codificados por ADN (DEAL 16).
Este protocolo vídeo descreve os principais passos na criação de matrizes nxm de anticorpos que incluem a preparação de polidimetilsiloxano (PDMS) moldes código de barras, fluxo-padronização ssDNA em duas orientações, a preparação de conjugados anticorpo-DEAL de oligonucleotídeos, e converter a matriz 3 x 3 DNA em um 3x 3 matriz de anticorpo.
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Atenção: Vários produtos químicos utilizados neste protocolo são irritantes e são perigosos em caso de contacto com a pele. Consultar fichas de dados de segurança de materiais (MSDS) e usar equipamento de proteção pessoal adequado antes de executar esse protocolo. A solução piranha utilizado no Passo (1.1.1) é altamente corrosivo e deve ser preparada por adição do peróxido lentamente ao ácido com agitação. Lidar com esta solução com extrema cautela em um exaustor. Use proteção para os olhos adequada e luvas resistentes aos ácidos. Trimetilclorosilano (TMCS) é um produto químico corrosivo, inflamável usado em uma etapa opcional, depois (1.1.6). Lidar com este produto químico em uma coifa.
Nota: Execute a fabricação de barras de slides e procedimentos de fluxo de padrões críticos em uma sala limpa para minimizar a contaminação por partículas. Partículas de poeira pode bloquear as portas e os microcanais de moldes PDMS e interferir com o fluxo-padronização.
1. A construção do One-dimensional DNA Barcode Deslize
2. Validação do padrão One-dimensional no Slide Barcode
Nota: Este protocolo de validação pode também ser adaptado para utilização na avaliação da qualidade de passos de modelação de fluxo posteriores.
3. Fabricação da Matriz 2 dimensional-DNA (3x3) 14
4. Conversão da matriz de 3 x 3 de ADN num matriz de anticorpo
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Os desenhos para as PDMS moldes (Figura 1A-1B) foram elaboradas usando um programa CAD (AutoCAD). Dois projetos mostrados os canais de recursos para padrões de fluxo, um horizontal e um vertical. As partes esquerda e direita de cada projeto são simétricos; qualquer um deles poderia ser entradas ou saídas. Cada um dos 20 canais é de enrolamento a partir de uma extremidade até à outra extremidade. Cada design é impresso em um photomask cromo (Figura 1C). A...
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Padrão de fluxo de concepção é o primeiro passo crítico na fabricação da micromatriz 2-D. Para gerar dois padrões de ADN que se sobrepõem sobre um substrato de vidro, as características do canal do primeiro design deve ser perpendicular às da segunda (Figura 1A-B). Os projetos também considerar as aplicações a jusante do microarray. No caso de análise de uma única célula, o micro-arranjo é utilizado para detectar proteínas a partir de células individuais e fechadas em microcâmaras, por consegui...
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Os autores não têm interesses conflitantes a divulgar.
Os autores gostariam de agradecer o fundo inicial da SUNY Albany e o acesso às instalações do Centro de Pesquisa do Câncer da Universidade de Albany.
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Base de elastômero de silicone Sylgard 184 | Dow Corning | 3097366-1004 | |
| Agente de cura de elastômero de silicone Sylgard 184 Dow | Corning | 3097358-1004 | |
| SU-8 2025 fotorresistente | MicroChem | Y111069 | |
| Bolachas de silício | Wafers Universitários | 452 | |
| Lâminas de vidro revestidas com poli-L-lisina | Thermo Scientific | C40-5257-M20 | |
| Oligonucleotídeos | Integrated DNA Technologies | *Encomendado sob medida da Integrated DNA Technologies, consulte Tabela 2. | |
| Solução de estoque de adesivo de poli-L-lisina | Newcomer Supply | 1339 | |
| Bis (sulfosuccinimidil) suberado (BS3) | Thermo Scientific | 21585 | |
| 1x Fosfato tamponado salino, pH 7.4 | Qualidade Biológica | 114-058-101 | |
| Ä Sistema de Cromatografia Líquida de Proteína Rápida (FPLC) kta Explorer 100 | GE (Amersham Pharmacia) | 18-1112-41 | |
| Coluna Superose 6 10/300 GL | GE Healthcare Life Sciences | 17-5172-01 | |
| Anticorpos de captura | vários | *A seleção de anticorpos depende da aplicação | |
| Succinimidil-6-hidrazino-nicotinamida (S-HyNic) | Solulink | S-1002 | |
| Succinimidil-4-formilbenzamida (S-4FB) | Solulink | S-1004 | |
| N,N-dimetilformamida | Sigma-Aldrich | 227056 | |
| Ácido cítrico, anidro | Hidróxido | ||
| de sódio | Fisher Scientific | S318 | |
| Amicon Ultra filtro de rotação 10 kDa MWCO | EMD Millipore | UFC201024 | |
| Revestidor de rotação | Laurell Technologies | WS-650-MZ | |
| Punção de biópsia com êmbolo (1,0 mm de diâmetro) | Ted Pella, Inc. | 15110-10 | |
| Escriba do diamante (estilo 60) | SPI fornece | 6004 | |
| Sigma Aldrich | 92361 | de Trimethylchlorosilane |
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