Method Article

Цифровая ПЦР на основе чипа для выявления редких вариантов транскриптов с помощью нанофлюидного чипа

July 8th, 2025

In This Article

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Источник: Molinari, C., et al. Обнаружение редкого варианта транскрипта CDH1 в свежезамороженных тканях рака желудка с помощью цифровой ПЦР на основе чипа. J. Vis. Exp. (2018).

Это видео демонстрирует цифровую ПЦР на основе чипа — разновидность метода цифровой ПЦР, которая полезна для обнаружения редких вариантов транскрипта. Реакция ПЦР разбита на камеры наножидкого чипа, каждая из которых действует как независимая реакция. Обнаружение сигналов флуоресценции из камер с усиленными мишенями подтверждает наличие в образце редких вариантов транскриптов.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Все процедуры с участием людей были выполнены в соответствии с институциональными, национальными и международными рекомендациями по благополучию человека и были рассмотрены местным институциональным наблюдательным советом.

ПРИМЕЧАНИЕ: Эта процедура специально разработана для обнаружения небольшого количества молекул кДНК в свежезамороженных тканях человека. Срезы тканей были разрезаны на сухом льду, пока они еще заморожены, из ранее проверенных образцов опухоли желудка, полученной от пациента, или нормальных тканей.

1. Выделение и очистка РНК

  1. Экстракция РНК
    заметка: Выделение РНК выполняется под капотом с помощью определенного продукта (см. Таблицу материалов). Тем не менее, в продаже имеются различные изоляционные комплекты.
    1. Гомогенизируйте 50 - 100 мг мелко нарезанного свежезамороженного образца ткани в пробирке объемом 1,5 мл с 1 мл реагента для выделения РНК и энергично перебейте в течение 15 с. Инкубируйте пробирки при -80 °C в течение ночи.
    2. Инкубировать пробирку с образцом при комнатной температуре в течение 5 минут и перемешивать путем вортексирования в течение 15 с.
    3. Держите трубку на льду, добавьте 200 μл хлороформа и энергично ворксируйте в течение 15 с.
    4. Пробирки инкубировать при комнатной температуре в течение 60 с и центрифугировать их при 12 000 x g в течение 15 мин при 4 °C.
    5. Перенесите водную фазу в пробирку объемом 1,5 мл и добавьте 20 μг гликогена.
      заметка: Важно тщательно избегать переноса каких-либо межфазных или органических слоев, чтобы уменьшить загрязнение.
    6. Добавьте 500 μL изопропанола, перевернув пробирку для перемешивания, и выдерживайте на льду в течение 10 минут.
    7. Центрифугируйте пробирку при давлении 12 000 x g в течение 15 мин при 4 °C для осаждения РНК.
      заметка: РНК будет присутствовать в гелеобразной грануле сбоку и на дне пробирки, часто невидимой после центрифугирования.
    8. Удалите надосадочную жидкость, не нарушая осадок, и промойте ее 1 мл 75% этанола путем пипетирования.
    9. Центрифугируйте пробирку при давлении 7 500 x g в течение 5 минут при 4 °C и удалите надосадочную жидкость, не повреждая гранулу.
    10. Дайте грануле высохнуть, пока осадок не станет прозрачным, и растворите его в 50 мкл воды, не содержащей РНКазы.
    11. Перед количественным определением образцы заморозьте при температуре -80 °C не менее чем на ночь.
  2. Элиминация геномной ДНК и выделение РНК
    заметка: Этап расщепления ДНКазы с последующей очисткой РНК на основе столбцов рекомендуется для анализа мишеней с низким содержанием с целью расщепления загрязняющей ДНК.
    1. Растворите лиофилизированную ДНКазу I (1500 единиц Куница) в 550 мкл воды, не содержащей РНКазы, с помощью шприца, аккуратно перемешайте, перевернув флакон, и разделите восстановленный исходный раствор на аликвоты.
    2. Перенесите в пробирку объемом 1,5 мл рассчитанный объем образца с 15 мкг РНК, 10 мкл буфера для разложения ДНКазы из набора (приведен в таблице материалов), 2,5 мкл стокового раствора ДНКазы I и воды, не содержащей РНКазы, до 100 мкл. Инкубируйте при комнатной температуре в течение 10 мин.
    3. Добавьте 350 мкл буфера для лизиса тканей (из набора, см. Таблицу материалов) и перемешайте с помощью пипетирования.
    4. Добавьте 250 μл 100% этанола и перемешайте с помощью пипетирования.
    5. Перенесите весь объем (700 μл) в новую спиновую колонку и центрифугируйте при давлении 12 000 x g в течение 15 с.
    6. Переложите фильтр в новую сборную трубку, добавьте в колонку 500 μл 80% этанола и центрифугируйте при 12 000 x g в течение 2 минут.
    7. Откройте крышку спиновой колонны и центрифугируйте при давлении 12 000 x g в течение 5 минут с помощью новой сборной пробирки, чтобы высушить фильтр, затем переложите фильтр в пробирку объемом 1,5 мл.
    8. Добавьте 14 мкл воды, не содержащей РНКазы, непосредственно в фильтрующую колонну и центрифугируйте при давлении 12 000 x g в течение 1 минуты.
    9. Держите образцы на льду и приступайте к количественному определению, используя 2 мкл образца на настольном спектрофотометре или храните РНК при температуре -80 °C до использования.

2. Настройка цифровой ПЦР-реакции

  1. Реакционная смесь для дПЦР и подготовка образцов
    1. Разморозьте исходную смесь и пробу при комнатной температуре не менее 20 минут.
    2. Разбавьте образцы кДНК до концентрации 300 нг в 6 мкл воды.
    3. Аккуратно смешайте исходную смесь и приготовьте смесь в стерильной пробирке с 8,7 мкл исходной смеси, 0,87 мкл специально разработанного праймера для анализа CDH1a и 1,83 мкл воды, не содержащей нуклеаз, чтобы получить окончательный объем 11,4 μл<бр/> заметка: Подробную информацию о специально разработанном праймере для анализа CDH1a см. в Таблице материалов.
    4. Переложите 11,4 мкл приготовленной смеси в разведенный образец кДНК, аккуратно перемешайте и кратковременно центрифугируйте.
      заметка: Объемы включают в себя 20% превышения, чтобы компенсировать потерю объема при пипетировании. Подготовьте смесь для всех образцов и без шаблонного контроля (NTC).
  2. Подготовка стружки
    Примечание:
    Для достижения оптимальных результатов загрузите чипы как можно скорее.
    1. Подключите загрузчик стружки и подождите, пока индикатор не загорится зеленым цветом.
    2. Снимите колпачок шприца с иммерсионной жидкостью, осторожно оттянув поршень на 1 - 2 мм и отпустив его, чтобы облегчить этот шаг, и замените его наконечником.
    3. Возьмите новый чип и запишите код, написанный на крышке, чтобы связать его с образцом.
    4. Осторожно держите крышку рядом с ней, снимите защитную пленку и поместите крышку липкой лицевой стороной вверх в правильную ориентацию.
    5. Осторожно возьмите стружку, стараясь не задеть внутреннюю часть, и загрузите ее в гнездо для стружки в правильном положении, нажав на рычаг, чтобы открыть зажим.
    6. Загрузите новое погрузочное лезвие на погрузчик и осторожно нажмите на него, чтобы убедиться, что оно надежно установлено на месте.
    7. Перенесите 14,5 мкл реакционной смеси dPCR на загрузочное лезвие, не образуя пузырьков воздуха и не отклоняя лезвие, после чего нажмите черную кнопку загрузки, чтобы распределить объем на чипе.
    8. С помощью шприца с иммерсионной жидкостью нанесите около 20 капель на поверхность скола, стараясь не касаться поверхности наконечником.
      заметка: Важно покрыть всю поверхность, не проливая жидкость по краям.
    9. Поверните рычаг загрузчика, чтобы крышка соприкоснулась со стружкой, и нажмите на нее в течение 15 с.
    10. Нажмите кнопку крышки, чтобы освободить чип и вернуть рычаг в исходное положение.
    11. Держите собранный чип под углом 45° и осторожно выдавите погружную жидкость из шприца через заливное отверстие, слегка поверните чип, чтобы убедиться в отсутствии пузырьков воздуха, и удалите лишнюю жидкость стерильной салфеткой.
    12. Закройте корпус чипса, аккуратно сняв этикетку с верхней части крышки чипса, и нажмите на заливное отверстие не менее чем на 5 секунд.
    13. Храните чип в темноте до готовности к загрузке в термоамплификатор.
      заметка: Подготовленную стружку следует использовать в течение 2 ч.
  3. реакция дПЦР
    1. Откройте крышку и установите адаптеры на оба блока, даже если используется один блок.
    2. Поместите стружку на блок образца в правильном положении.
      заметка: Заливное отверстие должно быть ориентировано по направлению к передней части термоамплификатора в приподнятом положении, чтобы пузырьки воздуха могли подниматься наверх, не нарушая окно чипа. Используйте пустые фишки, чтобы сбалансировать два блока.
    3. Положите термопрокладку на блок образца, чтобы полностью покрыть стружку.
    4. Закройте крышку и начните ПЦР-прогон, соблюдая следующие условия: держать при температуре 96 °C в течение 10 минут; 45 циклов при температуре 60 °C в течение 2 минут и при 98 °C в течение 30 секунд; держать при температуре 60 °C в течение 2 минут; держать при температуре 4 °C. Выключите термоамплификатор и разморозьте чипсы при комнатной температуре не менее 10 минут<бр/> заметка: Анализ чипа должен быть выполнен в течение одного часа.
  4. Анализ стружки
    1. Откройте крышку прибора и снимите термопрокладки, затем удалите стружку из адаптеров.
      заметка: Храните чипсы в темном, чистом месте до анализа.
    2. Очистите поверхность скола изопропанолом и стерильной салфеткой.
      заметка: Осмотрите каждую микросхему на наличие утечек или потенциальных проблем.
    3. Вставьте USB-накопитель в систему детектора, чтобы сохранить данные.
    4. Откройте лоток для чипов детекторной системы, загрузите чип лицевой стороной вверх в правильное положение, а затем закройте лоток.
    5. Подождите 30 с для обработки, затем удалите чип и вставьте следующий.
    6. Дождитесь завершения анализа всех обработанных микросхем, затем вставьте USB-накопитель в компьютер для передачи файлов.
      заметка: Общее время анализа составляет от 2 до 3 минут на чип.

3. Анализ и интерпретация данных

  1. Подключитесь к облачной программной платформе, необходимой для выполнения всех последующих анализов.
  2. Создайте проект и импортируйте все файлы данных интересующих чипов.
  3. Введите название образца, выберите используемый краситель и пробу на вкладке «Определить чипы».
  4. Определите, является ли чип приемлемым, визуализировав его во вкладке «Просмотр данных», проверив, насколько тщательно образец был загружен в чип и сколько точек данных являются ценными.
    заметка: Отбраковывайте чипы с менее чем 13 000 оцениваемых точек данных.
  5. Перейдите к диаграмме рассеяния выбранной микросхемы в правой части экрана; примените пороговое значение 6000 для сигналов репортерного красителя флуоресцеина амидита (FAM) (ось Y) ко всем микросхемам><. заметка: Установка порога может варьироваться в зависимости от используемых анализов.
  6. Удалите все сомнительные положительные сигналы, чтобы предотвратить ложные срабатывания, выбрав относительное пятно на диаграмме рассеяния с помощью инструмента лассо и нажав на «неопределенное». Все остальные положительные пятна указывают на наличие копий кДНК анализируемой редкой мишени.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
Конфликт интересов не декларируется.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Реагент ТРИазолThermo Fisher Scientific15596018
Гликоген 20 мг/млРош10901393001
Набор для очистки RNeasy MinEluteЦИАГЕН74204
Набор для синтеза кДНК iScriptБиоРад1708891
QuantStudio 3D Digital PCR Master Mix v2Thermo Fisher ScientificА26358
CDH1a IDT анализ, разработанный по индивидуальному заказуИнтегрированные технологии ДНК (IDT)NAF) GCTGCAGTTTCACTTTTAGTG
(R) ACTTTGAATCGGGTGTCGAG
(P)/FAM/CGGTCGACAAAGGACAGCCTATT/TAMRA/
[Оптимизированные для дПЦР концентрации: 900 нМ (F), 900 нМ (R), 250 нМ (P)]
QuantStudio 3D Digital PCR 20K Chip Kit v2Thermo Fisher ScientificА26316
Фреска Heraeus BiofugeТермо Сайентиал75002402
Амплификатор (Labcycler)Сенсоквест011-103
ПЦР-система GeneAmp 9700Thermo Fisher ScientificН805-0200
Модуль образца с двумя плоскими блокамиThermo Fisher Scientific4425757
Наклонное основание QuantStudio 3D для двойного плоского блока GeneAmp PCR System 9700Thermo Fisher Scientific4486414
QuantStudio 3D Digital PCR Chip Adapter Kit для плоского термоамплификатораThermo Fisher Scientific4485513
QuantStudio 3D Цифровой загрузчик чипов для ПЦРThermo Fisher Scientific4482592
QuantStudio 3D Digital PCR Instrument с кабелем питанияThermo Fisher Scientific4489084

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Chip Based Digital PCRNanofluidic ChipRare VariantsDigital PCR TechniqueFluorescence DetectionThermal Cycling ProcessScatter Plot AnalysisImmersion Fluid ApplicationChip Loading ProcedureData Processing Software

Related Articles