Summary
ويستخدم نظام مغناطيسي لتعديل biosensing بسرعة ، بحساسية وبساطة كشف المقايسات البيولوجية ، مثل جزيئات الحمض النووي والبروتينات.
Abstract
نظام مغناطيسي biosensing التعديل (MMB) [1،2] بسرعة والكشف عن الأهداف الحيوية بشكل متجانس في تركيزات منخفضة دون أي خطوة الغسيل أو الانفصال. عندما IL - 8 الهدف كان حاضرا ، وهو 'sandwich' المستندة إلى مقايسة المرفقة مع الخرز المغناطيسي IL - 8 القبض على الضد streptavidin بروتين فلوري جانب طريق مستهدفة IL - 8 و IL - 8 biotinylated الأضداد. وناور حبات المغناطيسي في حركة متذبذبة من خلال تطبيق المجال المغناطيسي بالتناوب التدرج من خلال قطبين الكهرومغناطيسي. ومكثف البروتينات الفلورية ، والتي تعلق على حبات المغناطيسي في المنطقة والكشف عن تحركاتهم داخل وخارج لشعاع الليزر متعامد تنتج إشارة الدوري الفلورسنت التي يتم الكشف demodulated باستخدام متزامن. كان يستخدم سابقا biosensing تعديل النظام المغناطيسي للكشف عن تسلسل الترميز للبروتين الفيروس غير الهيكلية ايباراكي 3 (NS3) DNA التكميلية ([كدنا]) [2]. ويمكن استخدام التقنيات التي أثبتت في هذا العمل الخارجي للتلاعب والتكثيف من الجزيئات لتطبيقات أخرى ، مثل تسليم المخدرات ، إلى جانب مغناطيسيا
Protocol
IL - 8 مقايسة :
- وشملت خليط التفاعل المكونات الأربعة التالية من حيث الحجم النهائي 100 ميكرولتر من مقايسة العازلة في تركيزات كل منهما. 10 ميكروليتر من الخرز المغناطيسي مع الأضداد في التقاط حبات 100 / ميكرولتر تركيزات النهائي ، و 2 ميكرولتر من IL - 8 biotinylated الأضداد في التركيز النهائي nano-gram/μl 1 ، 1 ميكرولتر من بروتين فلوري streptavidin بتركيز 20 nano-gram/μl النهائي ، و 1 ميكرولتر من IL - 8 المستهدف عند 0.48 pico-gram/μl. تضاف المكونات واحدا تلو الآخر إلى المخزن المؤقت مقايسة واهتزت لمدة 30 دقيقة ثم.
- ويتم إعداد رد فعل السيطرة على نفس الطريق دون أن يكون الهدف IL - 8.
- يتم وضعها في وقت لاحق من دون أي ردود فعل الانفصال أو خطوة الغسيل في cuvettes وتفتيشها باستخدام نظام MMB.
MMB النظام :
- ضع كفيت في موقفه بين القطبين الكهرومغناطيسي.
- العمل الحالي التشكيل وانتظر 30 ثانية للسماح التجميع والتكثيف من الخرز
- قياس إشارة القفل في مكبر للصوت باستخدام الذبذبات.
ممثل النتائج :
قدم الفحص البصري من الخرز المجمعة فرق واضح بين التفاعل مع الهدف والتفاعل من دون هدف. في ردود الفعل على كل شيء مع هذا الهدف ، شكلت الخرز واحد ، التجميعية الكثيفة التي انتقلت من وإلى شعاع الليزر بطريقة توحد. ومع ذلك ، في رد فعل كل ذلك من دون هدف ، كانت حبات أقل مجمعة وحركتهم كان أقل توحيد (انظر الشكل 1).
الشكل 1 : التفتيش البصري المناعية الساندويتش "(أ) دون هدف IL - 8 (ب) والهدف IL - 8.
وتعرض على مدار الساعة التشكيل قطب (الصفراء) وإشارة الناتج PMT (أرجواني) ، في حين كشف 0.48 بيكو غرام IL - 8 المستهدفة في الشكل 1 (أ). تردد التحوير لكل قطب هو في 2 هرتز. لكن ، وكما كان متوقعا من الناحية النظرية ، عند حبات تمرير شعاع ليزر ، ويكشف PMT ضوء الفلورسنت وهناك قمة في انتاج التيار الكهربائي PMT. لذلك ، تردد هو الإستخلاص في 4 هرتز. عندما يتم تغذية إشارة PMT وعلى مدار الساعة ، تضاعف التعديل (في 4 هرتز) للقفل في مكبر للصوت ، في مرحلة حساسة للكشف عن بالكشف عن التزامن والنتائج مع الجهد العالي (انظر الشكل 2).
الشكل 2 : (أ) على مدار الساعة التشكيل (الأصفر) ، وإشارة PMT (أرجواني) عند الكشف 0.48 بيكو غرام IL - 8 المستهدفة. (ب) وتأمين التيار الكهربائي أدى إلى مكبر للصوت على اثنين من يمسح مختلفة.
لم القفل في مكبر للصوت لا يكشف عن أي إشارة عندما تم اختبار عينة السيطرة. هذه الحقيقة ، جنبا إلى جنب مع الفرق البصرية في التجميع تشير إلى أن نظام MMB يمكن تحديد واضح لوجود IL - 8 المستهدفة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
باختصار ، لقد أظهرنا أنه يمكن استخدام هذا النظام MMB للكشف عن وجود IL - 8 هدف في تركيزات منخفضة (0.5 بيكو غرام هو الحد من الكشف عن فحوصات دقيقة بيو برو خلوى الصفيف [3،4]). لا يقتصر على قدرة النظام على IL - 8 ، ويمكن استخدامها للكشف عن البروتينات الأخرى. مزايا نظام MMB هي القدرة على كشف الهدف بسرعة ودون أي خطوة الانفصال أو الغسيل. وبالتالي ، تسهل عملية الكشف ويسمح استخدام هذا النظام في التطبيقات الميدانية.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Acknowledgments
وأيد هذا العمل جزئيا من صندوق هورويتز إيشايا.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Bio-Plex Pro Human Cytokine IL-8 set | Bio-Rad | 171-B5008M | |
| Recombinant human IL-8 target | Thermo Fisher Scientific, Inc. | R202625 | |
| Biotinylated monoclonal mouse anti human IL-8 antibody G265-8 | BD Biosciences | 554718 | |
| Streptavidin coupled fluorescent protein | Bio-Rad | Streptavidin PE |
References
- Danielli, A., Arie, A., Porat, N., Ehrlich, M. Detection of fluorescent-labeled probes at sub-picomolar concentrations by magnetic modulation. Optics Express. 16, 19253-19259 (2008).
- Danielli, A., Porat, N., Arie, A., Ehrlich, M. Rapid homogenous detection of the Ibaraki virus NS3 cDNA at pico-molar concentrations by magnetic modulation. Biosensors and Bioelectronics. 25, 858-863 (2009).
- Bio-Rad "Human angiogenesis assay panel". , Bio-Plex Pro. Forthcoming.
- Instruction Manual. Bio-Plex Precision Pro Cytokine Assay. , Bio-Rad Laboratories. Hercules, CA. Forthcoming.
