Biz DNA hibridizasyon tespiti için mikroakışkan tabanlı elektrokimyasal Bioçip sunuyoruz. SsDNA probu fonksiyonlandırmalar ardından, özgüllük, duyarlılık ve algılama limiti tamamlayıcı ve non-ssDNA hedefleri ile incelenmiştir. Sonuçlar 3.8 nM'lik bir algılama sınırı ile, elektro-kimyasal sistemine DNA hibridizasyonu olaylarının etkisini göstermektedir.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Etiket-serbest DNA Hibridizasyon Analiz için mikroakışkan tabanlı Elektrokimyasal Biochip
Bu makalede
Özet
Özet
Mikro ölçekli analitik olarak masa üstü prosedürler minyatür reaksiyon süresi, maliyet, ve ön-işlem basamağından entegrasyonu ile ilgili olarak önemli avantajlar sağlamaktadır. Bu noktadan-bakım çeşitli hastalıklar için en biyobelirteçlerinin gerçek zamanlı değerlendirilmesi için bir teknoloji sunuyor, çünkü DNA hibridizasyon olayların analizi doğru bu cihazları kullanan önemlidir. Bununla birlikte, söz konusu olduğunda cihaz izi çeşitli fiziksel olaylar artar hakimiyetini azaltır. Bu olgular fabrikasyon hassasiyet ve cihazın çalışma güvenilirliğini etkilemektedir. Bu nedenle, doğru bir genel performansını artırmak amacıyla tekrarlanabilir bir şekilde bu cihazların imal ve işletmek için büyük bir ihtiyaç vardır. Burada, protokoller ve imalat ve bunların DNA hibridizasyon etkinliği doğru analizi için bir mikro-akışkan-bazlı elektro kimyasal Biochip işlemi için kullanılan yöntemleri tarif eder. Biochipin iki bölümden oluşur: microfluidic çip ileÜç polydimetilsiloksan (PDMS) yapılan paralel mikro kanallar, ve 3 x 3 dizilmiş elektrokimyasal mikro-çip. DNA hibridizasyonu olaylarının elektrokimyasal empedans Spektroskopisi (EIS) analizi ile tespit edilir. ÇBS analizi, bu uzunluk ölçeklerinde baskın elektrokimyasal sistemin özelliklerinin izlenmesi varyasyonları sağlayan. Biosensörlü hem yük transferi ve difüzyon direnç değişiklikleri izlemek için yeteneği ile, 20 dakika aşağıdaki ssDNA hedeflerine seçiciliğini, 3.8 nM hesaplanmış saptama sınırı ve diğer tamamlayıcı olmayan ssDNA'ya ile% 13 çapraz reaktivite göstermiştir kuluçkadan. Bu metodoloji mikro ölçekli rejimi difüzyon davranışı üzerinde aydınlatılmasına ve DNA hibridizasyon olayların çalışmayı sağlayarak minyatür cihazların performansını artırabilirsiniz.
Giriş
Mikroakışkan lab-on-a-chip (KO) cihazları, klinik teşhis, çevresel izleme ve biyomedikal araştırmalarda sayısız avantajlar sağlamaktadır. Bu cihazlar, çok çeşitli prosedürler 1-4 kültürlenmesini reaktif karıştırma, bağlanma afinitesi göre, sinyal iletimi, ve hücre de dahil olmak üzere yer alabilir çipin bölgelerine sıvı akışını kontrol etmek için mikro-akışkan kanal kullanmaktadır. Mikroakiskan gibi mikro plaka okuyucuları veya elektroforetik jel kayma deneyleri gibi geleneksel klinik tanı araçları üzerinde birçok avantaj sağlar. Benzer deneyler gerçekleştirmek için daha az reaktifleri (mikrolitre karşıt olarak nanolitre) mikroakışkan cihazları büyüklüğünü....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
Mikroakışkan Chip 1. Mikro ve
- Elektrokimyasal Chip hazırlayın
- Desen Altın Elektrotlar
- Aseton, metanol ve izopropanol ("AMI" temiz) ile boş bir 4 'silikon gofret (birinci sınıf kalite) durulayın. N2 tabancası ile kurutma ile, iyonu giderilmiş (Di) su ile gofret izopropanol durulayın.
- Plazma destekli kimyasal buhar biriktirme (PECVD) aracı ile 1 mikron kalınlığında SiO 2 pasivasyon tabakası büyür. Bir DC püskürtme aracı ile altın 2.000 Å kalın bir tabaka tarafından takip krom 200 Å kalın bir tabaka yatırın.
- Spin "PR1" olumlu fotorezist (iplik parametreleri: 3,000 rpm, 1000 rpm / sn, 30 sn) 1.6 m....
- Desen Altın Elektrotlar
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
Deney cihazı için bir kontrol ve hassas imalat işleminin araştırma için gereklidir. Bu araştırmacılar tekrarlanabilir ve yüksek verimlilik deneyleri elde etmesini sağlar. Burada bir mikroakışkan-bazlı elektro kimyasal Biochip (Şekil 1), yüksek verim, yüksek bir tekrarlanabilirliği mikroüretim işlemi göstermiştir. Bir düşük başarısızlık oranı ile, birkaç cihazlar çözüm sızıntıya neden bağlanma sorunları göstermiştir. Biochipe elektrokimyasal aktivitesini doğrulamak amacıyla, voltametri ölçümleri bir elek.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Bizim prosedürleri microfluidic tabanlı elektrokimyasal biochipe üretim ve DNA hibridizasyon olaylar analizi için kullanımı göstermektedir. Yüksek verim kontrollü mikroimalat süreçle elektrokimyasal dönüştürücüler bir dizi ile entegre mikro kanallar oluşan bir cihaz geliştirmek. Biz yinelemeli bir yaklaşımla elektrokimyasal çip ve mikroakışkan kanal kalıp fotolitografya prosedürü için kontrollü işlem parametrelerini tasarladılar. Bu adımlar diğer minyatür analitik cihazların gelecekteki oluşturulması için yönergeler sağ.......
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.
Teşekkürler
Yazarlar mali destek için Robert W. Deutsch Vakfı, Savunma Tehdit Azaltma Ajansı (DTRA), ve Araştırma Ulusal Bilim Vakfı Yükselen Frontiers ve Yenilik (EFRI) kabul. Yazarlar ayrıca temiz oda tesisi destek için Maryland Nanocenter ve FabLab teşekkür ederiz.
....Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 4 '' Silikon gofret | Ultrasil | 4-5664 | Tek tarafı cilalı; P tipi; Bor katkılı; Oryantasyon 1-0-0; Kalınlık 500 mikron; Direnç 10-20 ohm ve orta nokta; cm |
| Shipley 1813 fotorezist ("PR1") | Microchem | pozitif fotorezist | |
| AZ5214 fotorezist ("PR2") | Hoechst Celanse | pozitif fotorezist | |
| SU-8 50 fotorezist ("PR3") | Microchem | negatif fotorezist | |
| Altın aşındırma | Transen | TFA | Seyreltme yok |
| Krom aşındırıcı | Transen | 1020AC | Seyreltme yok |
| PDMS elastomer | Dow Corning | 3097366 1004 | |
| PDMS kürleme maddesi | Dow Corning | 3097358 1004 | |
| Biyopsi delme aleti | Healthlink | BP20 | |
| Tygon esnek boru | Cole Parmer | R 3603 | 0.015 " |
| Tygon esnek adaptör | Cole Parmer | 06417-41 | 0.0625 " |
| 1 ml şırınga | Beckton-Dickenson | 301025 | |
| Monobazik potasyum fosfat | Fluka 1551139 | ||
| Potasyum fosfat dibazik susuz | Sigma | RES20765-A7 | |
| Sodyum klorür | Sigma-Aldrich | S7653 | |
| tris (2-karboksietil) fosfin | Aldrich | C4706 | |
| 6-merkapto-1-heksanol | Aldrich | 451088 | |
| 20x konsantre salin-sodyum sitrat tamponu | Sigma | 93017 | |
| Potasyum hekzasiyanoferrat(III) | Aldrich | 455946 | |
| Tamamlayıcı ssDNA #1 | Entegre DNA Teknolojileri (IDT) | 100 nmol DNA oligo | 5'-GGGACGTCCACGGAGCGCTA TCGGAGCTTT-3' |
| Hedef ssDNA #2 | Entegre DNA Teknolojileri (IDT) | 100 nmol DNA oligosu | 5'-/5ThioMC6-D/ACGCGTCAGGTCATTGACGA ATCGATGAGT-3' |
| Tamamlayıcı ssDNA #2 | Entegre DNA Teknolojileri (IDT) | 100 nmol DNA oligo | 5'-ACTCATCGATTCGTCAATGA CCTGACCCGT-3' |
| Hedef ssDNA #3 | Entegre DNA Teknolojileri (IDT) | 100 nmol DNA oligo | 5'-/5ThioMC6-D/ACCTAGATCCAGTAGTTAGA CCCATGATGA-3' |
| Tamamlayıcı ssDNA #3 | Entegre DNA Teknolojileri (IDT) | 100 nmol DNA oligo | 5'-TCATCATGGGTCTAACTACT GGATCTAGGT-3' |
| Instrument | |||
| Plasma Geliştirilmiş Kimyasal Buhar Biriktirme (PECVD) | Oxford Instruments | PlasmaLab System 100 | Oda basıncı 1.000 mTorr, Sıcaklık 200 ° C, RF gücü 20 W, Gazlar: a) N2O akış hızı 710 sccm; b) %5 SiH4 ve %95 N2 gazlardan oluşan bir bileşim, akış hızı 170 sccm, SiO2 büyüme hızı 690 Å/dak. |
| DC püskürtme ünitesi | AJA International | ATC 1800-V | Krom için: Hazne basıncı 10 mTorr, Argon akış hızı 20 sccm, Sağlanan DC gücü 200 W, Püskürtme hızı 10 nm/dak. Altın için: Hazne basıncı 10 mTorr, Argon akış hızı 20 sccm, Sağlanan DC gücü 200 W, Püskürtme hızı 36 nm/dak. |
| E-kiriş buharlaştırma sistemi | Denton | Titanyum İçin Özel Üretim | : Hazne basıncı < 2 x 10-6 Torr, E-tabancaya sağlanan güç 7,5 kW, Filament akımı 150-200 mA, Buharlaşma hızı 6-10 Å/sn. Platin için: Oda basıncı < 2 x 10-6 Torr, E-tabancaya sağlanan güç 7,5 kW, Filament akımı 150-200 mA, Buharlaşma hızı 2-3 Å/sn. |
| Potansiyostat | CH Instruments | 660D | |
| Şırınga pompası | KD Scientific | KDS230 |
Kaynaklar
- Hong, J., Edel, J. B., deMello, A. J. Micro- and nanofluidic systems for high-throughput biological screening. Drug Discov. Today. 14, 134-146 (2009).
- Sun, Y., Kwok, Y. C. Polymeric microfluidic system for DNA analysis. Anal. Chim. Acta. 556, 80-96 (2006).
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
