Summary
Dette arbejde præsenterer en enkel og visuel metode til påvisning multi-polymorfier på et pneumatisk dråbe manipulation platform. Med den foreslåede metode, hele eksperimentet, herunder dråbe manipulation og detektion af multi-polymorfier, kan udføres i nærheden af 23 ° C uden hjælp af avancerede instrumenter.
Abstract
En enkel og visuel metode til påvisning multi-nukleotid polymorfisme (MNP) blev udført på en pneumatisk dråbe manipulation platform på en åben flade. Denne tilgang til kolorimetrisk påvisning af DNA var baseret på hybridisering-medierede vækst af guld nanopartikel prober (AUNP prober). Væksten størrelse og konfiguration af AUNP er domineret af antallet af DNA-prøver hybridiseret med proberne. Baseret på de specifikke størrelse-og form-afhængige optiske egenskaber af nanopartiklerne, antallet af fejlparringer i en prøve-DNA-fragment til proberne er i stand til at blive diskrimineret. Forsøgene blev udført via dråber indeholdende reagenser og DNA-prøver henholdsvis og blev transporteret og blandet på det pneumatiske platform med den styrede pneumatiske sugning af fleksible PDMS-baserede superhydrofobe membran. Dråber kan leveres samtidig og præcist på en åben overflade på den foreslåede pneumatiske platform, der er yderst biokompatible med nogen side effect af DNA-prøver inden dråberne. Kombination af de to foreslåede metoder, kan det multi-nukleotid polymorfisme detekteres ved synet på den pneumatiske dråbe manipulation platform; ingen yderligere instrument er påkrævet. Proceduren i at installere dråberne på platformen til det endelige resultat tager mindre end 5 min, langt mindre end med eksisterende metoder. Desuden denne kombinerede MNP detektering tilgang kræver et prøvevolumen på kun 10 pi i hver enkelt operation, hvilket er bemærkelsesværdigt mindre end for en makro system.
Introduction
Enkeltnukleotidpolymorfi (SNP), som er en enkelt basepar forskel i en DNA-sekvens, er en af de mest almindelige genetiske variationer. Aktuelle undersøgelser rapporterer, at SNP'er er forbundet med sygdomsrisiko, narkotika effekt og bivirkninger af borgerne ved at påvirke gen-funktion. 1,2 Nylige undersøgelser viste også, at to eller flere punktmutationer (multi-nukleotid polymorfi) forårsager bestemte sygdomme og individuelle forskelle i virkningerne af sygdom. 3,4 Afsløringen af nukleotidpolymorfisme er derfor bydende nødvendigt i prescreening sygdom. Enkle og effektive metoder til hurtig påvisning af sekvensspecifikke oligonukleotider højt udviklet i de seneste to årtier. 1,5 Aktuelle metoder til at identificere DNA-mutationer typisk involverer procedurer, herunder sonde immobilisering, fluorescens mærkning, gelelektroforese, osv, 6,7 men disse metoder kræver generelt en lang analytiske proces, Convientlytende udstyr, veluddannede teknikere, og væsentligt forbrug af prøver og reagenser.
En nanopartikel med et stort forhold mellem overfladeareal og volumen og unikke fysisk-kemiske egenskaber er et ideelt materiale som en meget følsom og billig påvisning platform for specifikke biomarkører. Guld nanopartikler (AUNP) er almindeligt brugt til DNA-detektion på grund af deres store evne til at blive modificeret med oligonukleotidprober. 8-10 SNP detekteringsteknikker blev også udviklet under anvendelse AUNP. 11-13 I dette arbejde har vi vedtaget en hidtil ukendt kolorimetrisk metode til påvisning af multi-nukleotid polymorfisme (MNP) gennem DNA-hybridisering-medieret vækst af AUNP prober. 14 Denne enkle og hurtige probing metode er baseret på den teori, at forskellige længder af enkeltstrenget DNA (ssDNA) eller dobbeltstrenget DNA (dsDNA) konjugeret til AUNP påvirke væksten størrelsen og formen af den AUNP (se figur 1). 15 Denne fremgangsmåde til DNA-detektionhar et lille forbrug af reagenser, en lille assay varighed (et par minutter), og en enkel procedure uden termisk kontrol, der er fremadrettet gælder for klinisk diagnose og indenlandske medicinsk screening.
Adskillige mikrofluide systemer til detektion af DNA-sekvensen er udviklet; 16 disse mikrofluide systemer, udviklet sig fra traditionelle eksperimentelle protokoller, der kræves færre stykker af omfattende udstyr og forenkles de eksperimentelle protokoller for at forbedre følsomheden, detektionsgrænse og specificitet af DNA biosensor. DNA påvisningsmetoder i mikrofluide systemer stadig kræver dog, instrumenter en efterfølgende proces, såsom en PCR (polymerase chain reaction) maskine til signalforstaerkning og en fluorescenslæser for en enkelt udlæsning til at identificere den heterogene SNP. 17,18 Udvikling af en simpel platform uden efterfølgende behandling til direkte at læse om resultaterne af multi-nukleotid polymorfismeer yderst ønskelig. Sammenlignet med godt bruges, konventionel, lukket mikrofluide systemer, open-overfladen mikrofluidenheder promisingly tilbyde flere fordele, såsom en klar optisk vej, en nem måde at få adgang til prøven, en direkte miljømæssig tilgængelighed og ingen nemt dannes kavitation eller grænsefladepolymerisering obstruktion i kanalen. 19. Vores tidligere arbejde blev indført en simpel pneumatisk platform for open overflade dråber manipulation (se figur 2). 20 på denne platform, dråber samtidigt kan transporteres og håndteres uden indblanding fra en drivende energi ved anvendelse af en sugekraft, som har en stort potentiale i biologiske og kemiske applikationer. Denne pneumatiske platform blev således anvendt til at udføre manipulering af DNA-prøver for MNP detektion i kombination med den kolorimetriske metode ved hjælp af begrebet DNA-hybridisering-medieret vækst af AUNP prober.
Protokollen i dette papir beskriveren simpel visuel påvisning af multi-polymorfier på den pneumatiske dråbe manipulation platform på en åben flade. Dette arbejde bekræfter, at multi-nukleotid polymorfisme kan påvises med det blotte øje; den foreslåede pneumatiske platform er velegnet til biologiske og kemiske applikationer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Metode til Detect MNP
Bemærk: Dette afsnit beskriver proceduren for at påvise MNP baseret på hybridisering-medierede vækst i guld nanopartikler.
- Forbered probe-DNA (5'-thiol-GAGCTGGTGGCGTAGGCAAG-3 ') i en koncentration 100 uM.
- Forbered sonden DNA-modificerede AUNP (AUNP sonde) partikler. 21
Bemærk: bruges her volumen afhænger af kravet om sonden DNA-modificerede AUNP (AUNP sonde) partikler. Det er derfor afhængig af antallet af forsøg, der skal udføres. Vi udarbejder typisk overskydende AUNP probe partikler som reservedele. Den anvendes i disse trin volumen kan justeres og fleksibel.- Tilføj probe DNA (100 pM, fremstillet i Trin 1.1) til en opløsning af guld nanopartikler (13 nm, 17 nM) i en koncentration 1 OD / ml.
- Bring slutkoncentrationerne af natriumdodecylsulfat (NAC 12 H 25 SO 4, SDS) og phosphatbuffer (PBS) til 0,01% og 0,01 M, respectively.
- Efter 20 min bringe koncentrationen af natriumchlorid (NaCl) til 0,05 M med en opløsning af NaCl (2 M) og PBS (0,01 M) under opretholdelse SDS ved 0,01% og inkuberes i 20 min.
- Forøge koncentrationen NaCl i trin på 0,1 M til en slutkoncentration på 1 M over 20 minutters intervaller.
- Inkuber natten over under omrystning på en vortex-blander ved 23 ° C. Det ryster hastighed påvirker ikke eksperimentet, så længe DNA-prøver og AUNP sonder bliver hybridiseret.
- Centrifuger guld nanopartikler ved 7.000 xg i 30 sek og fjern supernatanten.
- Tilføj AUNP probe partikler i deioniseret vand (DI vand) ved en koncentration på 25 nM (AUNP probe opløsning).
- Forbered mål-DNA-prøver (fuldstændigt komplementære: 5'-CTTGCCTACGCCACCAGCTC-3 '; tre basepar fejlparrede: 5'-CTTGCCTAC TTT ACCAGCTC-3'; seks basepar fejlparrede: 5'-CTTGCCT TTTTTT CCAGCTC-3 ') ved koncentrationerpå 0,06, 0,11, 0,17, 0,20, 0,30, 0,50 uM.
- Tilføj AUNP probe-opløsning (6 pi, 25 nM) i DNA-prøverne (350 pi) med NaCl (14 uM).
- Ryst blandingen af DNA-prøver og AUNP prober med en vortex-blander ved 23 ° C i 5 min for DNA-hybridisering.
- For AUNP vækst, tilføje NH2 OH (6 pi, 400 mM) og HAuCl 4 (6 pi, 25,4 mM) til opløsningen (blandingen af DNA-prøver og AUNP prober). Væksten i AUNP tager ca. 30 sek for færdiggørelsen. Den konstante skift af farve fastholder mere end 1 time.
ADVARSEL: Hudkontakt med HAuCl 4 kan producere alvorlige toksiske virkninger. Se venligst de sikkerhedsdatablade (MSDS) før brug. Venligst bruge handsker og anvende et stinkskab, når du bruger HAuCl 4.
2. Fremstilling af en pneumatisk Droplet Manipulation Platform
Bemærk: PDMS-baserede dråbe manipulation platform består af to komponenter: en PDMS-membran (100 um) med en super-hydrofob overflade og en luft-kanal lag (5 mm). Uden en MEMS proces, anvendtes de fælles bearbejdningsprocesser at fremstille denne enhed, som indbefatter computer-numerisk styring (CNC) mikrodrejnng til fremstilling af en støbeform, PDMS støbning og replikation til hurtig prototypefremstilling af de mikrofluidkomponenter, og laser mikrobearbejdning til fremstilling af en super-hydrofob overflade (se figur 3).
- Brug CNC-maskinen er udstyret med et borehoved (0,5 mm) til fremstilling af PMMA-baserede master-forme (se figur 3) med mikrostrukturer. Brug en fremføringshastighed for borekronen 7 mm / sek og en omdrejningshastighed 26.000 rpm. Brug en luftblæser og DI vand for at fjerne PMMA skrot og at rengøre overfladen af master-forme.
- Der fremstilles en blanding af PDMS base og hærdningsmidlet i forholdet 10: 1. Afgasses blandingen i en ekssikkator i 30 minutter, eller indtil alle luftbobler er fjernet.
- Hæld PDMS til the mastermodel og bag PDMS i 3 timer ved 60 ° C i ovnen for at opnå de inverse mikrostrukturer luftkamrene (PDMS membran) og luftkanaler (PDMS lag).
- Fjern PDMS lag fra master formen (med hånden). Punch huller på PDMS lag til luft-priming fjorde.
- Sætte PDMS membran, PDMS lag og glassubstratet ind i kammeret af den oxygenholdige plasma behandlingssystem. Efter oxygen-plasmabehandling, binde PDMS membran, PDMS lag og glassubstratet sammen på en varmeplade (90 ° C) i 10 minutter.
- Sæt den sammensatte chip ind i laser-skæring maskine (PDMS membran opad). Importer .dwg fil til at definere superhydrofobe område (15 mm x 12 mm). Se figur 3. Direkte indgravere PDMS membran med en CO 2 -laser maskine til at skabe den superhydrofobe område på PDMS membran (strøm 12 W, scanning hastighed 106,68 mm / sek).
- Rengør superhydrofobe overflade med DI vand til at vaskevæk de forkullede rester på overfladen.
- Slut air-indsugning og vakuumpumpe gennem en magnetventil (se figur 4). Tilslut magnetventilen til computeren og kontrol med en digital I / O USB-modul.
3. Betjening til påvisning af MNP på Pneumatic Platform
Bemærk: Dette afsnit beskriver driften til at identificere kolorimetrisk og hurtigt MNP på den pneumatiske dråbe manipulation platform (se figur 5). Alle trin finder sted ved 23 ° C (omgivelsestemperatur) og den relative fugtighed 85%.
- Anbring mål-DNA-prøve dråbe (10 pi, 0,5 uM) på superhydrofobe område af pneumatiske dråbe manipulation platform.
- Placer AUNP proben dråbe (10 pi, 25 nM) på den superhydrofobe område af pneumatiske dråbe manipulation platform.
- Styre luften sugning at forårsage afbøjning af PDMS membran med en magnetventil og en simple program (f.eks, Labview). Tilvejebringe luftsugning i hvert luftkammer langs migreringsvej af dråberne (indeholdende mål-DNA og AUNP prober henholdsvis) på PDMS membranen, således at dråberne kolliderer med hinanden og smelter sammen. Brug et arbejdstryk af vakuumpumpen på -80 kPa (overtryk).
- Alternativt styre luften suges manuelt, så længe den lille dråbe er fuldstændigt blandede. I hånden, tilslutte eller frakoble vakuumpumpe og fjorde af luftkammer med rør i de tidlige stadier af test.
- Styre luften sugning rulle sammenvokset dråbe frem og tilbage for at øge blandingseffektiviteten i 3 min under anvendelse af kontrollerende system magnetventilen. Mål-DNA'et og AUNP prober bliver godt blandet og hybridiseret inden 3 min. Brug en drivende frekvens og et arbejdstryk på 5 Hz og -80 kPa (overtryk), hhv.
- Placer en dråbe indeholder NH 2 OH (2 pi, 400 mM) og HAuCl4 (2 pi, 25,4 mM) på den superhydrofobe område af pneumatiske dråbe manipulation platform.
- Styr luften suges (-80 kPa overtryk) for at lade dråberne kolliderer med hinanden og COALESCE. Så styrer luften suges (5 Hz og -80 kPa overtryk) for at lade sammensmeltet dråbe roll frem og tilbage for at øge blande effektiviteten i 1 min.
- Mål og registrere farven på sammensmeltet dråben med det blotte øje.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
I dette arbejde blev tre DNA-prøver testet ved anvendelse af en enkel og hidtil ukendt fremgangsmåde til detektion gennem DNA-hybridisering-medieret vækst af AUNP prober. Sekvenserne af probe-DNA og DNA-prøver fra tre slags, specifikt cDNA (fuldstændig komplementær til sonde DNA), TMDNA (tre basepar fejlparret DNA), og SixMDNA (seks basepar fejlparrede DNA) er anført i protokol trin 1. fejlparringerne til proben af DNA-prøverne testet her er begge i de midterste segmenter af DNA-prøver. Figur 6 viser farverne på vækst AUNP løsninger til DNA-prøverne på forskellige koncentrationer. For perfekt matchede DNA (cDNA), de nuancer af løsninger varierer fra lyserød til indigo og derefter til gennemsigtig med stigende DNA-koncentration. For TMDNA, farven af løsninger går fra lyserød til mørk purpur og derefter til indigo, og for SixMDNA, farven går fra lyserød til mørk pink med stigende DNA-koncentration. Den separate D NA prøver besidder forskellige hybridiseringsbetingelser affiniteter til proben DNA, der forårsagede varieret vækst størrelse AUNP og varieret farve af løsninger. The TMDNA prøve, med tre basepar mutation fra proben, har mindre hybridisering affinitet end cDNA prøve, som forårsagede en mindre vækst størrelse af AUNP. Som resultaterne i Figur 6 viser, er der forskelle i farve mellem cDNA og TMDNA prøver, især ved en stor DNA-koncentration. Gennem mange fejlparringer med sonden, SixMDNA prøve har en svag hybridisering affinitet til proben, hvilket resulterede i et par dsDNA konjugeret til AUNP, selv med DNA koncentration større end 0,2 uM. Væksten størrelse AUNP derfor lille i denne SixMDNA prøve, hvilket får AUNP løsning til at skifte fra lyserød til amaranth, som ikke åbenbart målt med et blotte øje. Baseret på farvebilleder, cDNA, TMDNA og SixMDNA er nogenlunde differentieret til en DNA-koncentration 0,11-0,50 uM.
_content "fo: holde-together.within-side =" 1 "> Med de protokoller og metoder, der præsenteres her, var en enkel og roman dråbe-baserede manipulation platform for open overfladen mikrofluidik demonstreret Brug pneumatisk suge som en kraft til at generere. overflade deformation af PDMS membranen, den lette transport og manipulation af små dråber kan opnås uden afbrydelse af bio-prøven, DNA i dette tilfælde, i dråberne (se figur 7A). den nye og visuel påvisning af MNP påvises på denne pneumatisk åben overflade dråber manipulation platform. som et resultat som vist i figur 7B, påvisning af et DNA mismatch hurtigt aflæses med det blotte øje. i den oprindelige tilstand, det AUNP probe dråbe udviste en rød farve. den maksimale optiske absorption af AUNP prober forekommer ved 520 nm, hvilket skyldes en overflade-(SPR). Efter hybridisering med de forskellige DNA-prøve dråber, target-probe DNA-duplex af AUNP med et fuldt c omplementary DNA (cDNA) prøve dråbe blev gennemsigtigt som SPR træk ved den øgede AUNP forsvandt. I modsætning hertil AUNP hybridiseret med de tre basepar fejlparret DNA (TMDNA) og seks basepar fejlparret DNA (SixMDNA) var blå og lilla hhv. Med denne fremgangsmåde er den foreslåede platform og fremgangsmåde til DNA-detektion kombineret og opnås på en enkel måde.
Figur 1. Princippet om kolorimetrisk detektion af MNP. Den thiol-modificerede enkeltstrenget DNA (ssDNA) eller dobbeltstrenget DNA (dsDNA) fra hybridiseringen af thiolen-modificerede ssDNA på AUNP påvirket væksten størrelse og form af AUNP, og forårsagede varieret optiske egenskaber af AUNP. klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2. Skematisk diagram af pneumatiske dråbe manipulation platform. Med en pneumatisk suge som en kraft for omgåelse af det fleksible PDMS-baserede superhydrofob membran, dråben på membranen bliver derved aktiveret. Klik her for at se en større udgave af dette tal.
Figur 3. Fremstilling af en pneumatisk dråbe manipulation platform. Fremstillingen inkluderet computer-numerisk-kontrol (CNC) mikrodrejnng, PDMS casting eller replikation teknikker, og laser mikrobearbejdning. Klik her for at se et largis version af dette tal.
Figur 4. forsøgsopstillingen i den pneumatiske dråbe manipulation platform. Vakuumpumpen genereret en luft sugning at tilvejebringe en formindsket tryk i luftkammeret og forårsage afbøjning af PDMS membran til små dråber manipulation. Den vakuumpumpe og indløbet til luftkanalen er forbundet via magnetventilen. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5. Skematisk illustration af driften af denne MNP afsløring teknik. Dråberne indeholder mål-DNA og AUNP sonderne er indlæst på platformen, blandet og hybridized. Dråben indeholder både NH2 OH og HAuCl 4 er lagt på platformen og blandet i AUNP vækst. Endelig mål-sonde DNA dupleks af AUNP flyttet den maksimale absorption og ændret farven. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 6. Variation af farven af forskellige DNA-prøver med koncentration. For fuldstændigt komplementære DNA (cDNA), de nuancer af opløsninger varierer fra lyserød til indigo med stigende DNA-koncentration. For TMDNA, farven på løsninger går fra lyserød til mørk lilla, og SixMDNA, farven går fra lyserød til mørk pink med stigende DNA-koncentration. Klik her for at se et larger version af dette tal.
Figur 7. Billeder af dråbe på den pneumatiske platform. A) Serielle billeder af transport dråbe på den pneumatiske platform med kontrol med fly sugning. B) Billeder af den tilsvarende mål-sonde DNA dupleks af AUNP om den foreslåede pneumatiske dråbe manipulation platform. De driftsbetingelser den drivende frekvens og arbejdstrykket var 5 Hz og -80 kPa (overtryk), hhv. I den oprindelige tilstand, den AUNP sonde dråbe udviser en rød farve. Målet-probe DNA-duplex af AUNP i nærvær af cDNA'et var gennemsigtig. De AUNP sonder hybridiseret med TMDNA og SixMDNA var blå og lilla henholdsvis. Klik her for at se en større version af dette tal. </ A>
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
I denne protokol, til en simpel kolorimetrisk metode opdage MNP kan implementeres i koncentrationer fra 0.11-0.50 pM i mikrocentrifugerør. Desuden gennemføres den foreslåede MNP afsløring metode på en pneumatisk dråbe manipulation platform, der har et stort potentiale for DNA screening og andre biomedicinske applikationer. I praksis er den påviselige vifte af prøve-DNA-koncentrationen afhænger af blandingseffektivitet af operativsystemer. For at sikre at sammenvokset dråben er fuldstændigt blandede, det kritiske trin i denne protokol er kontrol af luften sugning (tryk og frekvens), der afhænger af størrelsen af den sammensmeltet dråbe. Forskellen på hybridisering affinitet mellem det fuldstændigt komplementære DNA-prøve og uoverensstemmende prøve-DNA'et er vanskeligt at skelne med det blotte øje i lang DNA-sekvens fragment. Begrænsningen af dette påvisning teknik er dermed fragment længde af prøven DNA. For prøver med lange DNA-sekvenser, de størrelser eller konformation af væksten AUNP ligner dem af forskellige DNA-prøver indeholdende forskellige fejlparringer. Fejlparringerne af DNA-prøver til proben vises i det midterste segment i denne protokol. Med identiske længder og homomere fejlparringer af prøve-DNA, kunne positionen af fejlparringer også påvirke hybridisering affinitet og vækst størrelse AUNP. Mange sygdomme er ved at blive spores til bestemte defekte gener. Genomet databaser for bestemte sygdomme er stadig at udvide og forbedre. Når DNA-sekvensen variation af den specifikke DNA-fragment den er bekræftet at være ansvarlig for en specifik sygdom, kan den specifikt designet probe (med en passende længde og mismatch position af DNA'et) anvendes til at erhverve antallet af fejlparringer i prøve-DNA til probe inden den detekterbare koncentrationsområde på grundlag allerede testet i dette arbejde.
Den foreslåede pneumatiske dråbe manipulation platform er udføreed i et åbent miljø. Fordampningen af dråber øger koncentrationen af DNA-prøver og påvirker nøjagtigheden af den kolorimetriske udlæsning. For at forbedre nøjagtigheden af MNP-analyse, er en kontrolleret miljø temperatur og fugtighed påkrævet. Laser mikrodrejnng blev påført fabrikere en superhydrofob overflade i den præsenterede platform. Den superhydrophobicity af PDMS membranen ikke fortsætter under mange gentagelser af dråbens manipulation (> 20 gange). Tabet af superhydrophobicity nedsætter mobiliteten og manøvredygtighed denne dråbe manipulation platform. Når dråben manipulation platform mister superhydrophobicity på overfladen, remodifying den superhydrophobicity af PDMS membran (gentage trin 2,6-2,8) er påkrævet. Den enkle fremstilling af en mere holdbar superhydrofob overflade er under fremtidige overvejelser. I denne protokol, brugte vi en magnetventil og en enkel kontrollerende program (med dataopsamling udstyr) til at styre the luftsugning. Styringen af luft sugning kan anvendes på andre måder eller med udstyr, herunder, men ikke begrænset til brug af en magnetventil.
I dette manuskript introducerede vi kombinationen af en simpel kolorimetrisk metode til DNA-detektion og en pneumatisk dråbe manipulation platform. Begge teknikker er unikke og meget lovende; vi fandt nogen alternativ DNA detektionsmetode (der er både hurtige og visuel) for at opnå de samme resultater. Adskillige dråbe manipulation teknikker på en åben overflade, herunder optowetting, 22 dielektroforese, 23 electrowetting, 24 vibration 25 og termokande-kapillær aktivering 26 er blevet rapporteret. Ulemperne ved alle disse dråber manipulation teknikker blev drøftet i vores tidligere arbejde. 20. Den foreslåede pneumatiske platform er mere biokompatible end de førnævnte metoder.
Denne teknik til påvisning af multi-polymorfier ona pneumatisk dråbe manipulation platform er ligetil for forskere i biokemiske område, hvilket betyder, at prøver og reagenser kan læsses direkte og opsamles med pipetter. Integrationen af den præsenterede platformen er iværksat med en automatisk kontrolsystem og et design af en brugergrænseflade til forbedret og bred anvendelse i fremtiden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| PDMS | Dow Corning | SYLGARD 184 | |
| benchtop engravers | Roland DG | EGX-400 | |
| laser cutting machine | Universal Laser Systems, Inc. | VLS 3.50 | |
| Oxygen plasma treatment system | Femto Science Inc. Korea | CUTE-MPR | |
| solenoid valve | home built | ||
| vacuum pump | ULVAC KIKO, Inc. | DA-30D | |
| 13-nm AuNP solution | TAN Bead Inc., Taiwan | NG-13 | |
| DNA (with 5'-end labeled thiol) | MDBio, Inc., Taiwan | ||
| phosphate buffered saline (PBS) | UniRegion Bio-Tech,. Taiwan | PBS001-1L | |
| sodium dodecyl sulfate (SDS) | J. T. baker | 4095-04 | |
| Hydroxylamine solution (NH2OH) | Sigma-Aldrich | 467804 | |
| Chloroauric acid (HAuCl4) | Sigma-Aldrich | G4022 | |
| sodium chloride (NaCl) | |||
| vortex mixer | Digisystem Laboratory Instruments Inc. | VM-2000 | |
| centrifuge | Hermle Labortechnik GmbH. | Z 216 MK |
References
- Chorley, B. N., et al. Discovery and verification of functional single nucleotide polymorphisms in regulatory genomic regions: current and developing technologies. Mutat. Res. Rev. Mutat. 659 (1), 147-157 (2008).
- Hinds, D. A., et al. Whole-genome patterns of common DNA variation in three human populations. Science. 307 (5712), 1072-1079 (2005).
- Rosenfeld, J. A., Malhotra, A. K., Lencz, T. Novel multi-nucleotide polymorphisms in the human genome characterized by whole genome and exome sequencing. Nucleic Acids Res. , 408 (2010).
- Whelan, S., Goldman, N. Estimating the frequency of events that cause multiple-nucleotide changes. Genetics. 167 (4), 2027-2043 (2004).
- Saiki, R. K., Walsh, P. S., Levenson, C. H., Erlich, H. A. Genetic analysis of amplified DNA with immobilized sequence-specific oligonucleotide probes. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 86 (16), 6230-6234 (1989).
- Kim, S., Misra, A. SNP genotyping: technologies and biomedical applications. Annu. Rev. Biomed. Eng. 9, 289-320 (2007).
- Kwok, P. Y., Chen, X.
- Elghanian, R., Storhoff, J. J., Mucic, R. C., Letsinger, R. L., Mirkin, C. A. Selective colorimetric detection of polynucleotides based on the distance-dependent optical properties of gold nanoparticles. Science. 277 (5329), 1078-1081 (1997).
- Lee, J. S., Han, M. S., Mirkin, C. A. Colorimetric Detection of Mercuric Ion (Hg2+) in Aqueous Media using DNA-Functionalized Gold Nanoparticles. Angew. Chem. 119 (22), 4171-4174 (2007).
- Storhoff, J. J., et al. Gold nanoparticle-based detection of genomic DNA targets on microarrays using a novel optical detection system. Biosens. Bioelectron. 19 (8), 875-883 (2004).
- Bao, Y. P., et al. SNP identification in unamplified human genomic DNA with gold nanoparticle probes. Nucleic Acids Res. 33 (2), 15-15 (2005).
- Chen, Y. T., Hsu, C. L., Hou, S. Y. Detection of single-nucleotide polymorphisms using gold nanoparticles and single-strand-specific nucleases. Anal. Biochem. 375 (2), 299-305 (2008).
- Li, H., Rothberg, L. Colorimetric detection of DNA sequences based on electrostatic interactions with unmodified gold nanoparticles. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101 (39), 14036-14039 (2004).
- Fang, W. F., Chen, W. J., Yang, J. T. Colorimetric determination of DNA concentration and mismatches using hybridization-mediated growth of gold nanoparticle probes. Sensor. Actuat. B Chem. 192, 77-82 (2014).
- Wang, Z., Zhang, J., Ekman, J. M., Kenis, P. J., Lu, Y. DNA-mediated control of metal nanoparticle shape: one-pot synthesis and cellular uptake of highly stable and functional gold nanoflowers. Nano Lett. 10 (5), 1886-1891 (2010).
- Chen, L., Manz, A., Day, P. J. Total nucleic acid analysis integrated on microfluidic devices. Lab Chip. 7 (11), 1413-1423 (2007).
- Lien, K. Y., Liu, C. J., Lin, Y. C., Kuo, P. L., Lee, G. B. Extraction of genomic DNA and detection of single nucleotide polymorphism genotyping utilizing an integrated magnetic bead-based microfluidic platform. Microfluid. Nanofluid. 6 (4), 539-555 (2009).
- Ng, J. K. K., Feng, H. H., Liu, W. T. Rapid discrimination of single-nucleotide mismatches using a microfluidic device with monolayered beads. Anal. Chim. Acta. 582 (2), 295-303 (2007).
- Xing, S., Harake, R. S., Pan, T. Droplet-driven transports on superhydrophobic-patterned surface microfluidics. Lab Chip. 11 (21), 3642-3648 (2011).
- Huang, C. J., Fang, W. F., Ke, M. S., Chou, H. Y. E., Yang, J. T. A biocompatible open-surface droplet manipulation platform for detection of multi-nucleotide polymorphism. Lab Chip. 14 (12), 2057-2062 (2014).
- Mirkin, C. A., Letsinger, R. L., Mucic, R. C., Storhoff, J. J. A DNA-based method for rationally assembling nanoparticles into macroscopic materials. Nature. 382 (6592), 607-609 (1996).
- Ichimura, K., Oh, S. K., Nakagawa, M. Light-driven motion of liquids on a photo-responsive surface. Science. 288 (5471), 1624-1626 (2000).
- Jones, T. B., Gunji, M., Washizu, M., Feldman, M. J. Dielectrophoretic liquid actuation and nanodroplet formation. J. Appl. Phys. 89 (2), 1441-1448 (2001).
- Lee, J., Kim, C. J. C. Surface-tension-driven microactuation based on continuous electrowetting. J. Microelectromech. S. 9 (2), 171-180 (2000).
- Daniel, S., Chaudhury, M. K., De Gennes, P. G. Vibration-actuated drop motion on surfaces for batch microfluidic processes. Langmuir. 21 (9), 4240-4248 (2005).
- Darhuber, A. A., Valentino, J. P., Davis, J. M., Troian, S. M., Wagner, S. Microfluidic actuation by modulation of surface stresses. Appl. Phys. Lett. 82 (4), 657-659 (2003).
