Jednoniciowe DNA (ssDNA) było szeroko rozważane jako molekularny element rozpoznający (MRE) ze względu na jego wewnętrzne właściwości do hybrydyzacji DNA-DNA1,2. Rozwój systemów syntetycznych ssDNA może prowadzić do zastosowań biologicznych, takich jak mikromacierze DNA3, oligoterapie, diagnostyka i zintegrowane wykrywanie molekularne oparte na interakcjach uzupełniających4,5.
Do tej pory, mikrometrowe cząstki polimeru zostały z powodzeniem zademonstrowane za pomocą urządzeń mikroprzepływowych. Udowodniono, że kilka technik mikroprzepływowych jest skutecznych w wytwarzaniu wysoce jednorodnych mikrosfer przy ciągłym przepływie w środowisku mikrokanałowym6,7.
W badaniu Lee et al.8, zgłoszono opartą na kropelkach platformę mikroprzepływową do mikroprzepływowej syntezy kopolimeryzowalnych oligo-mikrosfer i amplifikacji ssDNA. Platforma mikroprzepływowa składa się z dwóch warstw PDMS (polidimetylosiloksan): górnej części z siecią kanałów mikroprzepływowych do generowania mikrosfery i dolnej płaskiej części. Składają się one z trzech rodzajów kanałów fluidycznych PDMS: 1) kanału skupiającego przepływ do generowania kropel, 2) kanału serpentynowego do mieszania dwóch roztworów oraz 3) kanału polimeryzacji sekwencyjnej do krzepnięcia mikrosfery. Po wprowadzeniu dwóch niemieszających się przepływów do jednego kanału przepływowego PDMS, przepływy te mogą być wymuszone przez strukturę wąskiego otworu. Zachowania przepływu, takie jak geometria kanału, natężenie przepływu i lepkość, wpływają na rozmiar i morfologię mikrosfery. W związku z tym główny strumień cieczy można podzielić na monosfery w mikroskali9,10.
Tutaj dostępny jest szczegółowy protokół mikrosferycznego PCR do amplifikacji ssDNA. W pierwszej kolejności opisano proces projektowania urządzeń mikroprzepływowych opartych na kropelkach. Następnie wyjaśniono sposób, w jaki mikrosfery poliakrylamidu mogą być funkcjonalizowane za pomocą losowej matrycy DNA w sposób komplementarny. Na koniec pokazano protokół mikrosferycznego PCR do amplifikacji ssDNA.
Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w technice kombinatorycznej systemu mikroprzepływowego i dziedzinie biotechnologii molekularnej, takiej jak urządzenia mikroprzepływowe i metoda asymetrii PCR. Głównymi zaletami tej techniki jest wydajne wytwarzanie wysoce zhomogenizowanych mikrosfer oraz produkcja jednoniciowego DNA bez dodatkowych etapów separacji. Implikacje tej techniki rozciągają się w kierunku diagnozy lub terapii różnych chorób.
Ponieważ generowanie jednoniciowego DNA ma kluczowe znaczenie dla testów ap-ta-mo-sis, można je wykorzystać do wykrywania i leczenia. Chociaż metoda ta może zapewnić wgląd w trójwymiarowy system mikroprzepływowy w MEMS, może być również stosowana do innych systemów stosowanych do wykrywania i leczenia chorób. Ogólnie rzecz biorąc, osoby, które są nowe w tej metodzie, będą miały trudności z prawidłowym kontrolowaniem płynów płynących w odwrotnym kierunku.
Wizualna demonstracja tej metody ma kluczowe znaczenie dla obserwacji powstawania mikrosfer w geometrii skupiającej przepływ i krzepnięcia generowanych mikrosfer. Najpierw przygotuj 20 mililitrów płynnego prepolimeru PDMS, mieszając polimer bazowy i katalizator w stosunku 10 do jedn