איתור מהיר של מבחני אחידים ביולוגית באמצעות מערכת מגנטית biosensing אפנון

Biology

Your institution must subscribe to JoVE's Biology section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

מערכת מגנטית אפנון biosensing מנוצל במהירות, ברגישות פשוט לזהות מבחני ביולוגיים, כגון מולקולות דנ"א וחלבונים.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Danielli, A., Porat, N., Ehrlich, M., Arie, A. Rapid Homogeneous Detection of Biological Assays Using Magnetic Modulation Biosensing System. J. Vis. Exp. (40), e1935, doi:10.3791/1935 (2010).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

אפנון מגנטי biosensing המערכת (MMB) [1,2] במהירות מטרות ביולוגיים זוהה הומוגנית בריכוזים נמוכים ללא כביסה או צעד ההפרדה. כאשר IL-8 היעד היה נוכח, "sandwich' מבוססי assay מצורף חרוזים מגנטיים עם נוגדן IL-8 ללכוד streptavidin חלבון פלואורסצנטי יחד דרך היעד IL-8 ו-IL-8 biotinylated נוגדן. החרוזים המגנטי תמרן לתוך תנועה oscillatory על ידי יישום הדרגתי לסירוגין השדה המגנטי דרך שני קטבים אלקטרומגנטיים. חלבונים פלורסנט, אשר מחוברים חרוזים מגנטיים מרוכזים לאזור איתור תנועתם פנימה והחוצה של קרן הלייזר אורתוגונליים מייצר אות ניאון תקופתי זה demodulated באמצעות גילוי סינכרוני. המערכת מגנטי biosensing אפנון ששימש בעבר לזהות את רצפי קידוד של החלבון Ibaraki הלא מבניים וירוס 3 (ns3) דנ"א משלים (cDNA) [2]. טכניקות כי הם הפגינו בעבודה זו מניפולציה התעבות חיצונית של חלקיקים עשויים לשמש ליישומים אחרים, כגון משלוח של תרופות מגנטית מצמידים

Protocol

IL-8 assay:

  1. תערובת התגובה כללה את ארבעת המרכיבים הבאים בנפח 100 μl הסופי של המאגר assay בריכוזים שלהם. 10 μl של חרוזים מגנטיים עם נוגדן ללכוד ב 100 חרוזים / ריכוזי הסופי μl, 2 μl של IL-8 biotinylated נוגדן בריכוז 1 הסופי nano-gram/μl, 1 μl של חלבון פלואורסצנטי streptavidin בריכוז 20 סופי nano-gram/μl, ו 1 μl של יעד IL-8 ב pico-gram/μl 0.48. הרכיבים מתווספים אחד אחד למאגר assay הם מזועזעים אז במשך 30 דקות.
  2. תגובה פקד מוכן באותה דרך ללא מטרה IL-8.
  3. התגובות ממוקמות מאוחר יותר ללא הפרדה או צעד כביסה cuvettes ובחן באמצעות מערכת MMB.

MMB המערכת:

  1. מניחים את קובט בעמדה שלו בין שני קטבים אלקטרומגנטיים.
  2. Operate הנוכחית אפנון ולחכות 30 שניות כדי לאפשר צבירה התעבות של החרוזים
  3. מדוד את אות של נעילה ב מגבר באמצעות אוסצילוסקופ.

נציג תוצאות:

בדיקה חזותית של חרוזים מצטברים הציג הבדל מובהק בין התגובה עם יעד והתגובה ללא המטרה. בכל התגובות עם יעד, חרוזים יצרו המצרפי אחת, צפופה נכנסו ויצאו קרן לייזר באופן להתאחד. עם זאת, התגובה ללא כל יעד, חרוזים היו מצטברים פחות תנועה שלהם היה פחות להתאחד (ראו תרשים 1).

איור 1
איור 1: בדיקה ויזואלית של immunoassay של כריך (א) ללא המטרה IL-8 (ב) עם יעד IL-8.

השעון אפנון מוט (צהוב) ואת אות פלט PMT (מג'נטה) תוך גילוי 0.48 פיקו גרם IL-8 יעד מוצגים באיור 1 (א). אפנון תדר עבור כל מוט נמצא הרץ 2. עם זאת, כפי שהיה צפוי תיאורטית, כאשר החרוזים להעביר את קרן הלייזר, PMT מזהה את אור ניאון ויש שיא מתח הפלט PMT. לכן, תדירות demodulation נמצא הרץ 4. כאשר האות PMT ואת השעון הוכפל אפנון (ב הרץ 4) ניזונים לנעול את המגבר ב, גלאי שלב רגיש מזהה את הסנכרון והתוצאות עם מתח גבוה (ראו תרשים 2).

איור 2
איור 2: (א) את השעון אפנון (צהוב) ואת האות PMT (מג'נטה), כאשר 0.48 זיהוי פיקו גרם IL-8 היעד. (ב) מנעול הביא מתח מגבר בשני סריקות שונות.

לנעול מגבר לא לזהות כל אות כאשר המדגם לשלוט נבדק. עובדה זו, יחד עם ההבדל החזותי צבירה עולה כי מערכת MMB ניתן לזהות בבירור את נוכחותם של יעד IL-8.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

לסיכום, הראינו כי מערכת MMB יכול לשמש כדי לזהות נוכחות של היעד IL-8 בריכוזים נמוכים (0.5 גרם פיקו הוא גבול הגילוי של Bio-Plex מבחני ציטוקין Precision Pro [3,4]). היכולת של המערכת אינה מוגבלת IL-8 והוא יכול לשמש כדי לזהות חלבונים אחרים. היתרונות של מערכת MMB הן את היכולת לזהות את היעד במהירות ללא הפרדה או צעד כביסה. לכן, זה מקל על תהליך האיתור מאפשרת המערכת לשמש ביישומים בתחום.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgements

עבודה זו נתמכה בחלקה על ידי קרן הורוביץ Ishaya.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. 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).
  3. Bio-Rad "Human angiogenesis assay panel". Bio-Plex Pro. Forthcoming.
  4. Instruction Manual. Bio-Plex Precision Pro Cytokine Assay. Bio-Rad Laboratories. Hercules, CA. Forthcoming.

Comments

2 Comments

  1. In regards to the IL-8 Assay: [1] Did you have a specific concentration values on hand? [²] Is there a specific pH range that you used? [3] How did you optimize so that the target antigen would bind to both the magnetic bead and the fluorescent protein?

    Reply
    Posted by: Anonymous
    August 19, 2010 - 2:26 PM
  2. Hi Michael,
    Here are the answers to your questions:
    [1] Did you have a specific concentration values on hand?

    We made several concentrations according to the Bio-Rad kit that we used. We chose to present the results with the smallest concentration that we made.

    [²] Is there a specific pH range that you used?

    We used the assay buffer of the kit. I guess that it had the optimal ph for the reaction.

    [3] How did you optimize so that the target antigen would bind to both the magnetic bead and the fluorescent protein?

    This kit is optimized already. You may check the reference list of the JoVE manuscript and see the kit&#x²019;s specifications. For further information on the MMB system as well as on the IL-8 kit, I suggest that you look at additional paper that we published: A. Danielli, N. Porat, M. Ehrlich, and A. Arie, &#x²01C;Magnetic modulation biosensing for rapid and homogeneous detection of biological targets at low concentrations&#x²01D;, Current Pharmaceutical Biotechnology, 11, 1²8-137 (²010)

    Best regards,

    Amos Danielli

    Reply
    Posted by: Amos D.
    November 2, 2010 - 3:44 PM

Post a Question / Comment / Request

You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

Usage Statistics