تسلسل الحمض النووي باستخدام قطرة المستندة إلى تقنية ميكروفلويديك

قطرة تشكيل التكنولوجيا تمكن الباحثين من إجراء دراسات واسعة النطاق باستخدام الحد الأدنى من حجم العينة ، مما يجعل تسلسل الحمض النووي أكثر كفاءة واقتصادا . وبالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تساعد في تحديد التغيرات الصغيرة في الخلايا الفردية المرتبطة بتشخيص السرطان . في هذه الورقة ، تطبيق قطرة تشكيل في تحليل الحمض النووي هو بحث ، و الإعداد الأساسية باستخدام قطرة ميكروفلويديك هو عرض .

1 الفرص والتحديات في تحليل الحمض النووي

العلماء تحليل الحمض النووي لتحديد الطفرات السرطانية ، وتوصيف الأجسام المضادة البشرية ، وتحديد الكائنات الحية الدقيقة . تحليل الحمض النووي ينطوي على مجموعة متنوعة من التقنيات ، بما في ذلك تسلسل الجينوم باستخدام صفائف المعروفة أو باستخدام الجيل القادم من التسلسل ( NGS ) منصة .

على نطاق واسع باستخدام رقاقة صفائف موازية تحليل NGS منصة يمكن الكشف عن مئات الملايين من الجزيئات في وقت واحد ، مما يقلل من التكاليف وتحسين الكفاءة ( [ 1 ] ) .

ومع ذلك ، فإن القدرة التحليلية التقليدية رقاقة صفائف محدودة ، بالإضافة إلى معالجة السوائل والكواشف نظم الهجين المطلوبة ، مما يزيد من تعقيد العملية التجريبية والحد من الإنتاجية الإجمالية . من أجل الحد من تكلفة كل قاعدة التسلسل ، ونحن عادة ما تحتاج إلى معالجة عينات متعددة في وقت واحد ، ولكن على الرغم من أن رمز شريط العلامات يمكن أن تخفف من هذه المشكلة جزئيا ، فإنه يزيد من وقت التجربة .

2 قطرة السائل على أساس تكنولوجيا ميكروفلويديك

microfluidic القطرة التكنولوجيا هو استخدام غير قابلة للامتزاج المرحلة ( عادة المياه والنفط المرحلة ) لتوليد قطرات منفصلة ، من خلال مضخة ميكروفلويديك سرعة عالية ودقة التحكم في تشكيل قطرات [ 3 ] . وتشمل مزاياها الرئيسية :

• انخفاض حجم العينة المطلوبة

• درجة عالية من التشغيل الآلي

• تدفق عالية

• منخفضة التكلفة

جهاز ميكروفلويديك يمكن التحكم في حجم السائل بسرعة وبدقة ، وتحسين الإنتاجية من تحليل الحمض النووي . على سبيل المثال ، قطرة ميكروفلويديك التكنولوجيا يمكن أن تولد و فرز الآلاف من قطرات في الثانية الواحدة ( [ 1 ] ) .

كل قطرة هو رد فعل مستقل الدائرة ، والتي يمكن استخدامها في التطبيقات الرقمية PCR العد الجزيئي ، بلورة البروتين وفحص تحليل التعبير الجيني . رد فعل مرات يمكن أن تزيد مع زيادة معدل تشكيل قطرات ، وانخفاض حجم القطرة يمكن أن تقلل من استهلاك كاشف ، مما يجعل التجربة أكثر مرونة ( [ 1 ] ) .

عموما ، هذه التكنولوجيا يمكن أن تجعل مئات الملايين من ردود الفعل مع القليل جدا من استهلاك الكواشف ، وبالتالي حد كبير في تحسين الكفاءة وخفض التكاليف . ومع ذلك ، على عكس نقطة ثابتة على أساس الكشف عن رقاقة مجموعة ، قطرات السائل المتدفقة في قناة ميكروفلويديك و لا يمكن أن تكون علامة على رد الفعل من خلال معلومات الموقع .

3 ارتفاع تدفق خلية واحدة تسلسل الجينوم

تسلسل التقليدية غالبا ما يكون من الصعب الكشف عن الطفرات الصغيرة في الجينوم ، حتى العلماء استخدام خلية واحدة تسلسل الجينوم الكامل لتحديد عدد النسخ و الطفرات النوكليوتيدات واحد [ 2 ] .

تدفق عالية ، قابلة للتوسيع خلية واحدة التسلسل يمكن أن تتحقق من خلال تقنية ميكروفلويديك . . . . . . . على سبيل المثال ، دراسة تحليل الحمض النووي الجينوم التضخيم من الخلايا السرطانية الفردية باستخدام تقنية وضع العلامات الباركود . هذه الطريقة يمكن الكشف عن الخلايا مع الطفرات المرضية في مرحلة مغفرة من السرطان ، وكشف عن تطور السلالة المعقدة من سرطان الدم النخاعي الحاد ( AML ) الأورام . ولذلك ، فإن هذه التكنولوجيا من المتوقع أن تزيد من دقة تحليل التباين الجينوم السرطان ، وتحسين استراتيجية العلاج الفردي ( [ 3 ] ) .

4 كيف تبدأ التجربة ؟

قطرة ميكروفلويديك التكنولوجيا يوفر تدفق عالية ومنخفضة التكلفة طريقة تحليل الحمض النووي . إذا كنت ترغب في إجراء التجارب ذات الصلة ، وفيما يلي المعدات الأساسية المطلوبة :

2-3 مضخات ميكروفلويديك( أو مضخة مع 2-3 قنوات ، مثل مضخة 4U ) - السيطرة على تدفق مستمر ( النفط المرحلة ) و تفريق المرحلة ( المرحلة المائية ) . 4U مضخة الضغط أو 2-3 exigo ميكروفلويديك مضخة حقن يوصى . 4U مضخة الضغط يمكن التحكم بشكل مستقل في 4 قنوات لتحقيق الاستقرار والدقة في التحكم في التدفق .

• 1 ف - 4تدفق الاستشعار-- في الوقت الحقيقي رصد تدفق النفط والمياه لضمان استقرار السائل .

• رقاقة ميكروفلويديك-- توليد قطرات وضمان إمكانية التحكم في حجم القطرة .

• قناة مستقرة سطح تعديل المواد الكيميائية-- تحسين استقرار قطرات .

• بالسطح-- استقرار واجهة الزيت عن الماء ، وتعزيز استقرار قطرات .

• النفط المرحلة-- تحسين استقرار قطرات .

• خط أنابيب-- ربط مضخة مع رقاقة ميكروفلويديك .

نقطة في علم الأحياءيوفر لك وقفة واحدة حل ميكروفلويديك

في الوقت الحاضر ، لدينا العديد من الحلول المهنية بما في ذلك إنتاج microfluidic قطرة ، خلية ثقافة ، توليف / إعداد جسيمات متناهية الصغر من الحويصلية ، الجهاز رقاقة ، رقاقة ميكروفلويديك ، الخ .

إذا كان لديك أي متطلبات ذات صلة ، يرجى الاتصال بنا !

المراجع

1. Abate, آدم R وآخرون. “تحليل تسلسل الحمض النووي مع microfluidics القائمة على قطرات.” مختبر على شريحة المجلد. 13,24 (2013): 4864-9. دوي: 10.1039 / c3lc50905b

2. بيليغرينو، موريزيو وآخرون. "تسلسل الحمض النووي ذات الخلية الواحدة عالية الإنتاجية لأورام سرطان الدم اللوكيمي الفخاري الحاد مع قطرات microfluidics." بحث الجينوم المجلد. 28,9 (2018): 1345-1352. دوي:10.1101/gr.232272.117

3. Sohrabi، S., & Moraveji، M. K. (2020). قطرة الميكروفلويديكس: أساسيات وتطبيقاتها المتقدمة. RSC Advances، 10(46)، 27560-27574.