Aplicações de arranjar em seqüência de Microfluidic Sanger

Arranjar em seqüência de Microfluidic Sanger é a aplicação do método de Sanger do ADN que arranja em seqüência em uma microplaqueta; conseqüentemente, isto permite a manipulação dos líquidos no tamanho submicrónico. Exigindo volumes de amostra muito menores, arranjar em seqüência microfluidic de Sanger automatiza os processos da reacção, da separação e da detecção. A escamação menor fornece a vantagem de reduzir tempos da difusão e a relação do superfície-área-à-volume significa que a transferência do calor está aumentada enquanto o tamanho é reduzido.

Crédito: ktdesign/Shutterstock.com

Além disso, os sistemas microfluidic no micro e na nano-escala reflectem mais exactamente o ambiente celular, porque os processos de transporte físico-químicos da maioria de função de sistemas biológica no mesmos escalam. Enquanto as microplaquetas podem ser manufacturados barata em grandes números, os benefícios desta tecnologia estão sendo aplicados aos laboratórios em campos biomoleculares tais como a análise genética.

ADN que arranja em seqüência através de arranjar em seqüência microfluidic de Sanger

Embora há outros métodos altos da produção de arranjar em seqüência o ADN, arranjar em seqüência microfluidic de Sanger é um método robusto, com uma baixa taxa de erro e uns comprimentos por muito tempo lidos (700-800 pares baixos). Isto fazem o método particularmente apropriado para arranjar em seqüência grandes genomas novos ou os segmentos do genoma que são rearranjados altamente. Sanger que arranja em seqüência trabalhos incorporando um deoxynucleotide fluorescente etiquetado à extremidade terminal de um fragmento do ADN. Uma seqüência pode então ser formada com os fragmentos do ADN colocados em ordem pela etiqueta fluorescente base-específica.

A microplaqueta microfluidic incorpora todos os processos importantes de Sanger que arranjam em seqüência, incluindo a purificação térmica do ciclismo e da amostra antes da separação pela electroforese. Os dispositivos microfluidic inteiramente integrados permitem conexões eficientes entre processos do laboratório, a perda de minimização e a diluição das amostras. Umas revelações mais adicionais da em-microplaqueta do processo formaram a capacidade para arranjar em seqüência pela desnaturação. Os fragmentos fluorescente etiquetados de Sanger, que são específico baixo do fim, desnaturam sequencialmente aquecendo. Enquanto a temperatura da desnaturação correlaciona com o número de bases, a diminuição no sinal fluorescente fornece a seqüência baixa.

Dispositivos e arranjar em seqüência microfluidic inteiramente integrados do genoma

Há uma procura de expansão para as aplicações médicas e pessoais do genoma que arranjam em seqüência, com a procura para a medicina personalizada em curso. As variações genéticas encontradas em um genoma individual têm a capacidade para ser usado como marcadores para:

  1. Diagnóstico.
  2. Prognóstico.
  3. Prevenção da desordem.
  4. Alvos do tratamento.

Os avanços futuros neste campo exigirão a etapa fundamental de arranjar em seqüência do ADN. Enquanto o outro ADN que arranja em seqüência métodos tem uma produção mais alta, arranjar em seqüência microfluidic de Sanger consegue o ADN rápido e barato que arranja em seqüência das únicas cópias do molde do ADN, que faz a técnica serida particularmente a arranjar em seqüência grandes genomas das únicas pilhas.

O ADN integrado Microbead que arranja em seqüência o bioprocessor (das MENTES) integra as tecnologias exigidas amplificando um único molde e então executando arranjar em seqüência de Sanger. o molde do ADN da Único-cópia é amplificado com os microbeads functionalized primeira demão em uma solução do nanoliter. As barbas clonal produzidas são introduzidas então ao bioprocessor das MENTES que executa arranjar em seqüência integrado de Sanger. O nanoliter-volume integrado arranjando em seqüência o sistema foi mostrado a para salvar o custo, o tempo e o espaço em comparação com arranjar em seqüência inteiro convencional de Sanger do genoma. O dispositivo microfluidic fornece o potencial projetando um sistema praticável que possa ser usado para arranjar em seqüência pessoal da produção média.

Dispositivos de Microfluidic e perfilamento judicial do ADN

Arranjar em seqüência do ADN é exigido igualmente para o exame de repetições em tandem curtos (STRs). STRs é seqüências curtos da variação genética chamadas os polimorfismo que podem variar de pessoal. O STRs o mais variável é útil para finalidades humanas da identificação e é usado rotineiramente em casos judiciais. Devido a isto, os dispositivos microfluidic têm a capacidade para acelerar o ADN judicial que perfila das cenas do crime. As técnicas de laboratório múltiplas integradas em uma microplaqueta fornecem uma estadia de análise rápida. As microplaquetas guardaram a amostra em um ambiente microfluidic fechado que reduz o risco de contaminação colateral. Os dispositivos de Microfluidic são portable e projetado freqüentemente para o único uso, significando eles fornecem a possibilidade de análise na cena do crime o risco reduzido de contaminação. Contudo, a maioria de tipos da entrada para dispositivos microfluidic são lysate ou material genomic já refinado, exigindo a pre-preparação. Alguns dispositivos comerciais foram desenvolvidos que usam cotonetes orais como a entrada, mas exigirão a estandardização para a validação da evidência.

Fontes

  1. Yeo, L.Y. e outros 2011. Dispositivos de Microfluidic para bioapplications. Pequeno, 3, pp. 12-48. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201000946/abstract
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  3. Bruijns, B. e outros 2016. Dispositivos para a análise judicial do ADN, Biosensors de Microfluidic, 6, e41. http://www.mdpi.com/2079-6374/6/3/41
  4. Liu, P. & Mathies, R.A. 2009. Sistemas microfluidic integrados para a análise genética de capacidade elevada, tendências na biotecnologia, 27, pp. 572-581. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167779909001206

[Leitura adicional: Arranjar em seqüência do ADN]

Last Updated: Feb 26, 2019

Shelley Farrar Stoakes

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Shelley Farrar Stoakes

Shelley has a Master's degree in Human Evolution from the University of Liverpool and is currently working on her Ph.D, researching comparative primate and human skeletal anatomy. She is passionate about science communication with a particular focus on reporting the latest science news and discoveries to a broad audience. Outside of her research and science writing, Shelley enjoys reading, discovering new bands in her home city and going on long dog walks.

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