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Microfluidic Sanger ordonnançant des technologies

Par Shelley Farrar, GCS, BSC

L'ordonnancement de Sanger concerne séquencer l'ADN en copiant d'abord l'ADN monocatenaire en ajoutant des nucléotides au réseau. Chaque fragment d'ADN est mis fin par la constitution d'un deoxynucleotide fluorescent marqué.

Ordonnancement d
Ordonnancement d'ADN. Crédit d'image : ktsdesign/Shutterstock

Une séquence est formée pendant que les éclats sont séparés par l'électrophorèse capillaire de choix et puis mettent dans la commande par la marque fluorescente de base-détail. Des séquences chevauchantes sont arrangées de la sortie pour réfléchir la séquence génomique réelle.

L'étape progressive vers l'ordonnancement robotisé d'ADN a commencé par les plates-formes de système qui se sont composées des gels minces de brame, puis de l'utilisation des capillaires, et maintenant d'une frite microfabricated. Sanger ordonnançant initialement a exigé des réactifs coûteux aux grands volumes afin d'accomplir la limite minimale exigée de volume ; cependant, Sanger microfluidic ordonnançant des technologies permettent à des volumes témoin d'être réduits.

D'autres avances ont été introduites ; les techniques de laboratoire multiples utilisées pour l'ordonnancement de Sanger ont été intégrées sur une frite, avec ce type d'application souvent désigné technologie sous le nom de ` de laboratoire-sur-un-frite'. Des échantillons sont reliés à un système microfluidic où les volumes sont à l'écaille de nanoliter.

La structure des frites de Microfabricated

L'ADN ordonnançant des frites ont une construction de quatre-couche et ne sont habituellement pas plus que quelques dizaines de centimètres carrés. La matière la plus courante employée est glace de borofloat sous forme de 100 disques en verre de mm. Les deux premiers disques en verre thermiquement collés retiennent les glissières d'électrophorèse capillaire.

La troisième couche se compose parfois d'une membrane du polydimethylsiloxane (PDMS), qui avec la couche en verre inférieure de disque, forment les interconnexions de glissière.  La matière employée a l'avantage de la bonne conduction thermique et d'une chimie extérieure bien documentée. Les frites peuvent être fabriquées avec profondément et des glissières d'étroit à un coût bas. De tels rapports hauteur/largeur géométriques élevés ont l'avantage de rallonger la séquence sensibilité de dépistage s'affiche et d'augmentations.

Comparaison des dispositifs de Microfluidic à l'ADN précédent ordonnançant des méthodes

L'utilisation du débit microfluidic d'augmentations de plates-formes par rapport à l'électrophorèse capillaire de choix à cause des temps améliorés d'injection et de séparation d'échantillon. L'électrophorèse capillaire de choix insère l'échantillon par l'intermédiaire de l'injection électrocinétique dans le capillaire. La méthode a seulement peu de temps d'injection signifier que des petites quantités d'échantillon sont introduites.

Une polarisation vers des fragments d'ADN plus courts peut également se produire avec cette méthode. Puisque l'échantillon est introduit par l'intermédiaire d'un réseau de glissière dans des dispositifs microfluidic, ils ont une susceptibilité réduite à ces problèmes d'injection. Les frites microfabricated tôt ont manifesté le modèle formé d'injecteur du ` T' qui a été remplacé par modèle d'injecteur de doublet excentré de ` de croix-T de `' ou un' ; ceci a fourni le contrôle supérieur d'échantillon.

La sur-frite d'électrophorèse capillaire fournit les temps de séparation qui sont électrophorèse capillaire que traditionnelle de dix fois plus rapidement et cents fois plus rapidement que des gels de brame.

Avantages de Microfluidic Sanger ordonnançant des technologies

Le principal avantage de Sanger microfluidic ordonnançant des technologies est qu'elles fournissent l'intégration de beaucoup de protocoles de laboratoire, y compris traiter d'échantillon, réaction, séparation et dépistage. Quand des échantillons sont transportés entre les instruments il y a un risque de dilution ou de perte d'échantillon.

La contamination devient une autre édition pendant le transport quand l'échantillon contient un numéro de copie inférieur ou est d'un unicellulaire. En pareil cas le contaminant peut accabler l'échantillon. Le système automatique entièrement intégré dans des dispositifs microfluidic signifie que ces problèmes sont évités et il y a des performances améliorées.

How does Sanger Sequencing Work? – Seq It Out #1

La vitesse de l'analyse a également augmenté à cause des distances plus courtes de diffusion et du chauffage rapide. Le contact et les méthodes de chauffage de non contact se sont avérés adaptés pour les dispositifs microfluidic. Sanger traditionnel ordonnançant la liquidation exige des réactifs chers ou un coûteux en temps propre utilisant l'éthanol.

En comparaison, l'échantillonnage robotisé emploie moins de réactif pour la liquidation et est pour cette raison plus rentable. Tandis que la glace a un coût matériel élevé général, le prix de la fabrication peut être abaissé une fois fabriqué en quantité élevée. En outre, la consommation accrue de plastiques bon marché et les moyens Sanger microfluidic d'élastomères ordonnançant des technologies sont une méthode rentable d'ordonnancement d'ADN.

Sources :

  1. Kan, C. et autres 2009. Ordonnancement d'ADN et génotypage dans les systèmes miniaturisés d'électrophorèse, électrophorèse, 25, Pp. 3564-3588. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15565709
  2. Metzker, M.L. 2005. Technologies émergentes dans l'ADN ordonnançant, recherche de génome, 15, pp.1767- 1776. http://genome.cshlp.org/content/15/12/1767.full
  3. Paegel, B.M. et autres 2003. Dispositifs de Microfluidic pour l'ordonnancement d'ADN : préparation des échantillons et analyse électrophorétique. Opinion actuelle en biotechnologie, 14, Pp. 42-50. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0958166902000046
  4. Bruijns, B. et autres 2016. Dispositifs de Microfluidic pour l'analyse de l'ADN légale, biocapteurs, 6, e41. http://www.mdpi.com/2079-6374/6/3/41
  5. Liu, P. et Mathies, R.A. 2009. Systèmes microfluidic intégrés pour l'analyse génétique performante, tendances en biotechnologie, 10, Pp. 572-581. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19709772

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Last Updated: Feb 26, 2019

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