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Microfluidic Sanger que ordena tecnologías

Por Shelley Farrar, MSc, BSCA

La secuencia de Sanger implica el ordenar de la DNA primero copiando la DNA de una sola fila agregando los nucleótidos a la cadena. Cada fragmento de la DNA es terminado por la incorporación de un deoxynucleotide fluorescente etiqueta.

Secuencia de la DNA. Haber de imagen: ktsdesign/Shutterstock
Secuencia de la DNA. Haber de imagen: ktsdesign/Shutterstock

Se forma una serie mientras que los fragmentos son separados por la electroforesis capilar del arsenal y después ponen en orden por la escritura de la etiqueta fluorescente base-específica. Las series que recubren se arreglan del rendimiento para reflejar la serie genomic real.

La progresión hacia la secuencia automatizada de la DNA comenzó con las plataformas del sistema que consistieron en los geles finos de la plancha, después el uso de capilares, y ahora de una viruta microfabricated. Sanger que ordenaba originalmente requirió los reactivos costosos en los altos volúmenes para satisfacer el límite mínimo requerido del volumen; sin embargo, Sanger microfluidic que ordena tecnologías permite que los volúmenes de muestra sean reducidos proporcionalmente.

Se han introducido otros avances; las técnicas de laboratorio múltiples usadas para la secuencia de Sanger se han integrado sobre una viruta, con este tipo de uso designado a menudo tecnología de la laboratorio-en-uno-viruta del `'. Las muestras se interconectan a un sistema microfluidic donde están los volúmenes en la escala del nanoliter.

La estructura de las virutas de Microfabricated

La DNA que ordena virutas tiene una construcción de la cuatro-capa y es generalmente no más que algunos diez de centímetros cuadrados. El material más común usado es cristal del borofloat bajo la forma de 100 fulminantes del cristal del milímetro. Los primeros dos fulminantes de cristal térmicamente pegados llevan a cabo los canales capilares de la electroforesis.

La tercera capa consiste en a veces una membrana del polydimethylsiloxane (PDMS), que junto con la capa de cristal inferior del fulminante, forman las interconexiones del canal.  El material usado tiene la ventaja de la buena conductividad térmica y de una química superficial bien documentada. Las virutas se pueden fabricar con los canales profundos y estrechos en un bajo costo. Tales altas relaciones de aspecto geométricas tienen la ventaja de alargar serie sensibilidad de la detección leen y del aumento.

Comparación de los dispositivos de Microfluidic a la DNA anterior que ordena métodos

El uso de la producción microfluidic de los aumentos de las plataformas con respecto a la electroforesis capilar del arsenal debido a los tiempos perfeccionados de la inyección y de la separación de la muestra. La electroforesis capilar del arsenal inserta la muestra vía la inyección electrocinética en el capilar. El método tiene solamente un rato corto de la inyección el significar que las pequeñas cantidades de muestra están introducidas.

Una polarización negativa hacia fragmentos más cortos de la DNA puede también ocurrir con este método. Porque la muestra se introduce vía una red del canal en dispositivos microfluidic, tienen una susceptibilidad reducida a estos problemas de la inyección. Las virutas microfabricated tempranas visualizaron diseño dado forma del inyector del ` un T el' que se ha reemplazado por diseño del inyector del doblete descentrado del ` de la cruz-T del `' o un'; esto ofreció mando superior de la muestra.

La en-viruta capilar de la electroforesis ofrece los tiempos de la separación que son electroforesis capilar que tradicional de diez veces más rápidamente y cientos veces más rápidamente que los geles de la plancha.

Ventajas de Microfluidic Sanger que ordenan tecnologías

La ventaja principal de Sanger microfluidic que ordena tecnologías es que ofrecen la integración de muchos protocolos del laboratorio, incluyendo el manejo de la muestra, la reacción, la separación y la detección. Cuando las muestras se transportan entre los instrumentos hay un riesgo de dilución o de baja de la muestra.

La contaminación se convierte en otra entrega durante transporte cuando la muestra contiene un número de copia inferior o es de un unicelular. En estos casos el contaminante puede abrumar la muestra. El sistema automático completo integrado en dispositivos microfluidic significa que estos problemas están evitados y hay un funcionamiento perfeccionado.

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

La velocidad del análisis también ha aumentado debido a distancias más cortas de la difusión y la calefacción rápida. El contacto y los métodos de calefacción sin contacto se han encontrado para ser convenientes para los dispositivos microfluidic. Sanger tradicional que ordena limpieza requiere o los reactivos costosos o un que toma tiempo limpia con el etanol.

En comparación, el muestreo automatizado utiliza menos reactivo para la limpieza y es por lo tanto más de poco costo. Mientras que el cristal tiene un alto costo material general, el precio de la fabricación puede ser bajado cuando está fabricado en altas cantidades. Además, el uso cada vez mayor de plásticos baratos y los medios Sanger microfluidic de los elastómeros que ordena tecnologías son un método de poco costo de secuencia de la DNA.

Fuentes:

  1. Kan, C. y otros 2009. DNA que ordena y genotyping en los sistemas miniaturizados de la electroforesis, electroforesis, 25, págs. 3564-3588. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15565709
  2. Metzker, M.L. 2005. Tecnologías emergentes en la DNA que ordena, investigación del genoma, 15, pp.1767- 1776. http://genome.cshlp.org/content/15/12/1767.full
  3. Paegel, B.M. y otros 2003. Dispositivos de Microfluidic para la secuencia de la DNA: preparación de la muestra y análisis electroforético. Opinión actual en biotecnología, 14, págs. 42-50. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0958166902000046
  4. Bruijns, B. y otros 2016. Dispositivos para el análisis forense de la DNA, biosensores, 6, e41 de Microfluidic. http://www.mdpi.com/2079-6374/6/3/41
  5. Liu, P. y Mathies, R.A. 2009. Sistemas microfluidic integrados para el análisis genético de alto rendimiento, tendencias en biotecnología, 10, págs. 572-581. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19709772

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Last Updated: Feb 26, 2019

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