تطبيق المجهرية البوليسترين في PCR الرقمي

باعتباره الجيل الثالث من PCR, يتمتع PCR الرقمي بمزايا القياس الكمي المطلق, متطلبات عينة منخفضة, حساسية عالية, والتسامح مع المثبطات, ويستخدم على نطاق واسع في الكشف عن طفرة الجينات, اختلاف رقم النسخ, الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض, والمحاصيل المعدلة وراثيا. إن PCR الرقمي الموجود في السوق هو بشكل عام Droplet Digital PCR (ddPCR) ممثلة بـ Bio-Rad و Chip Digital PCR (cdPCR) يمثلها ثيرمو فيشر; أي., يقوم Bio-Rad بتقسيم نظام التضخيم إلى وحدات نانو أو ميكرون بواسطة تقنية الموائع الدقيقة على شكل ماء في زيت, بينما يقوم Thermo Fisher بتقسيم نظام التضخيم إلى وحدات نانو أو ميكرون بواسطة تقنية الموائع الدقيقة, ويقوم Thermo Fisher بتقسيم نظام التضخيم إلى وحدات نانو أو ميكرون بواسطة تقنية الموائع الدقيقة. تقوم وحدات الميكرومتر و Thermo Fisher بفصل نظام التضخيم إلى وحدات نانو / ميكرومتر عن طريق القطع المادي. يتم استخدام هذين المسارين التكنولوجيين على نطاق واسع مع ميكروفلويديك قطيرات Bio-Rad, والذي يقدم مزايا كبيرة للتصغير, الهيكلة الإقليمية, والتوازي بسبب قدرته على تغليف الكرات المجهرية, الخلايا, والكواشف الأخرى في المفاعلات الدقيقة النانوليتر أو البيكولتر.

الإكسوزومات هي حويصلات غشائية تحت الميكرون (30-200 نانومتر) تفرزها الخلايا وتحتوي على معلومات مهمة مثل البروتينات, الحمض النووي الريبي الصغير, والحمض النووي, والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالخزعات السائلة السريرية لتشخيص الأمراض والاختبارات الإنذارية. لكن, يشكل صغر حجمها تحديًا كبيرًا لعزل الإكسوسومات من سوائل الجسم المعقدة ذات الإنتاجية العالية والنقاء. تثبيت تشو وآخرون. اقترح بنية قناة موجة عكسية باستخدام سائل لزج مرن مع إضافة بوليمرات متوافقة حيوياً [2] للتركيز بالقصور الذاتي المرن وفرز الجسيمات دون الميكرونية والإكسوسومات. ينتج هيكل قناة الموجة المتكررة تدفقًا دوريًا عكسيًا ثانويًا للسائل الدقيق الذي يعزز تركيز الغلاف الميكروي مقارنةً بالقناة المباشرة التقليدية. باستخدام أربعة أحجام مختلفة من مجالات submicron الفلورسنت (1 ميكرومتر, 500 نانومتر, 300, و 100 نانومتر) لدراسة سلوك التركيز في ظل ظروف مختلفة, لقد حققوا أمرًا بسيطًا, عالية الإنتاجية, فرز خالي من الملصقات للإكسوسومات بنقاء أعلى من 92% والانتعاش أعلى من 81%. قد توفر تقنية فرز الإكسوسوم المرنة بالقصور الذاتي منصة واعدة لمختلف الدراسات البيولوجية والتطبيقات الصيدلانية المتعلقة بالإكسوسوم..

وعلى الرغم من الإمكانات الكبيرة لهذه التطبيقات, يتم تغليف الكرات المجهرية/الخلايا بشكل عشوائي تمامًا, ومقيدة بتوزيع بواسون. من الناحية النظرية، فإن احتمال وجود قطرة مغلفة بغلاف مجهري واحد لا يزيد عن 37%, إهدار عدد كبير من الكرات المجهرية وأقسام القطرات مما يؤدي إلى انخفاض إنتاجية الكشف. لتحسين الاستفادة من الكرات المجهرية أو الخلايا النادرة, تستخدم الطرق شائعة الاستخدام عادةً وسيلة نظرية (lect) < 0.1 من الكرات المجهرية/الخلايا لكل قطرة لتحديد تركيز الكرات المجهرية المطبقة, مما يؤدي إلى معدل تغليف منخفض جدًا للكريات المجهرية الفردية, عادة أدناه 10%. الاستفادة من العدد اللانهائي من القطرات في نظام القطرات, توزيع بواسون له تأثير أقل على استهلاك العينة ووقت الفحص عندما يكون عدد الكرات المجهرية/الخلايا التي سيتم حسابها صغيرًا.

يحتوي تغليف القطرات للخلايا المفردة أو الكريات المجهرية من البوليسترين على نطاق واسع من التطبيقات في مجالات مثل الاختبارات الرقمية, تسلسل الخلية الواحدة, وفحص المخدرات. لكن, يتم تغليف الكرات المجهرية بشكل عشوائي تمامًا بواسطة قيود توزيع بواسون, وعادةً ما يكون الاحتمال النظري لتغليف الغلاف الجزئي المفرد على وشك الحدوث 10%. في الكشف الرقمي فائق التعدد أو التطبيقات الأخرى التي تتطلب قياس عدد كبير من الكرات المجهرية, عدد الأقسام التي يجب حسابها مرتفع للغاية, مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في عدد القطرات غير الصالحة وتكرار بيانات الكشف. لهذا السبب, صممت Xiaoyu Yue قطرة ترتيب الخرزات (بود) النظام كوسيلة لكسر قيود توزيع بواسون [1].

يجمع نظام BOAD بذكاء بين تدفق الغمد, دوامة عميد, وقناة تدفق الضغط لتحقيق الترتيب الأول على الإطلاق للكريات المجهرية وتمكين الترتيب الأسرع للكريات المجهرية في أقصر بنية, مع كفاءة تغليف حبة واحدة تصل إلى حوالي 86%. أثبتت التطبيقات الإضافية لتغليف الكرات المجهرية المشفرة والكريات المجهرية المغناطيسية من البوليسترين المستهدفة IL-10 بشكل كامل إمكانات الكشف الرقمي فائق التعدد الإرسال القائم على الغلاف المجهري. نتيجة ل, يعد نظام BOAD واعدًا جدًا للعديد من التطبيقات التي تتطلب معدلات تغليف عالية للجسيمات الفردية داخل أجزاء محدودة, مثل الاختبارات الحيوية الرقمية ذات المضاعفة العالية للغاية, تحليل خلية واحدة, فحص المخدرات, والكشف عن exosome واحد.

في جميع التطبيقات, تغليف الجزيئات على أساس القطيرات (الخلايا والكريات الدقيقة) هي منصة مثالية لتحليل الخلية الواحدة لإعادة البرمجة الخلوية, اكتشاف المخدرات, والكشف عن الإفرازات بسبب أقطار المفاعل الصغيرة بشكل موحد, ظواهر التدفق المجهري الفريدة, وعدد غير محدود من وحدات العزل, ويسمح أيضًا بالكشف الرقمي فائق الحساسية القائم على الخرز للبروتينات منخفضة الوفرة, إكسوسومات, والجزيئات الحيوية الأخرى.

مرجع：

[1] يو, X., فانغ, X., شمس, ت., يفعل, ج., كوانغ, X., قوه, س., وانغ, ي., قو, ح. وشو, ح. 2022. اختراق توزيع بواسون: نظام ميكروفلويديك مدمج عالي الكفاءة للتغليف أحادي الخرزة والكشف عن المقايسة المناعية الرقمية. أجهزة الاستشعار الحيوية والالكترونيات الحيوية. 211, (سبتمبر. 2022), 114384. DOI:https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114384.

[2] تشو, ي., أماه, ز., الطيبي, م. و منظمة العفو الدولية, ي. 2019. تركيز الجسيمات دون الميكرونية وفرز الإكسوسوم بواسطة هياكل متموجة متناهية الصغر داخل السوائل اللزجة المرنة. الكيمياء التحليلية. 91, 7 (أبريل. 2019), 4577-4584. DOI:https://doi.org/10.1021/acs.analchem.8b05749.

مزود

شركة شنغهاي لينغجون للتكنولوجيا الحيوية, المحدودة.تأسست في 2016 وهي شركة متخصصة في تصنيع المواد المغناطيسية الحيوية وكواشف استخلاص الحمض النووي.

لدينا خبرة غنية في استخراج وتنقية الحمض النووي, تنقية البروتين, فصل الخلايا, التألق الكيميائي, وغيرها من المجالات التقنية.

منتجاتنا تستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات, مثل الفحوصات الطبية, الاختبارات الجينية, البحوث الجامعية, التكاثر الوراثي, وهكذا. نحن لا نقدم المنتجات فحسب، بل يمكننا أيضًا إجراء تصنيع المعدات الأصلية, أوديإم, وغيرها من الاحتياجات. إذا كان لديك حاجة ذات صلة, لا تتردد في الاتصال بنا علىsales01@lingjunbio.com.