Application des microsphères de polystyrène en PCR numérique

En tant que troisième génération de PCR, la PCR numérique présente les avantages de la quantification absolue, faible exigence d'échantillon, haute sensibilité, et tolérance aux inhibiteurs, et est largement utilisé dans la détection des mutations génétiques, variation du numéro de copie, micro-organismes pathogènes, et cultures génétiquement modifiées. La PCR numérique du marché est généralement la PCR numérique Droplet (ddPCR) représenté par Bio-Rad et Chip Digital PCR (cdPCR) représenté par Thermo Fisher; c'est-à-dire, Bio-Rad divise le système d'amplification en unités nano ou microns par technologie microfluidique sous forme d'eau dans l'huile, tandis que Thermo Fisher divise le système d'amplification en unités nano ou microns grâce à la technologie microfluidique, et Thermo Fisher divise le système d'amplification en unités nano ou microns par technologie microfluidique. unités micrométriques et Thermo Fisher sépare le système d'amplification en unités nano/micromètres par découpe physique. Ces deux voies technologiques sont les plus largement utilisées avec la microfluidique des gouttelettes Bio-Rad, qui offre des avantages significatifs de miniaturisation, régionalisation, et parallélisation grâce à sa capacité à encapsuler des microsphères, cellules, et autres réactifs dans des microréacteurs nanolitres ou picolitres.

Les exosomes sont des vésicules membranaires submicroniques (30-200 nm) sécrétées par les cellules et contiennent des informations importantes telles que des protéines, petit ARN, et l'ADN, qui sont étroitement liés aux biopsies liquides cliniques pour le diagnostic de maladies et les tests pronostiques. Cependant, leur petite taille pose un grand défi pour isoler les exosomes de fluides corporels complexes avec un débit et une pureté élevés. Pinning Zhou et al.. proposé une structure de canal à ondes inverses utilisant un fluide viscoélastique avec l'ajout de polymères biocompatibles [2] pour la focalisation inertielle élastique et le tri des particules submicroniques et des exosomes. La structure du canal à ondes répétitives produit un flux secondaire Dean inversé périodique de microfluide qui favorise la focalisation des microsphères par rapport à un canal direct classique.. Utilisation de quatre tailles différentes de sphères fluorescentes submicroniques (1 µm, 500 nm, 300, et 100 nm) étudier le comportement de mise au point dans différentes conditions, ils ont réalisé simple, haut débit, tri sans étiquette des exosomes de pureté supérieure à 92% et une récupération supérieure à 81%. Cette technique de tri élastique et inertielle des exosomes pourrait constituer une plate-forme prometteuse pour diverses études biologiques et applications pharmaceutiques liées aux exosomes..

Malgré le grand potentiel de ces applications, l'encapsulation des microsphères/cellules est complètement aléatoire, et contraint par la distribution de Poisson. La probabilité qu’une gouttelette encapsule une seule microsphère n’est théoriquement pas supérieure à 37%, gaspiller un grand nombre de microsphères et de partitions de gouttelettes, ce qui entraîne un faible débit de détection. Pour améliorer l’utilisation des microsphères ou des cellules rares, les méthodes couramment utilisées utilisent généralement une moyenne théorique (λT) < 0.1 de microsphères/cellules par gouttelette pour déterminer la concentration de microsphères appliquées, ce qui se traduit par un taux d'encapsulation très faible des microsphères individuelles, généralement ci-dessous 10%. Bénéficier du nombre infini de gouttelettes dans le système de gouttelettes, la distribution de Poisson a moins d'impact sur la consommation d'échantillon et la durée du test lorsque le nombre de microsphères/cellules à compter est faible.

L'encapsulation de gouttelettes de cellules individuelles ou de microsphères de polystyrène présente un large éventail d'applications dans des domaines tels que les analyses numériques., séquençage unicellulaire, et dépistage des drogues. Cependant, l'encapsulation des microsphères est complètement randomisée par les contraintes de distribution de Poisson, et la probabilité théorique d'une encapsulation d'une seule microsphère n'est généralement que d'environ 10%. Dans la détection numérisée à ultra-haut multiplexage ou dans d'autres applications nécessitant la mesure d'un grand nombre de microsphères, le nombre de partitions à compter est extrêmement élevé, conduisant à une forte augmentation du nombre de comptes de gouttelettes invalides et à une redondance des données de détection. Pour cette raison, Xiaoyu Yue a conçu une gouttelette d'arrangement ordonné de perles (BOAD) système comme moyen de briser les limites de la distribution de Poisson [1].

Le système BOAD combine intelligemment le flux de gaine, Vortex de doyen, et un canal d'écoulement de compression pour réaliser le tout premier arrangement ordonné de microsphères et permettre l'arrangement ordonné le plus rapide de microsphères dans la structure la plus courte, avec une efficacité d'encapsulation d'une seule perle jusqu'à environ 86%. D'autres applications pour encapsuler des microsphères codées et des microsphères de polystyrène magnétiques ciblées sur l'IL-10 ont pleinement démontré le potentiel de la détection numérique ultra-hautement multiplexée basée sur les microsphères.. Par conséquent, le système BOAD est très prometteur pour de nombreuses applications nécessitant des taux d'encapsulation élevés de particules uniques dans des compartiments limités, tels que les essais biologiques numériques ultra-hautement multiplexés, analyse unicellulaire, dépistage des drogues, et détection d'un seul exosome.

Dans toutes les applications, encapsulation de particules par gouttelettes (cellules et microsphères) est une plateforme idéale pour l'analyse unicellulaire de la reprogrammation cellulaire, découverte de médicaments, et détection des sécrétions grâce à ses diamètres de réacteur uniformément petits, phénomènes d'écoulement uniques à l'échelle microscopique, et nombre illimité d'unités d'isolement, et permet également la détection numérique ultrasensible à base de billes de protéines en faible abondance, exosomes, et autres biomolécules.

Référence：

[1] Yue, X., Croc, X., Soleil, T., Faire, J., Kuang, X., Guo, Q., Wang, Y., Gu, H. et Xu, H. 2022. Briser la distribution de Poisson: Un système microfluidique de gouttelettes compact à haute efficacité pour l'encapsulation d'une seule bille et la détection par immunoessai numérique. Biocapteurs et bioélectronique. 211, (Sep. 2022), 114384. DOI:https://est ce que je.org/10.1016/j.bios.2022.114384.

[2] Zhou, Y., Maman, Z., Tayebi, M.. et Aï, Oui. 2019. Focalisation de particules submicroniques et tri des exosomes par des structures de microcanaux ondulés dans des fluides viscoélastiques. Chimie analytique. 91, 7 (Avr. 2019), 4577–4584. DOI:https://est ce que je.org/10.1021/acs.analchem.8b05749.

Fournisseur

Société de biotechnologie Shanghai Lingjun., Ltd.a été établi en 2016 qui est un fabricant professionnel de matériaux biomagnétiques et de réactifs d'extraction d'acide nucléique.

Nous avons une riche expérience dans l'extraction et la purification des acides nucléiques, purification des protéines, séparation cellulaire, chimiluminescence, et autres domaines techniques.

Nos produits sont largement utilisés dans de nombreux domaines, comme les tests médicaux, tests génétiques, recherche universitaire, sélection génétique, et ainsi de suite. Nous fournissons non seulement des produits, mais pouvons également entreprendre des OEM, ODM, et autres besoins. Si vous avez un besoin connexe, n'hésitez pas à nous contacter ausales01@lingjunbio.com.