Penerapan mikrosfer polistiren dalam PCR digital

Sebagai PCR generasi ketiga, PCR digital memiliki keunggulan kuantifikasi absolut, kebutuhan sampel yang rendah, sensitivitas tinggi, dan toleransi terhadap inhibitor, dan banyak digunakan dalam mendeteksi mutasi gen, variasi nomor salinan, mikroorganisme patogen, dan tanaman hasil rekayasa genetika. PCR digital yang beredar di pasaran umumnya adalah Droplet Digital PCR (ddPCR) diwakili oleh Bio-Rad dan Chip Digital PCR (cdPCR) diwakili oleh Thermo Fisher; yaitu, Bio-Rad membagi sistem amplifikasi menjadi satuan nano atau mikron dengan teknologi mikrofluida berupa air dalam minyak, sedangkan Thermo Fisher membagi sistem amplifikasi menjadi satuan nano atau mikron dengan teknologi mikrofluida, dan Thermo Fisher membagi sistem amplifikasi menjadi unit nano atau mikron dengan teknologi mikrofluida. unit mikrometer dan Thermo Fisher memisahkan sistem amplifikasi menjadi unit nano/mikrometer dengan pemotongan fisik. Kedua jalur teknologi ini paling banyak digunakan dengan mikrofluida tetesan Bio-Rad, yang menawarkan keuntungan signifikan dari miniaturisasi, regionalisasi, dan paralelisasi karena kemampuannya merangkum mikrosfer, sel, dan reagen lainnya dalam mikroreaktor nanoliter atau pikoliter.

Eksosom adalah vesikel membran sub-mikron (30-200 nm) disekresikan oleh sel dan mengandung informasi penting seperti protein, RNA kecil, dan DNA, yang berkaitan erat dengan biopsi cairan klinis untuk diagnosis penyakit dan pengujian prognostik. Namun, ukurannya yang kecil menimbulkan tantangan besar untuk mengisolasi eksosom dari cairan tubuh kompleks dengan keluaran dan kemurnian tinggi. Menyematkan Zhou dkk. mengusulkan struktur saluran gelombang terbalik menggunakan cairan viskoelastik dengan penambahan polimer biokompatibel [2] untuk pemfokusan inersia elastis dan penyortiran partikel submikron dan eksosom. Struktur saluran gelombang berulang menghasilkan aliran mikrofluida sekunder Dekan terbalik secara berkala yang mendorong pemfokusan mikrosfer dibandingkan dengan saluran lurus konvensional. Menggunakan empat ukuran bola submikron fluoresen yang berbeda (1 mikron, 500 nm, 300, Dan 100 nm) untuk mempelajari perilaku pemfokusan dalam kondisi yang berbeda, mereka mencapainya dengan sederhana, throughput tinggi, penyortiran eksosom bebas label dengan kemurnian lebih tinggi dari 92% dan pemulihan lebih tinggi dari 81%. Teknik penyortiran eksosom inersia elastis yang dikembangkan ini dapat memberikan platform yang menjanjikan untuk berbagai studi biologi dan aplikasi farmasi terkait eksosom..

Meskipun potensi besar dari aplikasi ini, enkapsulasi mikrosfer/sel sepenuhnya diacak, dan dibatasi oleh distribusi Poisson. Kemungkinan tetesan yang membungkus mikrosfer tunggal secara teoritis tidak lebih dari 37%, membuang sejumlah besar mikrosfer dan partisi tetesan sehingga menghasilkan throughput deteksi yang rendah. Untuk meningkatkan pemanfaatan mikrosfer atau sel langka, metode yang umum digunakan biasanya menggunakan mean teoritis (λT) < 0.1 mikrosfer/sel per tetesan untuk menentukan konsentrasi mikrosfer yang diterapkan, yang menghasilkan tingkat enkapsulasi mikrosfer individu yang sangat rendah, biasanya di bawah 10%. Memanfaatkan jumlah tetesan yang tak terbatas dalam sistem tetesan, distribusi Poisson memiliki dampak yang lebih kecil terhadap konsumsi sampel dan waktu pengujian ketika jumlah mikrosfer/sel yang dihitung sedikit.

Enkapsulasi tetesan sel tunggal atau mikrosfer polistiren memiliki beragam aplikasi di berbagai bidang seperti pengujian digital, pengurutan sel tunggal, dan skrining obat. Namun, enkapsulasi mikrosfer sepenuhnya diacak oleh batasan distribusi Poisson, dan kemungkinan teoritis enkapsulasi mikrosfer tunggal biasanya hanya sekitar 10%. Dalam deteksi digital multipleks ultra-tinggi atau aplikasi lain yang memerlukan pengukuran mikrosfer dalam jumlah besar, jumlah partisi yang perlu dihitung sangatlah tinggi, menyebabkan peningkatan besar dalam jumlah jumlah tetesan yang tidak valid dan redundansi data deteksi. Untuk alasan ini, Xiaoyu Yue merancang Tetesan Pengaturan Pesanan Manik (DEWAN) sistem sebagai cara untuk mendobrak batasan distribusi Poisson [1].

Sistem BOAD secara cerdik menggabungkan aliran selubung, pusaran dekan, dan saluran aliran kompresi untuk mewujudkan susunan mikrosfer terurut pertama dan memungkinkan susunan mikrosfer terurut tercepat dalam struktur terpendek, dengan efisiensi enkapsulasi manik tunggal hingga sekitar 86%. Aplikasi lebih lanjut untuk merangkum mikrosfer berkode dan mikrosfer polistiren magnetik bertarget IL-10 telah sepenuhnya menunjukkan potensi deteksi digital ultra-high-multiplexed berbasis mikrosfer.. Sebagai akibat, sistem BOAD sangat menjanjikan untuk banyak aplikasi yang memerlukan tingkat enkapsulasi partikel tunggal yang tinggi dalam kompartemen terbatas, seperti bioassay digital ultra-multipleks tinggi, analisis sel tunggal, skrining obat, dan deteksi eksosom tunggal.

Di semua aplikasi, enkapsulasi partikel berbasis tetesan (sel dan mikrosfer) adalah platform ideal untuk analisis sel tunggal pemrograman ulang seluler, penemuan obat, dan deteksi sekresi karena diameter reaktornya yang kecil dan seragam, fenomena aliran skala mikro yang unik, dan jumlah unit isolasi yang tidak terbatas, dan juga memungkinkan deteksi digital ultrasensitif berbasis manik untuk protein dengan kelimpahan rendah, eksosom, dan biomolekul lainnya.

Referensi：

[1] Yue, X., taring, X., Matahari, T., Melakukan, J., Kuang, X., Guo, Q., Wang, Y., Gu, H. dan Xu, H. 2022. Menerobos Distribusi Poisson: Sistem mikrofluida tetesan efisiensi tinggi yang ringkas untuk enkapsulasi manik tunggal dan deteksi immunoassay digital. Biosensor dan Bioelektronik. 211, (September. 2022), 114384. DOI:https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114384.

[2] Zhou, Y., Bu, Z., Tayebi, M. dan Ai, Y. 2019. Pemfokusan Partikel Submikron dan Penyortiran Eksosom berdasarkan Struktur Saluran Mikro Bergelombang dalam Cairan Viskoelastik. Kimia Analitik. 91, 7 (April. 2019), 4577–4584. DOI:https://doi.org/10.1021/acs.analchem.8b05749.

Pemasok

Shanghai Lingjun Bioteknologi Co., Ltd.didirikan pada 2016 yang merupakan produsen profesional bahan biomagnetik dan reagen ekstraksi asam nukleat.

Kami memiliki pengalaman yang kaya dalam ekstraksi dan pemurnian asam nukleat, pemurnian protein, pemisahan sel, kimialuminesensi, dan bidang teknis lainnya.

Produk kami banyak digunakan di berbagai bidang, misalnya tes kesehatan, pengujian genetik, penelitian universitas, pemuliaan genetik, dan sebagainya. Kami tidak hanya menyediakan produk tetapi juga dapat melakukan OEM, ODM, dan kebutuhan lainnya. Jika Anda memiliki kebutuhan terkait, jangan ragu untuk menghubungi kami dipenjualan01@lingjunbio.com.