Method Article
وصفت وغير مكلفة ، وطريقة إنتاجية عالية للكشف في وقت واحد لمدة تصل إلى 43 أهداف الجزيئي. تطبيقات mPCR / RLB تشمل كتابة الجراثيم واكتشاف مسببات الأمراض متعددة من العينات السريرية.
PCR المتعدد / عكس طخة تهجين مقايسة الخط يسمح للكشف عن ما يصل الى 43 اهداف في 43 عينات الجزيئي باستخدام أحد تفاعل PCR متعددة تليها التهجين دقق في غشاء النايلون ، والتي يمكن إعادة استخدامها. تحقيقات والأمينات 5 'تعديل للسماح لتثبيت الغشاء. الاشعال و5 'تعديل البيوتين الذي يسمح الكشف عن المنتجات المهجنة باستخدام PCR - streptavidin البيروكسيداز وركيزة chemiluminescent عبر الفيلم للضوء. مع الإعداد والتكاليف المنخفضة للاستهلاك ، وهذا أسلوب غير مكلف (حوالي 2 دولار أمريكي لكل عينة) ، إنتاجية عالية (يمكن معالجتها الأغشية متعددة في وقت واحد) ، وفترة زمنية قصيرة (حوالي 10 ساعة).
ويمكن استخدام هذه التقنية في عدد من الطرق. ويمكن تصميم عدة تحقيقات للكشف عن التباين تسلسل ضمن منتج واحد تضخيمها ، أو يمكن تضخيم منتجات متعددة في وقت واحد ، مع تحقيقات (أو أكثر) واحدة تستخدم للكشف عن لاحقة. ويمكن أيضا الجمع بين النهجين أن تستخدم في غضون مقايسة واحد. وتشمل القدرة على تحقيقات متعددة للتسلسل هدف واحد يجعل من الفحص محددة للغاية.
تطبيقات المنشورة mPCR / RLB تشمل الكشف عن الجينات المقاومة للمضادات الحيوية 1،2 ، كتابة من المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين 3-5 والسالمونيلا س 6 ، المصلي الجزيئي لل7،8 العقدية الرئوية ، العقدية القاطعة للدر 9 و 10،11 الفيروسات المعوية ، وتحديد س 12 من المتفطرة ، والكشف عن الأعضاء التناسلية والمسالك التنفسية 13-15 16 وغيرها من مسببات الأمراض والكشف عن 17 وتحديد mollicutes 18. ومع ذلك ، فإن براعة تقنية يعني تطبيقات غير محدودة تقريبا ، وليس مقتصرا على التحليل الجزيئي للكائنات الحية الدقيقة.
الخطوات الخمس في mPCR / RLB هي التمهيدي) وتصميم المسبار ، ب) استخراج الحمض النووي وPCR التضخيم ج) إعداد الغشاء ، د) التهجين والكشف ، وه) التجديد في الغشاء.
ويجب النظر بعناية في التمهيدي وتصميم المسبار. وينبغي أن تستخدم جميع متواليات المتاحة من الأهداف من الاهتمام من قواعد البيانات مثل بنك الجينات لتحديد المجالات التي تحفظ أهداف مناسبة. حيث يجري تضخيم عدد كبير من الأهداف في مقايسة mPCR واحد ، وينبغي أن يكون كل تسلسل تضخيم طول مماثلة ، وينبغي ألا يتجاوز 300 أزواج قاعدة لتجنب المنافسة. تطبيق بديل من هذه الطريقة لتضخيم one يعد الهدف باستخدام بادئات ضد مناطق الحفظ واستخدام مجسات متعددة لتحديد تسلسل التباين داخل amplicon. في هذه الحالة ، قد يكون منتج PCR تضخيم لفترة أطول. وينبغي أن تكون درجات الحرارة التمهيدي الصلب جميعها متشابهة ، مع ظروف PCR تبعا لذلك. وينبغي تجنب الاشعال التي تشكل بنية قوية أو الثانوية ديمر التمهيدي. والدريتش سيغما DNA الحاسبة ( http://www.sigma-genosys.com/calc/DNACalc.asp يمكن استخدامها) للتنبؤ موثوق بها هذه الميزات.
وينبغي تصميم الحمض النووي لتحقيقات من الصلب درجات الحرارة قريبة من 60 درجة مئوية. لتحقيق أقصى قدر من التحديد ، يمكن إدراج تحقيقين لكل هدف من الاهتمام في فحص واحد التهجين الحمض النووي حبلا إلى الأمام المجاورة لموقع التمهيدي عكس ملزمة ، والآخر إلى عكس حبلا المجاورة لموقع التمهيدي قدما ملزمة. في هذه الحالة ، يجب على كلا الاشعال إلى الأمام وعكس البيوتين يكون وراثيا. إذا كان يتم استخدام واحد فقط في تحقيق هدف تضخم ، في حاجة واحدة فقط ثم يتم التمهيدي البيوتين تعديلها.
عند تصميم أجهزة الاشعال وتحقيقات للمقايسة mPCR / RLB ينصح بشدة لاستخدامها في أساليب التنبؤ السيليكو المنتجات PCR والتهجين لتحقيق ترتبط في نتائج المختبر. مثالي يتم ذلك باستخدام العزلات التي تسلسل الجينوم هو متاح. ويمكن استخدام برامج مثل FastPCR (متوفر في http://primerdigital.com/fastpcr.html) لهذا الغرض. ويمكن توقع ضعف أو غياب إشارة التحقيق فيها في التحليل يشير إلى عدم التطابق السيليكو الزوج قاعدة الناتجة في درجات الحرارة المنخفضة التحقيق الصلب.
وسوف تقنيات استخراج الحمض النووي تختلف تبعا لعينات يجري اختبارها ، وظروف PCR سيعتمد على التصميم التمهيدي. ويشار إلى القراء المنشورات المتعلقة المقايسات الفردية لمزيد من المعلومات حول استخراج الحمض النووي والكواشف PCR والشروط 1-19.
يتم تشغيل كل مقايسة مع الضوابط المناسبة لتوفير ما لا يقل أحدهما إيجابي والآخر سلبي التحقيق إشارة لكل المسبار على الغشاء ، فضلا عن الحمض النووي خالية من السيطرة عليها. وعلاوة على ذلك فإنه من المفيد أن تشمل التحقيق في الجزء العلوي من الغشاء الذي من المتوقع أن تكون إيجابية بالنسبة لجميع العينات (على سبيل المثال : نوع أو جنس معين التحقيق في حالة وجود الكائنات الدقيقة). هذا بمثابة مسبار مراقبة إيجابية ، ولكن أيضا من السهل على تصاريح التوجه للنتائج.
1. إعداد الأغشية
2. التهجين وكشفها
3. تجديد الأغشية
4. ممثل النتائج :
وينظر إلى أفضل النتائج من خلال وضع الفيلم على شبكة المطبوعة ، أو مسح آخر للصورة والمستوردة في صناعة البرمجيات مثل BioNumerics (الرياضيات التطبيقية ، سينت مارتنز - Latem ، بلجيكا). ينبغي أن تفسر كل نتيجة التحقيق مع الإشارة إلى تحقيقات السيطرة الإيجابية والسلبية. تصنف أفضل النتائج على النحو السلبي ، وضعف أو إيجابية. نتائج ايجابية وفيها إشارة قوية مثل أو أقوى من تحقيق السيطرة إيجابية. النتائج السلبية حيث إشارة غائبة أو مساوية لسيطرة سالبة (في حالة إشارة الخلفية). النتائج الضعيفة حيث تكون الإشارة أكثر خفوتا من التحقيق مراقبة إيجابية ، ولكن أقوى من سيطرة سلبية. النتائج الضعيفة قد يكون نتيجة لطفرات تؤدي إلى نقطة الربط التحقيق ضعيفة ، أو بسبب إشارات غير محددة من تشكيل ديمر التمهيدي. ويمكن استخدام تحقيقين في مصلحة الهدف من تحسين النوعية ، حيث يمكن بأمان نتيجة واحدة أن تفسر على أنها ضعيفة غير محددة الإشارة. إذا يبقى أي شك ، ويمكن إجراء تفاعل PCR المفرد نوع plex مع الجل القائم على الكشف وتتابع أي أمبيرlified المنتج لتحديد ما إذا كانت النتيجة إيجابية حقا. ويرد نتيجة ممثل في الشكل 2.
الشكل 1. المبادئ mPCR / RLB (P1) الخطوة 1.9. لا بد أمين تحقيقات تعديل تساهميا لغشاء النايلون. (P2) الخطوة 2.10. يتم تعديل المنتجات المهجنة البيوتين PCR للتحقيقات. (P3) الخطوة 2.14. وحضنت Streptavidin ، المسمى مع البيروكسيداز ، مع الغشاء ويربط البيوتين. (P4) الخطوات 2،19-2،21. البيروكسيداز يحفز رد الفعل في الكواشف ECL ، المنتجة للفيلم الذي ظل يتعرض الحساسة للضوء. ثم يغسل الغشاء لإعادة استخدامها.
الشكل 2. الممثل mPCR / RLB النتيجة. عينات من 1 إلى 6 تمثل الضوابط الإيجابية -- بينهما هناك واحد على الأقل إشارة إيجابية لتحقيق كل من التحقيقات 43. تم الكشف عن كل تسلسل الهدف (A خلال U) مع اثنين من تحقيقات مختلفة لتحقيق أقصى قدر من الخصوصية. تحقيقات A1 و A2 تمثل أنواعا معينة من الحيوانات تحقيقات التي من المتوقع أن تكون إيجابية بالنسبة لكل عينة والمساعدة في توجيه الفيلم. ويتكرر التحقيق A1 في الجزء السفلي من الغشاء. 7 و 8 عينات ضوابط السلبية. علما بأن مجسات Q1 ، Q2 ، T1 و T2 يكون إشارة سلبية في الضوابط ، مشيرا ملزم غير محدد من المرجح الاشعال أو التمهيدي المنتج ديمر. ستكون هناك حاجة لإعادة تصميم هذه التحقيقات أو الاشعال. تحقيقات C1 ، D1 ، وتظهر F1 streaking عبر الغشاء على الأرجح بسبب امتصاص بعض المنظمات غير محددة من المتقارن streptavidin - البيروكسيداز أو الركيزة chemiluminescent ، ومع ذلك يتميز بسهولة هذا صحيح من الإشارات الإيجابية التحقيق. تحقيقات D1 و D2 وإشارة ضعيفة نسبيا مقارنة مع تحقيقات أخرى ، وهذا قد يكون راجعا إلى أكبر مما يؤدي إلى تضخيم amplicons أقل كفاءة. المسبار J2 أمر سلبي عدة عينات (1 ، 3 ، 4 ، 6 ، 39) حيث التحقيق J1 إيجابي. هذا على الأرجح يمثل طفرة في موقع الربط J2 لهذه العينات.
الأسلوب mPCR / RLB تصاريح الكشف المتزامن لعدد كبير من amplicons PCR. نظرا لحساسية عالية للكشف التحقيق المستندة chemiluminescent ، يمكن استخدام واحد تفاعل PCR متعددة مع عدد كبير من أزواج التمهيدي لتضخيم قالب الحمض النووي.
ويمكن الحصول عليها إذا لم إشارات التحقيق مع واحد أو أكثر من العينات ، وأداء الكهربائي للهلام مع أي منتج PCR المتبقية مساعدة على تمييز ما إذا كانت المشكلة هي مع التضخيم PCR أو التهجين التحقيق. حيث كل إشارات التحقيق على الغشاء ضعيفة أو غائبة ، لكنها تشير إلى نجاح هلام إستشراد PCR التضخيم ، وتشمل الاحتمالات مشاكل مع وسم الغشاء ، والتجديد غير صحيح من الغشاء بعد الاستخدام السابقة ، ودرجات حرارة غير صحيحة أثناء حضانة التهجين أو streptavidin ، أو معيبة ، streptavidin المتقارن البيروكسيداز أو كاشف الكشف.
إذا تبين أن عينات مراقبة تحقيقات الفردية قد يكون منتجا لا يمكن أن يؤديها إشارات سلبية كاذبة ، واحد مع PCR جل المستندة إلى الكشف عن وتسلسلها لاحقة للتحقق من التضخيم من الناتج PCR والبحث عن الاختلاف في موقع تسلسل التحقيق ملزم. قد ضعف أو غياب إشارة التحقيق يكون راجعا إلى حجم كبير amplicon : إذا كان ذلك ممكنا ينبغي أن تكون جميع amplicons طول مماثلة وغليان أقل من 300. قد هياكل الحمض النووي الثانوي amplicons تنتج أيضا الفقراء ملزمة التحقيق ، وربما يستلزم إعادة تصميم أجهزة الاشعال. ويمكن أيضا التمهيدي الفردية أو تركيزات التحقيق تكون متنوعة لتحسين قوة الإشارة.
ويمكن التحقيق إشارات إيجابية كاذبة بسبب التحقيق ملزم الاشعال nonamplified أو منتج التمهيدي - PCR ديمر عن طريق أداء واحد مع الجل القائم على الكشف وتسلسلها لاحقة. إذا حدث هذا ، إعادة تصميم تحقيقات قد يلزم. قد الطفرات نقطة في مواقع التحقيق ملزم يؤدي إلى إشارات ضعيفة أو غائبة. السماح تحقيقين لكل منتج تضخيم هذا يجعل من السهل اكتشافها. ويمكن استغلال هذه الخاصية مع الحذر والتصميم التمهيدي التحقيق للكشف عن تغيرات في الحمض النووي تسلسل الصغيرة المستهدفة.
باختصار ، في حين أن هناك العديد من الأساليب للكشف عن المنتجات التالية متعددة تفاعلات PCR المتاحة ، mPCR / RLB لديها ميزة كونها عالية الإنتاجية وغير مكلفة مع انخفاض تكاليف الإعداد. المرونة في طريقة تسمح باستخدامه في لطائفة واسعة من التطبيقات.
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
ماثيو اوسوليفان وتشو فاي يتلقون الوطنية للصحة والبحوث الطبية الاسترالية مجلس البحوث الطبية منح الدراسات العليا.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
الكاشف | شركة | فهرس العدد | تعليقات |
---|---|---|---|
5 'أمين C6 تعديل تحقيقات قليل النوكليوتيد | سيغما الدريخ | ||
NaHCO 3 | سيغما الدريخ | S - 8875 | أدلى 0.5 M الحل تصل إلى 8.4 درجة الحموضة |
هيدروكسيد الصوديوم | سيغما الدريخ | S5881 | 0.1M الحل |
20xSSPE العازلة | Amresco | 0810 - 4L | |
سلفات الصوديوم دوديسيل (SDS) | سيغما الدريخ | L - 4390 | يشكلون 10 ٪ محلول المخزون ، ينبغي أن لا الأوتوكلاف ، يمكن الاحتفاظ بها لمدة أقصاها أسبوع 1 قبل استخدام |
Ethylenediaminetetraacetic حمض (EDTA) | سيغما الدريخ | E9884 | يشكلون 0.5 M الحل لتعديل درجة الحموضة 8.0 والأوتوكلاف |
N - (3 - Dimethylaminopropyl) - N '- ethylcarbodiimide هيدروكلوريد (EDAC) | سيغما الدريخ | E7750 | تشكل حلا مل 20 16 ٪ فقط قبل استخدام باستخدام 3.2 EDAC ز و 18 مل من الماء ميليبور |
BiodyneC النايلون 0،45 ميكرون الطول غشاء 20x20 | بال علوم الحياة | 74480C | |
Deionised ، والمياه النقية | |||
المنظفات السائلة Pyroneg | جونسون دايفرسي | HH12291 | |
Streptavidin - البيروكسيداز المتقارن | روش | 11 089 153 001 | |
أمرشام ECL كشف الكواشف | جنرال إلكتريك للرعاية الصحية | RPN2105 | |
أمرشام ECL كشف الكواشف | جنرال إلكتريك للرعاية الصحية | RPN2105 | |
OHP الفيلم الشفافية | الشركات اكسبرس | EXP 504 OHP | |
أمرشام hyperfilm ECL عالية الأداء الفيلم chemiluminescent 18x24 سم | جنرال إلكتريك للرعاية الصحية | 28906837 | |
جليد |
الجدول 1. مستهلكات المستخدمة في فحص mPCR / RLB.
معدات | شركة | فهرس العدد | تعليقات |
---|---|---|---|
أفران Shake'n'Stack Hybaid (2) زجاجة المتداول وشبكات النايلون فصل | الحرارية العلمية | HBSNSRS220 | لا يمكن أن يؤديها الأسلوب مع فرن واحد طالما هناك تسهيلات للحفاظ على الحلول في درجة حرارة 42 درجة مئوية و 60 درجة مئوية قبل الاستخدام |
وتهز الراقصة منصة | Stovall علوم الحياة | اليورو BDbo | |
Miniblotter | Immunetics | MN100 - 45 | |
ماء الحمام | |||
مص | |||
صفيحة ساخنة | |||
التعرض خرطوشة | سيغما الدريخ | Z36 ،009 - 0 | |
فيلم الأشعة السينية المطور | ويمكن أيضا استخدام مطور ، يتدخل والمياه في الصواني في غرفة مظلمة بدلا من الآليةالمطور. ويمكن أيضا Lumino - تصوير استخدامها بدلا من الأشعة السينية الفيلم |
الجدول 2. المعدات اللازمة لفحص mPCR / RLB.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved