DNA和RNA微阵列对研究核酸和蛋白质之间的相互作用非常有用,但它们也是制备序列库的方便方法。光刻学允许数十万个独特的序列并行合成,是目前在微阵列上合成RNA的唯一直接方法。微阵列的原位光谱合成也可以扩展到化学改性寡核苷酸,例如具有两种肽核酸的原氟。
查看微阵列制造和处理过程有助于了解这种复杂的机械是如何从众所周知的标准固相DNA合成中发展起来的。从文本协议中描述的微阵列设计和幻灯片功能化开始此过程。打开 DNA 合成器 UV LED 及其冷却风扇。
在传入紫外光的聚焦点连接紫外线强度计并打开。在计算机上,启动 WiCell 控制器软件。打开并初始化微米设备。
通过右键单击 DMD 然后选择加载图像来加载全白蒙版文件。右键单击 UVS 图标并选择 UV 快门打开。读取强度计上的功率值并计算 60 秒。
60 秒后,再次读取电源值,并记下开始和结束值。通过选择 UV 快门关闭并关闭强度计关闭快门。计算平均紫外线强度值(以每厘米平方毫瓦为单位)。
在 WiCell 软件中,在各自的子窗口中加载作业、序列和协议文件,然后单击"发送"以将序列和协议文件发送到 DNA 合成器。组装合成细胞,在细胞的石英块上放置一个厚厚的全氟弹性体垫片。然后在第一个垫片顶部放置钻孔、功能化显微镜幻灯片,并验证滑轨上的孔是否与合成单元的入口和出口管连接。
将第二个薄聚四氟乙烯垫片放在钻孔滑轨上,围绕两个孔。最后,将第二个功能化但未钻出的幻灯片放在第二个垫片上。现在,在组装的双基板单元顶部放置一个 4 螺钉金属框架,使用扭矩螺丝刀将螺钉拧紧到相同的夹紧力。
将进气管和出口管连接到DNA合成器。对乙酮洗涤线进行总理处理,并验证乙酮通过基材的正确流动。在经历了七个循环的乙酰三叶酸吸注后,测量废物线上的乙酮三叶的体积。
此体积应为两毫升。将合成细胞连接到传入紫外光的焦平面上。在库准备的情况下,在细胞背面附加一个额外的入口和出口线,用贝塔胡萝卜素溶液的两毫升填充后室。
首先单击 WiCell 软件中的"运行"开始合成。在作业文件中的第一个等待命令时,按开始执行 DNA 合成器。合成常规微阵列后,断开细胞与合成器的连接,然后拆解细胞。
使用菱形笔将合成编号蚀刻在玻璃幻灯片上。蚀刻每张幻灯片的非合成面上的数字。将幻灯片转移到 50 毫升离心管中,并存放在干燥区域,直到进一步使用。
合成库微阵列后,先将β胡萝卜素溶液排出腔室,然后通过将五毫升氯化甲基氯化物流过,然后洗涤室两次,然后排空。对于脱氧核糖核酸,用20毫升乙醇和20毫升EDA填充染色玻璃罐。将仅DNA微阵列垂直放在罐子中,合上盖子,在室温下让幻灯片脱保护两小时。
两小时后,用钳子取回幻灯片,然后用双蒸馏水彻底冲洗。将幻灯片在微阵列离心机中干燥几秒钟,然后将它们存放在干燥器中。对于RNA微阵列脱保,在50毫升离心管中准备20毫升三乙胺和30毫升乙酮酸酯的干燥溶液。
将一个RNA微阵列滑入离心管,合上盖子,用塑料密封膜包裹。在室温下轻轻摇动轨道摇床上的离心管1小时30分钟。接下来,取出幻灯片,用20毫升干乙酰三叶光洗洗涤两次,然后用微阵列离心机干燥几秒钟。
在第一个去保护步骤后,将RNA滑入水合物溶液中,合上盖子,用塑料密封膜包裹。在轨道摇床上轻轻摇动两个小时后,取出滑梯,用20毫升干乙酰三叶光洗洗涤。然后在微阵列离心机中干燥几秒钟。
如果RNA微阵列也含有DNA核苷酸,则继续执行第三个去保护步骤。将DNA/RNA微阵列加入含有一对一EDA乙醇溶液的50毫升管中,在室温下5分钟后,取出滑梯,用20毫升无菌水洗涤两次。将滑轨干燥在微阵列离心机中,并存放在干燥器中。
在1.5毫升无菌微离心管中,准备含有Cy3标签DNA的杂交缓冲液,如文本协议中所述。混合和漩涡解决方案。小心地将自粘 300 微升杂交室放在混合溶液中每个滑轨和移液器的合成区域上。
用粘合点盖住腔室的孔,用铝箔包裹整个幻灯片。将微阵列滑入杂交烤箱,盖上盖子,让它在选定的杂交温度下轻轻旋转两个小时。两小时后,拆下滑轨,取出铝箔,移液器取出杂交溶液,并小心地撕下杂交室。
将幻灯片转移到装有 30 毫升非严格洗涤缓冲液的离心管中。在室温下大力摇动两分钟。将幻灯片转移到装有 30 毫升严格洗涤缓冲液的离心管中,然后大力摇动一分钟。
最后,将幻灯片转移到一个离心管中,其中含有30毫升的最终洗涤缓冲液。摇几秒钟。在微阵列离心机中干燥幻灯片。
现在,将干微阵列,合成区域朝下,放在微阵列扫描仪的滑动架上。要去保护并切割DNA库,请将滑入裂解溶液中,浸入50毫升的离心管中。关闭管子,用塑料密封膜包裹,然后轻轻旋转轨道摇床两小时,在室温下。
两小时后,拆下滑梯,用20毫升的干醋酸盐洗涤两次,然后让其风干。使用移液器,在现在可辨识的合成区域应用100微升无菌水。将溶液上下移几下,然后将其转移到1.5毫升微离心管中。
重复此过程,将微阵列水分露组合到同一管中。将芯片蒸发至干燥,然后重新溶解成10微升无核酸酶H2O。此处显示的是在含有 25mer 序列的 DNA 和 RNA 版本的微阵列上进行的杂交测定的结果。
中的扫描以与 Cy3 荧光的激发、发射光谱相对应的绿色比例格式显示,荧光强度以任意单位为单位记录。实验之间绝对荧光值存在显著变异性。显示了三个独立合成的结果,使用相同的制造参数和相同的合成后处理。
25mer DNA,当混合到其互补的Cy3标签DNA链,将产生荧光信号范围从2万到30,000,很少高于或低于。25mer RNA,当杂交到相同的Cy3标签DNA补充,将给相应的特征的荧光强度从15,000到20,000不等。然而,RNA/DNA双工的荧光强度偶尔会下降到8000以下,而相应的DNA/DNA双面体在2万到3万范围内仍然荧光。
在这种情况下,RNA 的结果可被视为次优。与任何其他基于RNA的实验一样,重要的是要记住RNA微阵列对降解敏感,应在无菌条件下处理。从微阵列收集的核酸库可用于DNA或RNA测序以及DNA数字信息编码。
NED 会产生强烈的紫外线,不应直接观察。因此,建议在仪器使用时佩戴护目镜。