Name: simple bulk readout of digital nucleic acid quantification assays
Uploaded: 2015-09-24T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Simple Bulk Readout of Digital Nucleic Acid Quantification Assays at JoVE.com

The authors acknowledge Liyi Xu for providing MDA reagents and protocols. We also thank David Feldman and Navpreet Ranu for discussions relating to this work. This work was supported in part by a Burroughs Wellcome Career Award at the Scientific Interface to PCB.

Remarque: Fabrication du dispositif microfluidique est pas nécessaire pour cet essai, sous forme de gouttelettes de ce protocole peuvent être formés avec des décideurs de gouttelettes commerciales existantes 23,29. 1. Faire le dispositif microfluidique gouttelettes formant <ol><li> Préparer moule maître pour les canaux avec le protocole SU-8 Fabrication de Maître indiqué précédemment 31, mais avec un masque motif générateur de gouttelettes 32.<...

<ol>
	<li>Sykes, P. J., Neoh, S. H., Brisco, M. J., Hughes, E., Condon, J., Morley, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitation+of+targets+for+PCR+by+use+of+limiting+dilution.">Quantitation of targets for PCR by use of limiting dilution.</a> Biotechniques. 13 (3), 444-449 (1992).</li><li>Kalinina, O., Lebedeva, I., Brown, J., Silver, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoliter+scale+PCR+with+TaqMan+detection.">Nanoliter scale PCR with TaqMan detection.</a> Nucleic Acids Res. 25 (10), 1999-2004 (1997).</li><li>Vogelstein, B., Kinzler, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+PCR.">Digital PCR.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.. 96 (16), 9236-9241 (1999).</li><li>Day, E., Dear, P. H., McCaughan, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+PCR+strategies+in+the+development+and+analysis+of+molecular+biomarkers+for+personalized+medicine.">Digital PCR strategies in the development and analysis of molecular biomarkers for personalized medicine.</a> Methods. 59 (1), 101-107 (2013).</li><li>Tatusova, T., Ciufo, S., Fedorov, B., O'Neill, K., Tolstoy, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RefSeq+microbial+genomes+database:+new+representation+and+annotation+strategy.">RefSeq microbial genomes database: new representation and annotation strategy.</a> Nucleic Acids Res. 42 (Database issue), D553-D559 (2014).</li><li>Blainey, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+future+is+now:+single-cell+genomics+of+bacteria+and+archaea.">The future is now: single-cell genomics of bacteria and archaea.</a> FEMS Microbiol. Rev. 37 (3), 407-427 (2013).</li><li>Blainey, P. C., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+MDA+for+enumeration+of+total+nucleic+acid+contamination.">Digital MDA for enumeration of total nucleic acid contamination.</a> Nucleic Acids Res. 39 (4), e19 (2011).</li><li>Blainey, P. C., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissecting+genomic+diversity,+one+cell+at+a+time.">Dissecting genomic diversity, one cell at a time.</a> Nat. Methods. 11 (1), 19-21 (2014).</li><li>Binga, E. K., Lasken, R. S., Neufeld, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Something+from+(almost)+nothing:+the+impact+of+multiple+displacement+amplification+on+microbial+ecology.">Something from (almost) nothing: the impact of multiple displacement amplification on microbial ecology.</a> ISME J. 2 (3), 233-241 (2008).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+of+the+Year+2013.">Method of the Year 2013.</a> Nature Methods. 11 (1), 1 (2014).</li><li>Ottesen, E. A., Hong, J. W., Quake, S. R., Leadbetter, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+digital+PCR+enables+multigene+analysis+of+individual+environmental+bacteria.">Microfluidic digital PCR enables multigene analysis of individual environmental bacteria.</a> Science. 314 (5804), 1464-1467 (2006).</li><li>Shen, F., Du, W., Kreutz, J. E., Fok, A., Ismagilov, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+PCR+on+a+SlipChip..">Digital PCR on a SlipChip..</a> Lab Chip. 10 (20), 2666-2672 (2010).</li><li>Heyries, K. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Megapixel+digital+PCR.">Megapixel digital PCR.</a> Nat. Methods. 8 (8), 649-651 (2011).</li><li>Dressman, D., Yan, H., Traverso, G., Kinzler, K. W., Vogelstein, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transforming+single+DNA+molecules+into+fluorescent+magnetic+particles+for+detection+and+enumeration+of+genetic+variations.">Transforming single DNA molecules into fluorescent magnetic particles for detection and enumeration of genetic variations.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100 (15), 8817-8822 (2003).</li><li>Kiss, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+quantitative+polymerase+chain+reaction+in+picoliter+droplets.">High-throughput quantitative polymerase chain reaction in picoliter droplets.</a> Anal. Chem. 80 (23), 8975-8981 (2008).</li><li>Baker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+PCR+hits+its+stride.">Digital PCR hits its stride.</a> Nat. Methods. 9 (6), 3 (2012).</li><li>Marcus, J. S., Anderson, W. F., Quake, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parallel+picoliter+rt-PCR+assays+using+microfluidics.">Parallel picoliter rt-PCR assays using microfluidics.</a> Anal. Chem. 78 (3), 956-958 (2006).</li><li>Lee, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synchronized+reinjection+and+coalescence+of+droplets+in+microfluidics.">Synchronized reinjection and coalescence of droplets in microfluidics.</a> Lab Chip. 14 (3), 509-513 (2014).</li><li>Rhee, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pressure+stabilizer+for+reproducible+picoinjection+in+droplet+microfluidic+systems.">Pressure stabilizer for reproducible picoinjection in droplet microfluidic systems.</a> Lab Chip. 14 (23), 4533-4539 (2014).</li><li>Hatch, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=1-Million+droplet+array+with+wide-field+fluorescence+imaging+for+digital+PCR.">1-Million droplet array with wide-field fluorescence imaging for digital PCR.</a> Lab Chip. 11 (22), 3838-3845 (2011).</li><li>Hindson, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+droplet+digital+PCR+system+for+absolute+quantitation+of+DNA+copy+number.">High-throughput droplet digital PCR system for absolute quantitation of DNA copy number.</a> Anal. Chem. 83 (22), 8604-8610 (2011).</li><li>Guo, M. T., Rotem, A., Heyman, J. A., Weitz, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Droplet+microfluidics+for+high-throughput+biological+assays.">Droplet microfluidics for high-throughput biological assays.</a> Lab Chip. 12 (12), 2146-2155 (2012).</li><li>Lage, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole+genome+analysis+of+genetic+alterations+in+small+DNA+samples+using+hyperbranched+strand+displacement+amplification+and+array-CGH.">Whole genome analysis of genetic alterations in small DNA samples using hyperbranched strand displacement amplification and array-CGH.</a> Genome Res. 13 (2), 294-307 (2003).</li><li>Dean, F. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+human+genome+amplification+using+multiple+displacement+amplification.">Comprehensive human genome amplification using multiple displacement amplification.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 99 (8), 5261-5266 (2002).</li><li>Zong, C., Lu, S., Chapman, A. R., Xie, X. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+detection+of+single-nucleotide+and+copy-number+variations+of+a+single+human+cell.">Genome-wide detection of single-nucleotide and copy-number variations of a single human cell.</a> Science. 338 (6114), 1622-1626 (2012).</li><li>Abate, A. R., Weitz, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Syringe-vacuum+microfluidics:+A+portable+technique+to+create+monodisperse+emulsions.">Syringe-vacuum microfluidics: A portable technique to create monodisperse emulsions.</a> Biomicrofluidics. 5, 14107 (2011).</li><li>Eyer, K., Kuhn, P., Stratz, S., Dittrich, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+microfluidic+chip+for+the+versatile+chemical+analysis+of+single+cells.">A microfluidic chip for the versatile chemical analysis of single cells.</a> J Vis Exp. (80), e50618 (2013).</li><li>Fainman, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Optofluidics : fundamentals, devices, and applications. , (2010).</li><li>Xia, Y. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=G.M.+Softlithographie.">G.M. Softlithographie.</a> Angew Chem. 110 (5), 26 (1998).</li><li>Woyke, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decontamination+of+MDA+reagents+for+single+cell+whole+genome+amplification.">Decontamination of MDA reagents for single cell whole genome amplification.</a> PLoS One. 6 (10), e26161 (2011).</li><li>Hindson, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=System+for+hot-start+amplification+via+a+multiple+emulsion.">System for hot-start amplification via a multiple emulsion.</a> US patent. , (2014).</li><li>Utada, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monodisperse+double+emulsions+generated+from+a+microcapillary+device.">Monodisperse double emulsions generated from a microcapillary device.</a> Science. 308 (5721), 537-541 (2005).</li><li>Eastburn, D. J., Sciambi, A., Abate, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Picoinjection+enables+digital+detection+of+RNA+with+droplet+rt-PCR.">Picoinjection enables digital detection of RNA with droplet rt-PCR.</a> PLoS One. 8 (4), e62961 (2013).</li><li>Dube, S., Qin, J., Ramakrishnan, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mathematical+analysis+of+copy+number+variation+in+a+DNA+sample+using+digital+PCR+on+a+nanofluidic+device.">Mathematical analysis of copy number variation in a DNA sample using digital PCR on a nanofluidic device.</a> PLoS One. 3 (8), e2876 (2008).</li><li>Shen, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiplexed+quantification+of+nucleic+acids+with+large+dynamic+range+using+multivolume+digital+RT-PCR+on+a+rotational+SlipChip+tested+with+HIV+and+hepatitis+C+viral+load.">Multiplexed quantification of nucleic acids with large dynamic range using multivolume digital RT-PCR on a rotational SlipChip tested with HIV and hepatitis C viral load.</a> J Am. Chem. Soc. 133 (44), 17705-17712 (2011).</li><li>Link, D. R., Anna, S. L., Weitz, D. A., Stone, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Geometrically+mediated+breakup+of+drops+in+microfluidic+devices.">Geometrically mediated breakup of drops in microfluidic devices.</a> Phys. Rev. Lett. 92 (5), 054503 (2004).</li><li>Nisisako, T., Torii, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+large-scale+integration+on+a+chip+for+mass+production+of+monodisperse+droplets+and+particles.">Microfluidic large-scale integration on a chip for mass production of monodisperse droplets and particles.</a> Lab Chip. 8 (2), 287-293 (2008).</li><li>Romanowsky, M. B., Abate, A. R., Rotem, A., Holtze, C., Weitz, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+throughput+production+of+single+core+double+emulsions+in+a+parallelized+microfluidic+device.">High throughput production of single core double emulsions in a parallelized microfluidic device.</a> Lab Chip. 12 (4), 802-807 (2012).</li></ol>

Essais numériques sont puissantes méthodes qui permettent la détection de cellules rares et de comptage individuels des molécules d&#39;acide nucléique. Cependant, les essais numériques sont toujours pas appliquées systématiquement dans les laboratoires d&#39;analyse, en partie à cause du coût de l&#39;équipement spécialisé associée à des méthodes disponibles dans le commerce. Nous décrivons ici une analyse numérique pour quantifier extrémité des acides nucléiques avec un affichage analogique simpli...

Essais numériques pour la quantification de l&#39;acide nucléique (PCR numérique) 1-4 et la base afin (séquençage) sont fortement un impact sur ​​les sciences de la vie et de la médecine. Dosages numériques offrent quantification des chiffres moléculaires sur une échelle absolue (pas par rapport à un contrôle), offrant une haute sensibilité, permettant des comparaisons faciles à travers des expériences, et, surtout, permettant la construction de grandes bases de données contenant des données comparables 5 (Tableau 1). Au cours des 15 dernières années, toute amplification du génome (WGA) est apparu aux côtés de PCR comme un outil général pour l&#39;amplification de l&#39;acide nucléique. Comme PCR, WGA est utile pour les applications d&#39;analyse et de préparation en amplifiant éléments de l&#39;échantillon minute jusqu&#39;à un niveau qui peut être facilement détecté ou utilisé pour des analyses ultérieures comme le séquençage de base. Contrairement à la PCR, WGA sont pas spécifiques à un locus d&#39;ADN particulière, ce qui permet plutôt amplification de toutes les séquences de l&#39;échantillon, y compris des séquences inconnues.Cette différence fondamentale entre PCR et WGA rend les méthodes complémentaires les uns aux autres et donnent lieu à des problèmes différents dans leur application. Le rendement élevé de réactions WGA 6 permet l&#39;amplification de routine de l&#39;ADN génomique à partir de molécules simples 7, 8 cellules individuelles et d&#39;autres échantillons à faible biomasse 9 pour la quantification ou une analyse plus approfondie. Les principaux défis associés à la chimie WGA sont son extrême sensibilité aux contaminants et l&#39;amplification inégale entre les molécules de matrice individuelles 6. Popularité Cependant, WGA gagne que le séquençage cellule unique a émergé comme le &quot;killer application&quot; de la technologie de WGA 10, et le modèle quantification par WGA est important dans de nombreux domaines d&#39;application 7. Instrumentation pour la quantification d&#39;acide nucléique numérique a été précédemment décrit dans une variété de valved et sans valve microfluidique forma11-14 ts, y compris les essais à base de gouttelettes 15,16 (tableau 2). Cependant, les systèmes microfluidiques commerciales pour l&#39;analyse numérique nécessitent de l&#39;équipement spécialisé pour la configuration de réaction et la détection de produits 17. Microfluidique valved personnalisée sont flexibles, mais nécessitent microfabrication de précision et des systèmes de contrôle pneumatiques 18. Alors qu&#39;il est relativement simple de faire des micro-gouttelettes monodispersées pour des essais numériques à base d&#39;émulsion 19,20, affichage numérique est techniquement lourde, nécessitant soit l&#39;imagerie à grand champ à grande échelle (similaire aux technologies populaires de séquençage de prochaine génération) ou 21,22 haute vitesse d&#39;écoulement à base de détection de gouttelette 23-25. Idéalement, une analyse numérique serait simple de mettre en place à la lecture, réduisant la nécessité d&#39;une instrumentation complexe et permettant un grand nombre d&#39;échantillons à lire rapidement. Nous décrivons ici une méthode simplifiée pour la lecture des tests de gouttelettes numériques qui utilise en temps réel classique PCR iNSTRUMENT pour mesurer la fluorescence en vrac de tests numériques de gouttelettes d&#39;émulsion. Alors que la nouvelle approche peut être appliquée à des tests de PCR numériques, il est particulièrement avantageux pour les dosages WGA numériques analogiques pour lesquels les tests d&#39;amplification en temps réel (qui donnent d&#39;excellents résultats pour la PCR) sont problématiques. WGA est généralement appliquée à des échantillons de molécules de matrice qui sont hétérogènes en séquence, la longueur et le contenu de la base. Ces différentes molécules de matrice sont amplifiés à des taux différents 6, ce qui nécessite l&#39;utilisation d&#39;une référence (&quot;standard&quot;) avec des caractéristiques correspondant à l&#39;échantillon. Souvent, de telles normes est disponible, ou les caractéristiques des échantillons entrants sont inconnus. L&#39;hétérogénéité de la matière d&#39;entrée et des biens dépendant de la longueur des chimies WGA 26 compliquent également l&#39;interprétation des résultats par la création d&#39;ambiguïté dans ce qui est quantifié - la masse d&#39;entrée, le numéro d&#39;entrée de molécules, une combinaison des deux, ou aucun des deux. Fnfin, la séquence de non-spécificité rend quantitative amplification par déplacement multiple (MDA) plus sensibles à la contamination que la PCR quantitative puisque les molécules contaminantes de toute séquence ont un potentiel d&#39;interférer. Dosages numériques microfluidiques lutter contre la contamination en séparant les molécules de modèle et de la réduction des volumes de réaction de telle sorte que moins de contaminants sont échantillonnés. Ici, nous utilisons une méthode WGA isotherme populaire, MDA 27. Fait à noter, plusieurs autres chimies WGA y compris PicoPlex et malbac 28 dépendent de façon cruciale sur les mesures initiales de déplacement isotherme de brins. Étapes isothermes exacerbent le défi de l&#39;application de tests analogiques en temps réel pour WGA quantitative. WGA ne peut ni être entièrement évitée pendant l&#39;installation, conduisant à indésirables pré-amplification variable, ni discrétisation (&quot;cycling&quot;) dans une voie où la réplication de molécules hétérogènes peut être conduit à son terme et a cessé avant le prochain cycle comme PCR 11 </sup&gt; (Figure 1). Un format numérique de dosage pour WGA accueille procédures typiques de configuration de réaction due à la ségrégation de chaque molécule pour le dénombrement au point final de dosage (sorte de pré-amplification n&#39;a pas d&#39;incidence sur les résultats) lecture originale signifie précision serait largement indépendante de la variation de l&#39;efficacité d&#39;amplification. Le dosage dépend de gouttelettes produites dans l&#39;huile avec des volumes uniformes, que le niveau du signal par gouttelette à l&#39;extrémité de dosage dépendra du volume de gouttelettes, et nous ne voulons pas la cohérence des résultats de dépendre d&#39;une moyenne à travers une distribution de tailles de gouttelettes. Faire gouttelettes monodispersées est maintenant une procédure standard (environ 3.500 documents de gouttelettes monodispersées ont été publiés depuis 2013), mais nécessite une instrumentation microfluidique 25. En fait, plus de six sociétés ont développé des produits commerciaux indépendants qui comptent sur la production de ces gouttelettes, et puces microfluidiques gouttelettes de décision sont23,29 disponible dans le commerce. Pour cette étude, nous avons utilisé des dispositifs microfluidiques personnalisé produites en interne (voir Protocole). Pompes seringue pour conduire l&#39;écoulement à travers les dispositifs sont également disponibles dans le commerce, mais encore, peut être remplacé par une seule seringue jetable pour l&#39;écoulement entraîné sous vide pour réduire les coûts 30.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Evagreen Dye</td>
			<td>Biotium</td>
			<td>31000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum albumin</td>
			<td>New England Biotechnologies</td>
			<td>B9000S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phi29 DNA Polymerase Reaction Buffer</td>
			<td>New England Biotechnologies</td>
			<td>B0269S</td>
			<td>Vortex periodically until aggregate dissolves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lambda DNA</td>
			<td>New England Biotechnologies</td>
			<td>N3011S</td>
			<td>Heated to 50C and quenched on ice prior to dilution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Randomized MDA oligos</td>
			<td>Integrated DNA Technologies</td>
			<td></td>
			<td>5&#39;-NNNNN*N-3&#39;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCR primers</td>
			<td>Integrated DNA Technologies</td>
			<td></td>
			<td>5&#8217;-CGGCAAACGGGAATGAAACGCC-3&#8217; and 5&#8217;-TGCGGCAAAGACAGCAACGG-3&#8217;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UltraPure Nuclease-free water</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>10977-015</td>
			<td>UV-treated for 30m in Stratalinker 2400 before use (optional)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ROX reference dye</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>12223-012</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCR optical strip caps</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>4323032</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCR tubes</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>401428</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dNTP (25uM each)</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>200415</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermocycler - Mx3000P qPCR system</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>401403</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Barrier pipette tips</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89003-046</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bio-rad oil for evagreen</td>
			<td>Bio-rad</td>
			<td>186-4005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>JumpStart Taq ReadyMix</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P2893-100RXN</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

simple bulk readout of digital nucleic acid quantification assays

Essais numériques sont puissantes méthodes qui permettent la détection de cellules rares et de comptage individuels des molécules d&#39;acide nucléique. Cependant, des essais numériques sont toujours pas systématiquement appliqué, en raison du coût et des équipements spécifiques associés aux méthodes disponibles dans le commerce. Nous présentons ici une méthode simplifiée pour la lecture des tests de gouttelettes numériques en utilisant un instrument conventionnel-PCR en temps réel pour mesurer la fluorescence en vrac de tests numériques de gouttelettes d&#39;émulsion. Nous caractérisons les performances de l&#39;essai de lecture en vrac en utilisant des mélanges de gouttelettes de synthèse et une analyse numérique des gouttelettes amplification par déplacement multiple (MDA). Quantitative MDA particulier bénéficie d&#39;un format numérique, mais la réaction de notre nouvelle méthode applique à toute analyse numérique. Pour les protocoles d&#39;essai numériques établies telles que la PCR numérique, cette méthode sert à accélérer et simplifier dosage lecture. Notre méthodologie vrac de lecture apporte les avantages de partitioneessais D, sans la nécessité d&#39;une instrumentation spécialisée lecture. Les principales limites de la méthodologie de lecture encombrement sont réduits gamme dynamique par rapport aux plates-formes de gouttelettes de comptage et la nécessité d&#39;un échantillon standard, bien que les exigences de cette norme sont moins exigeants que pour une expérience en temps réel classique. Quantitative toute amplification du génome (WGA) est utilisé pour tester les contaminants dans les réactions WGA et est le moyen le plus sensible pour détecter la présence de fragments d&#39;ADN avec des séquences inconnues, donnant la méthode très prometteuse dans divers domaines d&#39;application, y compris le contrôle de la qualité pharmaceutique et l&#39;astrobiologie.

Alors que les lectures en vrac classique / en temps réel peuvent être utilisés à la fois pour la PCR quantitative et analyses quantitatives de WGA (Figure 1), des essais quantitatifs numériques offrent des avantages (tableau 1). Dans le procédé décrit, nous lisons des dosages numériques au format micro-gouttelettes avec une mesure de point final en vrac simple (Figure 2). Bien que cette méthode est largement applicable, nous nous concentrons sur WGA quantitati...

Watch this Scientific Journal Video about Simple Bulk Readout of Digital Nucleic Acid Quantification Assays at JoVE.com

Simple Bulk Readout of Digital Nucleic Acid Quantification Assays

We describe an endpoint digital assay for quantifying nucleic acids with a simplified (analog) readout. We measure bulk fluorescence of droplet-based digital assays using a standard qPCR machine rather than specialized instrumentation and confirm our results by microscopy.

Lecture simple de vrac numériques acide nucléique quantification dosages

Digital assays are powerful methods that enable detection of rare cells and counting of individual nucleic acid molecules. However, digital assays are ...

Research

JoVE Journal

Biology

NanoDrop Microvolume Quantitation of Nucleic Acids

NanoDrop microvolume quantification des acides nucléiques

Biomolecular assays are continually being developed that use progressively smaller amounts of material, often precluding the use of conventional ...

Recherche

Biologie

Electricity-Free, Sequential Nucleic Acid and Protein Isolation

Electricité-libre, l&#39;acide nucléique et séquentielle isolement des protéines

Traditional and emerging pathogens such as Enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC), Yersinia pestis, or prion-based diseases are of significant concern ...

Analyzing and Building Nucleic Acid Structures with 3DNA

D&#39;analyser et de structures d&#39;acides nucléiques avec 3DNA

The 3DNA software package is a popular and versatile bioinformatics tool with capabilities to analyze, construct, and visualize three-dimensional nucleic ...

FtsZ Polymerization Assays: Simple Protocols and Considerations

During bacterial cell division, the essential protein FtsZ assembles in the middle of the cell to form the so-called Z-ring. FtsZ polymerizes into long ...

Preparation, Imaging, and Quantification of Bacterial Surface Motility Assays

Préparation, imagerie, et la quantification de la surface bactérienne motilité dosages

Bacterial surface motility, such as swarming, is commonly examined in the laboratory using plate assays that necessitate specific concentrations of agar ...

Efficient Nucleic Acid Extraction and 16S rRNA Gene Sequencing for Bacterial Community Characterization

L&#39;extraction d&#39;acide nucléique et efficace de l&#39;ARNr 16S bactérien pour Séquençage génique communautaire Caractérisation

There is a growing appreciation for the role of microbial communities as critical modulators of human health and disease. High throughput sequencing ...

Filtration Isolation of Nucleic Acids:  A Simple and Rapid DNA Extraction Method

Filtration Isolement des acides nucléiques: Une méthode d&#39;extraction de l&#39;ADN simple et rapide

FINA, filtration isolation of nucleic acids, is a novel extraction method which utilizes vertical filtration via a separation membrane and absorbent pad ...

Magnetic-Activated Cell Sorting Strategies to Isolate and Purify Synovial Fluid-Derived Mesenchymal Stem Cells from a Rabbit Model

Cellule magnétique activé tri des stratégies visant à isoler et purifier Synovial fluide mésenchymateuses cellules souches dérivées d’un modèle de lapin

Mesenchymal stem cells (MSCs) are the main cell source for cell-based therapy. MSCs from articular cavity synovial fluid could potentially be used for ...

The Lactate Dehydrogenase Sequestration Assay &#8212; A Simple and Reliable Method to Determine Bulk Autophagic Sequestration Activity in Mammalian Cells

Le test de fixation du Lactate déshydrogénase — Une méthode Simple et fiable pour déterminer l’activité de séquestration autophagique en vrac dans des cellules de mammifères

Bulk autophagy is characterized by the sequestration of large portions of cytoplasm into double/multi-membrane structures termed autophagosomes. Here a ...

Planarian Scrunching as a Quantitative Behavioral Readout for Noxious Stimuli Sensing

Scrunching planaire comme une lecture comportementale quantitative pour la détection de stimuli nocifs

Freshwater planarians normally glide smoothly through ciliary propulsion on their ventral side. Certain environmental conditions, however, can induce ...