Name: real-time tracking of dna fragment separation by smartphone
Uploaded: 2017-06-01T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Real-time Tracking of DNA Fragment Separation by Smartphone at JoVE.com

ونحن نقدر الامتنان الدعم من مؤسسة العلوم الطبيعية الوطنية في الصين (رقم 21205078) وصندوق البحوث لبرنامج الدكتوراه للتعليم العالي في الصين (No.20123120110002). وقد حظي هذا العمل بدعم جزئي من البرنامج الوطني للبحوث والتنمية الرئيسية في الصين (2016YFB1102303)، وبرنامج البحوث الأساسية الوطنية للصين (973Program؛ 2015CB352001)، والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (61378060).

1. التصميم الأساسي لل سغي رقاقة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام أي البلاستيك الشفاف، مثل البولي ميثيل ميثاكريلات (بمما) أو البولي. ملاحظة: ويتجلى رقاقة سغي في الشكل 1B . تتكون رقاقة سغي من ثقوب اسطوانية لعازلة تب، وقنوات فصل...

<ol>
	<li>Carle, G. F., Olson, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+of+chromosomal+DNA+molecules+from+yeast+by+orthogonal-field-alternation+gel+electrophoresis.">Separation of chromosomal DNA molecules from yeast by orthogonal-field-alternation gel electrophoresis.</a> Nucleic. Acids. Res. 12 (14), 5647-5664 (1984).</li><li>McDonell, M. W., Simon, M. N., Studier, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+restriction+fragments+of+T7+DNA+and+determination+of+molecular+weights+by+electrophoresis+in+neutral+and+alkaline+gels.">Analysis of restriction fragments of T7 DNA and determination of molecular weights by electrophoresis in neutral and alkaline gels.</a> J. Mol. Biol. 110 (1), 119-146 (1977).</li><li>Fangman, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+of+very+large+DNA+molecules+by+gel+electrophoresis.">Separation of very large DNA molecules by gel electrophoresis.</a> Nucleic. Acids. Res. 5 (3), 653-665 (1978).</li><li>Blum, H., Beier, H., Gross, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+silver+staining+of+plant+proteins,+RNA+and+DNA+in+polyacrylamide+gels.">Improved silver staining of plant proteins, RNA and DNA in polyacrylamide gels.</a> Electrophoresis. 8 (2), 93-99 (1987).</li><li>G&#246;dde, R., 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=Electrophoresis+of+DNA+in+human+genetic+diagnostics-state-of-the-art,+alternatives+and+future+prospects.">Electrophoresis of DNA in human genetic diagnostics-state-of-the-art, alternatives and future prospects.</a> Electrophoresis. 27 (5-6), 939-946 (2006).</li><li>Studier, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+bacteriophage+T7+early+RNAs+and+proteins+on+slab+gels.">Analysis of bacteriophage T7 early RNAs and proteins on slab gels.</a> J. Mol. Biol. 79 (2), 237-248 (1973).</li><li>Sugden, B., De Troy, B., Roberts, R. J., Sambrook, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Agarose+slab-gel+electrophoresis+equipment.">Agarose slab-gel electrophoresis equipment.</a> Anal. Biochem. 68 (1), 36-46 (1975).</li><li>Rabilloud, T., Chevallet, M., Luche, S., Lelong, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-dimensional+gel+electrophoresis+in+proteomics:+Past,+present+and+future.">Two-dimensional gel electrophoresis in proteomics: Past, present and future.</a> J. Proteomics. 73 (11), 2064-2077 (2010).</li><li>Lee, P. Y., Costumbrado, J., Hsu, C. Y., Kim, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Agarose+gel+electrophoresis+for+the+separation+of+DNA+fragments.">Agarose gel electrophoresis for the separation of DNA fragments.</a> J. Vis. Exp. (62), e3923 (2012).</li><li>Gasser, R. 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=Single-strand+conformation+polymorphism+(SSCP)+for+the+analysis+of+genetic+variation.">Single-strand conformation polymorphism (SSCP) for the analysis of genetic variation.</a> Nat. Protoc. 1 (6), 3121-3128 (2006).</li><li>Matselyukh, B. P., Yarmoluk, S. M., Matselyukh, A. B., Kovalska, V. B., Kocheshev, I. O., Kryvorotenko, D. V., Lukashov, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interaction+of+cyanine+dyes+with+nucleic+acids:+XXXI.+Using+of+polymethine+cyanine+dyes+for+the+visualization+of+DNA+in+agarose+gels.">Interaction of cyanine dyes with nucleic acids: XXXI. Using of polymethine cyanine dyes for the visualization of DNA in agarose gels.</a> J. Biochem. Biophys. Methods. 57 (1), 35-43 (2003).</li><li>Lunn, G., Sansone, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ethidium+bromide:+destruction+and+decontamination+of+solutions.">Ethidium bromide: destruction and decontamination of solutions.</a> Anal. Biochem. 162 (2), 453-458 (1987).</li><li>Li, Z., Liu, C., Zhang, D., Luo, S., Yamaguchi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capillary+electrophoresis+of+RNA+in+hydroxyethylcellulose+polymer+with+various+molecular+weights.">Capillary electrophoresis of RNA in hydroxyethylcellulose polymer with various molecular weights.</a> J. Chormatogr. B. 1011, 114-120 (2016).</li><li>Li, Z., Liu, C., Ma, S., Zhang, D., Yamaguchi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+the+inhibition+of+nucleic+acid+dyes+on+polymerase+chain+reaction+by+capillary+electrophoresis.">Analysis of the inhibition of nucleic acid dyes on polymerase chain reaction by capillary electrophoresis.</a> Anal. Methods-UK. 8 (11), 2330-2334 (2016).</li><li>Liu, 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=Developing+a+fluorescence-coupled+capillary+electrophoresis+based+method+to+probe+interactions+between+QDs+and+colorectal+cancer+targeting+peptides.">Developing a fluorescence-coupled capillary electrophoresis based method to probe interactions between QDs and colorectal cancer targeting peptides.</a> Electrophoresis. 37 (15-16), 2170-2174 (2016).</li><li>Wang, 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=A+capillary+electrophoresis+method+to+explore+the+self-assembly+of+a+novel+polypeptide+ligand+with+quantum+dots.">A capillary electrophoresis method to explore the self-assembly of a novel polypeptide ligand with quantum dots.</a> Electrophoresis. 37 (15-16), 2156-2162 (2016).</li><li>Miao, P., 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=Nuclease+assisted+target+recycling+and+spherical+nucleic+acids+gold+nanoparticles+recruitment+for+ultrasensitive+detection+of+microRNA.">Nuclease assisted target recycling and spherical nucleic acids gold nanoparticles recruitment for ultrasensitive detection of microRNA.</a> Electrochim. Acta. 190, 396-401 (2016).</li><li>Heller, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+of+DNA+separation+with+capillary+electrophoresis.">Principles of DNA separation with capillary electrophoresis.</a> Electrophoresis. 22 (4), 629-643 (2001).</li></ol>

ويستخدم على نطاق واسع أغاروس هلام الكهربائي لفصل الحمض النووي، رنا، والبروتين. يقترح هذا العمل طريقة جديدة لتحل محل بروتوكول هلام الكهربائي التقليدية. النتائج تثبت أن 50، 100، و 1000 بب الحمض النووي سلالم يمكن فصلها جيدا في مثل هذا الجهاز تجميعها صغيرة. ميزة كبيرة من هذا ...

<html> هلام الكهربائي بلاطة (سغي) هو الأسلوب الأكثر فعالية ل فصل الحمض النووي جزء 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 5 وبالتالي فهو يعتبر أداة تنوعا في التحليلات البيوكيميائية والبيولوجية 6 ، 7 ، 8 . ومع ذلك، تشير العديد من التجارب أن سغي مقيدة بالمشاكل الأربعة التالية: (1) عمليات الفصل تستغرق عدة ساعات، وحتى أيام. (2) استهلاك المواد الكيميائية مرتفع جدا. (3) فإنه يتطلب جهاز معقد (على سبيل المثال، 2D الكهربائي الخلية، الكهربائي الكهربائي امدادات الطاقة، ونظام التصوير هلام). (4) نظام التصوير هلام يمكن أن نلاحظ فقط شظايا الحمض النووي فصل عندما يتم الانتهاء من التجربة. وعلاوة على ذلك، إيثيديوم بروميد (إتبر)، والذي يشيع استخدامه في سغي 9 ،أس = &quot;كريف&quot;&gt; 10، هو الطفرات والسرطان 11 ، 12 . وهكذا، يجب دائما أن ترتديه قفازات عند تسليم المواد الهلامية التي تحتوي على إيتبر. الشعيرات الدموية الكهربائي (سي) لديها العديد من المزايا 13 ، 14 ، 15 ، 16 ، 17 مقارنة مع سغي، مثل التشغيل التلقائي، وفصل وقت قصير، وانخفاض الاستهلاك. ومع ذلك، فإن أداة سي مكلفة للغاية. لذلك، للتغلب على تلك القيود، وقد تم تطوير نظام ( الشكل 1 ) لفصل الحمض النووي. مثل هذا النظام لا يمكن إلا أن يقلل كثيرا من استهلاك المواد الكيميائية وانقاذ على سغي وقت التجربة (&lt;8 دقيقة)، ولكن يمكن أيضا إجراء تتبع في الوقت الحقيقي من عملية فصل الحمض النووي في هلام الاغاروز عن طريق الهاتف الذكي. باتباع الإجراءات الموضحة في هذا البروتوكول، والطلاب شولد تكون قادرة على تصميم وتصنيع رقاقة سغي، وإعداد هلام الاغاروز في رقاقة، وإنشاء نظام سغي بسيط مع الهاتف الذكي، وتسجيل عملية الهجرة الحمض النووي في هلام الاغاروز.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="683">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">10&#215;TBE</td>
			<td style="width:287px;">Beijing Solarbio Science &#38; Technology Co., Ltd.</td>
			<td style="width:181px;">T1051</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">50bp DNA ladder</td>
			<td style="width:287px;">Takara Bio Inc.</td>
			<td style="width:181px;">3421A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">100bp DNA ladder</td>
			<td style="width:287px;">Takara Bio Inc.</td>
			<td style="width:181px;">3422A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">1kbp DNA ladder</td>
			<td style="width:287px;">Takara Bio Inc.</td>
			<td style="width:181px;">3426A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">SYBR GREEN</td>
			<td style="width:287px;">Takara Bio Inc.</td>
			<td style="width:181px;">5760A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Agarose</td>
			<td style="width:287px;">Sigma-Aldrich Corporate</td>
			<td style="width:181px;">V900510</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

real-time tracking of dna fragment separation by smartphone

لوح هلام الكهربائي (سغي) هو الأسلوب الأكثر شيوعا لفصل شظايا الحمض النووي. وبالتالي، فإنه يطبق على نطاق واسع في مجال البيولوجيا وغيرها. ومع ذلك، فإن بروتوكول سغي التقليدية مملة جدا، وتستغرق التجربة وقتا طويلا. وعلاوة على ذلك، فإن استهلاك المواد الكيميائية في تجارب سغي عالية جدا. هذا العمل يقترح طريقة بسيطة لفصل شظايا الحمض النووي على أساس رقاقة سغي. يرصد رقاقة بواسطة آلة الحفر. وتستخدم صفائح من البلاستيك لأطوال موجات الإثارة والانبعاث للإشارة البصرية. يتم جمع إشارة مضان من العصابات الحمض النووي عن طريق الهاتف الذكي. للتحقق من صحة هذه الطريقة، تم فصل 50، 100، و 1،000 بب الحمض النووي سلالم. وتظهر النتائج أن سلم الحمض النووي أصغر من 5000 بب يمكن حلها في غضون 12 دقيقة ومع ارتفاع القرار عند استخدام هذه الطريقة، مشيرا إلى أنه هو بديل مثالي لطريقة سغي التقليدية.

<html> الشكل 4 ، الشكل 5 ، والشكل 6 تمثل نتيجة نموذجية بعد الكهربائي للهلام من 50، 100، و 1،000 السلالم الحمض النووي بب. بعد التجربة، تم فصل شظايا الحمض النووي بشكل جيد. وعلاوة على ذلك، تم فصل نفس العينات في 4 قنوات من رقاقة سغي، و?...

Watch this Scientific Journal Video about Real-time Tracking of DNA Fragment Separation by Smartphone at JoVE.com

Real-time Tracking of DNA Fragment Separation by Smartphone

في الوقت الحقيقي تتبع فصل جزء من الحمض النووي عن طريق الهاتف الذكي

التقليدية البلازما هلام (سغي) التجارب تتطلب جهاز معقد والاستهلاك الكيميائي عالية. يعرض هذا العمل بروتوكولا يصف طريقة منخفضة التكلفة لفصل شظايا الحمض النووي ضمن إطار زمني قصير.

Slab gel electrophoresis (SGE) is the most common method for the separation of DNA fragments; thus, it is broadly applied to the field of biology and ...

Research

JoVE Journal

Biochemistry

DNA Polymerase Activity Assay Using Near-infrared Fluorescent Labeled DNA Visualized by Acrylamide Gel Electrophoresis

بوليميراز الدنا نشاط الإنزيم استخدام القريبة من الأشعة تحت الحمراء الحمض النووي المسمى الفلورسنت تصور بالتفريد هلام الاكريلاميد

For any enzyme, robust, quantitative methods are required for characterization of both native and engineered enzymes. For DNA polymerases, DNA synthesis ...

Regeneration of Arrayed Gold Microelectrodes Equipped for a Real-Time Cell Analyzer

تجديد ميكروليكتروديس الذهب صفت مجهزة لهو محلل خلية في الوقت الحقيقي

The label-free cell-based assay is advantageous for biochemical study because of it does not require the use of experimental animals. Due to its ability ...

Real-time Observation of the DNA Strand Exchange Reaction Mediated by Rad51

المراقبة في الوقت الحقيقي من رد تبادل حبلا الحمض النووي توسط Rad51

The DNA strand exchange reaction mediated by Rad51 is a critical step of homologous recombination. In this reaction, Rad51 forms a nucleoprotein filament ...

DNA Sequence Recognition by DNA Primase Using High-Throughput Primase Profiling

الحمض النووي الاعتراف تسلسل بواسطة الحمض النووي البدائي باستخدام عاليه الانتاجيه البدائية التنميط

DNA primase synthesizes short RNA primers that initiate DNA synthesis of Okazaki fragments on the lagging strand by DNA polymerase during DNA replication. ...

Real-Time, Semi-Automated Fluorescent Measurement of the Airway Surface Liquid pH of Primary Human Airway Epithelial Cells

في الوقت الحقيقي ، وشبه التلقائي قياس الفلورسنت من الدرجة الهوائية السائل سطح المجري الجوي للخلايا الاساسيه الإنسان الظهاريه

In recent years, the importance of mucosal surface pH in the airways has been highlighted by its ability to regulate airway surface liquid (ASL) ...

Monitoring GPCR-&#946;-arrestin1/2 Interactions in Real Time Living Systems to Accelerate Drug Discovery

Monitoring GPCR-ÃƒÅ½Ã‚Â²-arrestin1/2 Interactions in Real Time Living Systems to Accelerate Drug Discovery

رصد GPCR-β-arrestin1/2 التفاعلات في أنظمة المعيشة في الوقت الحقيقي لتسريع اكتشاف المخدرات

Interactions between G-protein coupled receptors (GPCRs) and &#946;-arrestins are vital processes with physiological implications of great importance. ...

Measuring Nucleotide Binding to Intact, Functional Membrane Proteins in Real Time

قياس ارتباط النوكليوتيدات ببروتينات الغشاء الوظيفية السليمة في الوقت الفعلي

We have developed a method to measure binding of adenine nucleotides to intact, functional transmembrane receptors in a cellular or membrane environment. ...

Enabling Real-Time Compensation in Fast Photochemical Oxidations of Proteins for the Determination of Protein Topography Changes

تمكين التعويض في الوقت الحقيقي في الأكسدة الكيميائية الضوئية السريعة من البروتينات لتحديد التغيرات في تضاريس البروتين

Fast photochemical oxidation of proteins (FPOP) is a mass spectrometry-based structural biology technique that probes the solvent-accessible surface area ...

Deciphering Molecular Mechanism of Histone Assembly by DNA Curtain Technique

Chromatin is a higher-order structure that packages eukaryotic DNA. Chromatin undergoes dynamic alterations according to the cell cycle phase and in ...

Identifying G-Quadruplexes in a DNA Template Using Chemical Mapping

In Vitro Chemical Mapping of G-Quadruplex DNA Structures by Bis-3-Chloropiperidines

Characterizing DNA G-Quadruplex by Bis-3-Chloropiperidine Based Chemical Mapping (Video) | JoVE

في المختبر رسم الخرائط الكيميائية لهياكل الحمض النووي G-quadruplex بواسطة Bis-3-chloropiperidines

G-quadruplexes (G4s) are biologically relevant, non-canonical DNA structures that play an important role in gene expression and diseases, representing ...