Name: real-time tracking of dna fragment separation by smartphone
Uploaded: 2017-06-01T15:00:00
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चीन की नेशनल नॅचुरल साइंस फाउंडेशन (नंबर 21205078) और चीन की उच्च शिक्षा के डॉक्टरल कार्यक्रम (नो .123-23120110002) के लिए हम रिसर्च फंड से आभार व्यक्त करते हैं। यह काम आंशिक रूप से चीन के राष्ट्रीय प्रमुख अनुसंधान एवं विकास कार्यक्रम (2016 YFB1102303), चीन के राष्ट्रीय मूल अनुसंधान कार्यक्रम (973 कार्यक्रम, 2015 सीबी 352001) और चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (61378060) द्वारा समर्थित था।

1. एसजीआईपी चिप के बुनियादी डिजाइन <ol><li> किसी भी पारदर्शी प्लास्टिक का प्रयोग करें, जैसे पोलीमेथाइलमैथैक्रीलाट (पीएमएमए) या पॉली कार्बोनेट नोट: SGE चिप चित्रा 1 बी में प्रदर्शित किया गया है ए?...

<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>

एगरोस जेल वैद्युतकणसंचलन को व्यापक रूप से डीएनए, आरएनए, और प्रोटीन के अलग होने के लिए उपयोग किया जाता है। यह काम पारंपरिक जेल वैद्युतकणसंचलन प्रोटोकॉल को बदलने के लिए एक नई विधि का प्रस्ताव है। परिणाम ...

<html> स्लैब जेल वैद्युतोसोरिसिस (एसजीई) डीएनए टुकड़ा अलग 1 , 2 , 3 , 4 , 5 के लिए सबसे प्रभावी तरीका है और इस प्रकार 6 , 7 , 8 के जैव रासायनिक और जैविक विश्लेषणों में एक बहुमुखी उपकरण माना जाता है। हालांकि, कई प्रयोगों से संकेत मिलता है कि एसजीई निम्नलिखित चार समस्याओं से प्रतिबंधित है: (1) पृथक्करण कई घंटे और दिन भी लेते हैं; (2) रासायनिक खपत बहुत अधिक है; (3) इसके लिए एक जटिल तंत्र की आवश्यकता होती है ( उदाहरण के लिए, 2 डी वैद्युतकणसंचलन सेल, वैद्युतकणसंचलन बिजली की आपूर्ति, और जेल इमेजिंग सिस्टम); (4) जेल इमेजिंग सिस्टम केवल जब प्रयोग समाप्त हो जाता है तो अलग डीएनए टुकड़े का निरीक्षण कर सकता है। इसके अलावा, नैदानिक ​​ब्रोमाइड (एटीबीआर), जो सामान्यतः एसजीई 9 में प्रयोग किया जाता है ,Ass = &quot;xref&quot;&gt; 10, उत्परिवर्तनीय और कैंसरजन्य 11 , 12 है । इस प्रकार, एटब्रे युक्त जैल सौंपते समय दस्ताने को हमेशा पहना जाना चाहिए एसईजी की तुलना में केशिलरी वैद्युतोसोरिसिस (सीई) के कई फायदे 13 , 14 , 15 , 16 , 17 हैं , जैसे स्वत: संचालन, छोटे पृथक्करण समय और कम खपत। हालांकि, सीई यंत्र काफी महंगा है। इसलिए, उन सीमाओं पर काबू पाने के लिए, डीएनए के विभाजन के लिए एक प्रणाली विकसित की गई है ( चित्रा 1 )। इस तरह की प्रणाली न केवल रासायनिक खपत को कम कर सकती है और एसजीई प्रयोग के समय (&lt;8 मिनट) को बचा सकती है, लेकिन यह स्मार्टफोन द्वारा एगारोस जेल में डीएनए अलग प्रक्रिया की रीयल-टाइम ट्रैकिंग भी कर सकती है। इस प्रोटोकॉल में वर्णित प्रक्रियाओं का पालन करके, छात्रों shouएलडी एसजीआई चिप डिजाइन और तैयार करने में सक्षम हो, चिप में agarose जेल तैयार करें, एक स्मार्टफोन के साथ एक सरल एसजीई प्रणाली की स्थापना करें, और agarose जेल में डीएनए प्रवासन प्रक्रिया रिकॉर्ड करें।

<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

स्लैब जेल वैद्युतकणसंचलन (एसजीई) डीएनए टुकड़ों के अलग होने के लिए सबसे आम तरीका है; इस प्रकार, यह व्यापक रूप से जीव विज्ञान और अन्य लोगों के क्षेत्र में लागू होता है हालांकि, पारंपरिक SGE प्रोटोकॉल काफी थकाऊ है, और प्रयोग में एक लंबा समय लगता है। इसके अलावा, एसजीई प्रयोगों में रासायनिक खपत बहुत अधिक है। यह काम एक एसजीई चिप के आधार पर डीएनए टुकड़ों के अलग होने के लिए एक सरल विधि का प्रस्ताव करता है। चिप एक उत्कीर्णन मशीन द्वारा बनाई गई है। ऑप्टिकल संकेत के उत्तेजना और उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य के लिए दो प्लास्टिक शीट का उपयोग किया जाता है। डीएनए बैंड के प्रतिदीप्ति संकेत स्मार्टफोन द्वारा एकत्र किया जाता है इस पद्धति को मान्य करने के लिए, 50, 100, और 1,000 बीपी डीएनए सीढ़ी अलग हो गए थे। परिणाम दर्शाते हैं कि 5,000 बीपी से छोटा डीएनए सीढ़ी 12 मिनट के भीतर हल किया जा सकता है और इस पद्धति का उपयोग करते समय उच्च संकल्प के साथ यह इंगित करता है कि यह पारंपरिक एसजीई विधि के लिए आदर्श विकल्प है।

<html> चित्रा 4 , चित्रा 5 , और चित्रा 6 50, 100, और 1,000 बीपी डीएनए सीढ़ी के जेल वैद्युतकणसंचलन के बाद एक सामान्य परिणाम का प्रतिनिधित्व करते हैं। प्रयोग के बाद, डीएनए टुकड़े अच्छी त?...

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Real-time Tracking of DNA Fragment Separation by Smartphone

स्मार्टफ़ोन द्वारा डीएनए फ्रेगमेंट पृथक्करण का वास्तविक समय ट्रैकिंग

पारंपरिक स्लैब जेल वैद्युतकणसंच (SGE) प्रयोगों में एक जटिल उपकरण और उच्च रासायनिक खपत की आवश्यकता होती है। यह काम एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है जो कम समय की सीमा के भीतर डीएनए टुकड़ों को अलग करने के लिए कम लागत वाली विधि का वर्णन करता है।

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

डीएनए पोलीमरेज़ गतिविधि परख का उपयोग कर के पास अवरक्त फ्लोरोसेंट लेबल डीएनए visualized द्वारा Acrylamide जेल ट्रो

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

सरणी गोल्ड Microelectrodes के पुनर्जनन एक वास्तविक समय सेल विश्लेषक के लिए सुसज्जित

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

डीएनए किनारा विनिमय प्रतिक्रिया की वास्तविक समय अवलोकन Rad51 द्वारा मध्यस्थता

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

डीएनए द्वारा डीएनए अनुक्रम मान्यता उच्च-Throughput प्राइमाज़ प्रोफ़ेशनल का उपयोग कर

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

वास्तविक समय, अर्ध-स्वचालित वायुमार्ग की सतह तरल प्राथमिक मानव Airway उपकला कोशिकाओं के pH का मापन

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

निगरानी GPCR-जेड-arrestin1/2 ड्रग डिस्कवरी में तेजी लाने के लिए वास्तविक समय रहने वाले सिस्टम में बातचीत

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

वास्तविक समय में बरकरार, कार्यात्मक झिल्ली प्रोटीन के लिए न्यूक्लियोटाइड बाइंडिंग को मापना

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

प्रोटीन स्थलाकृति परिवर्तन के निर्धारण के लिए प्रोटीन के फास्ट फोटोकेमिकल ऑक्सीडेशन में वास्तविक समय मुआवजा सक्षम करना

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

इन विट्रो "बीआईएस -3-क्लोरोपिपेरिडिन द्वारा जी-चौगुनी डीएनए संरचनाओं का रासायनिक मानचित्रण"।

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