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微流控荧光共定位分析:检测蛋白质DNA互作

2023-07-12 18:17 作者:Kevin-dispensing  | 我要投稿

微流控共定位简介

本用户指南将展示如何运行基于单分子光谱学的微流控共定位研究。我们将从流动池的准备开始,并向您展示如何应用压力驱动流控技术来进行DNA检测研究。

成像室由显微镜玻璃载玻片(1mm厚度,尺寸为25×75 mm)组成,上面刻有通道(一个玻璃载玻片上最多可刻9个通道),并覆盖有矩形硼硅酸盖玻片(厚度为0.13-0.17 mm,尺寸为60×22 mm)。由于玻片的厚度,管道的连接器直接固定在显微镜玻璃载玻片上。在这个实验中,我们使用ELVEFLOW MUX液体分配阀将多种蛋白质引入流动池。利用这个装置,可以实现顺序注射的最小延迟。

硬件:

  1. OB1流量控制器,带有0-2000 mbar的通道

  2. 1个流量传感器MFS2,范围为0-7 μL/min

  3. 套件起始包:Luer锁+1/32管道+1/32套管+定制芯片连接器

  4. 1-8个15 mL Falcon培养基储液瓶

  5. 微流控芯片

  6. FRET显微镜用于观察

化学试剂:

  1. 20 mM Tris-HCl缓冲液,pH 7.5

  2. 50 mM钾谷氨酸

  3. 8 mM MgCl2

  4. 4%甘油

  5. 2 mM DTT

  6. 0.1% Tween20

  7. 1 mM Trolox

  8. 蛋白质或DNA分子(根据实验需要)

微流控芯片设计

芯片的底部采用了0.13-0.17 mm的硼硅酸盖玻片。顶部玻璃(盖玻片)则是传统的显微镜玻璃载玻片。最长的通道长度为40 mm,最短的为20 mm。通道深度可以不同,在这里刻蚀了20 μm、30 μm和50 μm的通道。该芯片是在研究过程中通过玻璃刻蚀技术制造而成的。通道宽度为150 μm。在显微镜玻璃载玻片的顶部,我们钻了进样孔和出样孔。连接器是根据项目需求定制的。管道的外径为1mm。

微流控共定位快速入门指南

玻璃表面处理,预组装流动池:
1. 用漂白剂清洗流动池,并用硫代硫酸钠使漂白剂失活。
2. 注入中性化亲核素溶液,然后注入酪蛋白和/或牛血清蛋白溶液以关闭表面的间隙。
3. 对于“黏性”蛋白质,通常需要预先硅烷化处理底部玻璃载玻片。
将DNA与玻璃表面键合:
   - 提示:在开始实验之前,应使用凝胶过滤法对蛋白质和DNA进行标记和纯化。可以请求扩展的方案(经典蛋白质纯化)。
4. 连接OB1压力控制器:将OB1压力控制器通过气动管连接到外部压力供应器,并通过USB线连接到计算机。有关OB1压力驱动流控器设置的详细说明,请阅读OB1用户指南。
5. 将微流控储液瓶插入OB1压力控制器出口。关于Elveflow微流控储液瓶的连接说明,请参阅特定指南(见Elveflow微流控储液瓶组装说明)。
6. 连接流量传感器到OB1进行反馈控制,并将流量传感器连接在微流控储液瓶和芯片之间用于流量测量。
7. 打开OB1电源开关。
8. 启动Elveflow软件。Elveflow智能界面的主要功能和选项在智能界面指南中有详细介绍,请参考该指南获取详细说明。
9. 按下"Add instrument",选择OB1,设置为MK3+,如果需要设置压力通道,给仪器命名,然后按下OK保存更改。现在,你的OB1应该出现在已识别设备的列表中。
10. 首次使用需要进行OB1校准,请参考OB1用户指南。
11. 添加流量传感器:按下"Add sensor",选择流量传感器,选择模拟或数字型,设置传感器的最大流量速率,为传感器命名,选择连接到哪个设备和通道,然后按下OK保存更改。详情请参考微流体流量传感器用户指南。
12. 添加MUX分配器:按下"Add instrument",选择MUX分配/注射,为仪器命名,选择阀门数量(10个或12个)。
13. 将OB1连接到多路接头,然后将多路接头连接到所需的所有储液瓶。
14. 使用提供的1/32英寸外径管道将微流控储液瓶连接到MUX分配器,并在MUX分配器出口处连接一个管道。对于未使用的MUX进样口,加上一个死端阻塞器。
   - 提示:使用连续的MUX进样口连接液体储液瓶和死端。MUX将按照最短路径距离切换液体。如果MUX经过一个打开的进样口,空气将进入系统。
15. 设置压力(如果需要,设置其他参数),开始将液体注入芯片。等待所有气泡从芯片中排除,并确保两种液体都在流动。
   - 提示:芯片引导:首先将液体流入管道,直到液体开始滴落,然后将它们连接到芯片。
16. 使用流量传感器反馈回路以1µL/min的流速连续注入以下溶液(按顺序注入):
   a. 10 µL PBS
   b. 5 µL 生物素化牛血清蛋白(0.1 mg/mL PBS)
   c. 5 µL PBS
   d. 5 µL Pluoronics 0.5%
   e. 5 µL Neutravidin 0.2 mg/mL
   f. 5 µL Casein 0.02%
   g. 5 µL 20 kb DNA生物素(1 µL-0.5 ng)在PCB(19 µL)中
   - 提示:PBS为磷酸盐缓冲盐溶液,PCB为PBS添加了牛血清蛋白(0.4 mg/mL)和酪蛋白(0.02%)。
17. 在室温下不流动孵育至少15分钟。
18. 重新启动连续流动,使用以下溶液:
   a. 5 µL PCB
   b. 5 µL Neutravidin 0.2 mg/mL
   c. 5 µL Pluronics 0.5%
微流控设置成像:
19. 可以使用不同的显微镜设置,例如尼康(英国金斯顿)Eclipse Ti-E显微镜,配备ApoTirf 100X/1.49油,0.13-0.20工作距离为0.12的目物镜。
20. 我们使用了功率为150 mW的488 nm激光器、150 mW的561 nm激光器(均为Coherent Sapphire Ely, 英国)和功率为100 mW的638 nm激光器(Coherent Cube),由声光可调滤波器(Gooch and Housego, 英国)控制。
21. 每个视野大约为50 x 50 μm,通道宽度为150 μm,以观察通道中间的分子而无任何扭曲或伪像。

该项目得到了欧盟Horizon 2020研究和创新计划的资助,Marie Sklodowska-Curie授予协议编号为722433(DNARepairMan)。

原文链接:Microfluidic colocalization set-up for DNA analysis - Elveflow

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