Suspension array technology
સસ્પેન્શન એરે ટેકનોલોજી (અથવા SAT) એ મોલેક્યુલર બાયોલોજીમાં ઉપયોગમાં લેવાતું ઉચ્ચ થ્રુપુટ, મોટા પાયે અને મલ્ટિપ્લેક્સ સ્ક્રિનિંગ પ્લેટફોર્મ છે. સિંગલ ન્યુક્લિયોટાઇડ પોલીમોર્ફિઝમ (એસ. એન. પી.) જીનોટાઇપિંગ, આનુવંશિક રોગ સ્ક્રિનિંગ, જનીન એક્સપ્રેશન પ્રોફાઇલિંગ, સ્ક્રીનીંગ ડ્રગ ડિસ્કવરી અને ક્લિનિકલ ડાયગ્નોસિસ જેવા જીનોમિક અને પ્રોટીઓમિક સંશોધન માટે એસ. એ. ટી. નો વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. SAT એરે તૈયાર કરવા માટે માઇક્રોસ્ફિયર મણકા (5.6 યુ. એમ. વ્યાસ) નો ઉપયોગ કરે છે. SAT આ માઇક્રોસ્ફિયર મણકાના ઉપયોગ દ્વારા બહુવિધ જનીન પ્રકારોના એક સાથે પરીક્ષણ માટે પરવાનગી આપે છે કારણ કે દરેક પ્રકારના માઇક્રોસ્ફિયર મણકામાં ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મોમાં વિવિધતાઓના આધારે એક અનન્ય ઓળખ હોય છે, જેમાં સૌથી સામાન્ય ફ્લોરોસન્ટ રંગ છે. દરેક રંગ અને રંગની તીવ્રતામાં એક અનન્ય તરંગલંબાઇ હોવાથી, મણકાને તેમની તરંગલંબાઇની તીવ્રતાના આધારે સરળતાથી અલગ કરી શકાય છે. સૂક્ષ્મ ગોળાઓ દ્રાવણમાં સહેલાઈથી સ્થગિત થઈ શકે છે અને પરીક્ષણ દરમિયાન અનુકૂળ ગતિશાસ્ત્ર દર્શાવે છે. સપાટ માઇક્રોએરે જેવી જ (દા. ત. ડીએનએ માઇક્રોએરે), એક યોગ્ય રીસેપ્ટર પરમાણુ, જેમ કે ડીએનએ ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ પ્રોબ્સ, એન્ટિબોડીઝ અથવા અન્ય પ્રોટીન, પોતાને અલગ લેબલવાળા માઇક્રોસ્ફિયર્સ સાથે જોડે છે. આ હજારો માઇક્રોસ્ફિયર એરે ઘટકો ઉત્પન્ન કરે છે. પ્રોબ-ટાર્ગેટ સંકરણ સામાન્ય રીતે ઓપ્ટિકલી લેબલવાળા લક્ષ્યો દ્વારા શોધાય છે, જે નમૂનામાં દરેક લક્ષ્યની સાપેક્ષ વિપુલતા નક્કી કરે છે. ડીએનએ સંકરણ ડીએનએનો ઉપયોગ કરીને એસએટીની ઝાંખી પરીક્ષણના ટુકડાઓ બનાવવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા કોષોમાંથી કાઢવામાં આવે છે. આ પરીક્ષણના ટુકડાઓ વિવિધ માઇક્રોસ્ફિયર મણકા ધરાવતા દ્રાવણમાં ઉમેરવામાં આવે છે. દરેક પ્રકારના માઇક્રોસ્ફિયર મણકામાં એક અનન્ય ફ્લોરોસન્ટ ઓળખ સાથે જાણીતી ડીએનએ તપાસ હોય છે. માઇક્રોસ્ફિયર મણકા પર પરીક્ષણના ટુકડાઓ અને ચકાસણીઓને એકબીજા સાથે સંકરણ કરવાની મંજૂરી આપવામાં આવે છે. એકવાર સંકરણ થયા પછી, માઇક્રોસ્ફિયર મણકાને સૉર્ટ કરવામાં આવે છે, સામાન્ય રીતે ફ્લો સાયટોમેટ્રીનો ઉપયોગ કરીને. આ મૂળ નમૂનામાંથી દરેક જનીન પ્રકારોને શોધવાની મંજૂરી આપે છે. એકત્રિત કરવામાં આવેલી પરિણામી માહિતી માઇક્રોસ્ફિયરમાં દરેક સંકરિત નમૂનાની સાપેક્ષ વિપુલતા સૂચવશે. મલ્ટિપ્લેક્સિંગ માઇક્રોસ્ફિયર મણકા સરળતાથી દ્રાવણમાં સ્થગિત થઈ જાય છે અને દરેક માઇક્રોસ્ફિયર તેની ઓળખ જાળવી રાખે છે જ્યારે પરીક્ષણના નમૂનામાં સંકરણ થાય છે, એક લાક્ષણિક સસ્પેન્શન એરે પ્રયોગ એક જ પ્રતિક્રિયામાં જૈવિક વિશ્લેષણની વિશાળ શ્રેણીનું વિશ્લેષણ કરી શકે છે, જેને "મલ્ટિપ્લેક્સિંગ" કહેવાય છે. સામાન્ય રીતે, એરેમાં ઉપયોગમાં લેવાતા દરેક પ્રકારના માઇક્રોસ્ફિયરને વ્યક્તિગત રીતે જથ્થાબંધ તૈયાર કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, લ્યુમિનેક્સ xMAP ટેકનોલોજીમાંથી વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ માઇક્રોસ્ફિયર એરે 10X10 એલિમેન્ટ એરેનો ઉપયોગ કરે છે. આ એરેમાં લાલ અને ઇન્ફ્રારેડ રંગો સાથેના મણકાનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં દરેકમાં દસ જુદી જુદી તીવ્રતા હોય છે, જે 100-એલિમેન્ટ એરે આપે છે. આમ, જો બહુવિધ રંગોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે તો એરેનું કદ ઝડપથી વધશે. ઉદાહરણ તરીકે, રંગ દીઠ 10 જુદી જુદી તીવ્રતા ધરાવતા પાંચ જુદા જુદા રંગો 100,000 વિવિધ એરે તત્વોને જન્મ આપશે. પ્રક્રિયા નમૂના લક્ષ્યાંક જ્યારે વિવિધ પ્રકારના સૂક્ષ્મ ગોળાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે SAT આપેલ નમૂનામાં DNA અને પ્રોટીન જેવા બહુવિધ ચલોનું એક સાથે પરીક્ષણ કરવામાં સક્ષમ છે. આ SAT ને એક જ પ્રતિક્રિયા દરમિયાન વિવિધ પરમાણુ લક્ષ્યાંકોનું વિશ્લેષણ કરવાની મંજૂરી આપે છે. સામાન્ય ન્યુક્લિક એસિડ શોધ પદ્ધતિમાં સીધા ડીએનએ સંકરણનો સમાવેશ થાય છે. સીધો ડીએનએ સંકરણ અભિગમ એ સૌથી સરળ સસ્પેન્શન એરે એસે છે જેમાં સૂક્ષ્મ ગોળાઓ સાથે જોડાયેલા 15 થી 20 બી. પી. ડીએનએ ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ્સને પી. સી. આર. નો ઉપયોગ કરીને વિસ્તૃત કરવામાં આવે છે. આ ઓપ્ટિમાઇઝ્ડ પ્રોબની લંબાઈ છે કારણ કે તે પ્રોબ-ટાર્ગેટ સંકરણ દરમિયાન વિવિધ પ્રોબ્સ વચ્ચે ગલન તાપમાનની વિવિધતાને ઘટાડે છે. રસના એક ડીએનએ ઓલિગોપ્રોબને વિસ્તૃત કર્યા પછી, તેનો ઉપયોગ માઇક્રોસ્ફિયરના 100 જુદા જુદા સમૂહો પર 100 જુદી જુદી ચકાસણીઓ બનાવવા માટે થઈ શકે છે, જેમાં દરેક 100 સંભવિત લક્ષ્યોને કબજે કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે (જો 100-જટિલ શ્રેણીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે તો). તેવી જ રીતે, લક્ષિત ડીએનએ નમૂનાઓ સામાન્ય રીતે પી. સી. આર. વિસ્તૃત અને લેબલ થયેલ હોય છે. કેપ્ચર પ્રોબ અને લક્ષ્ય ડીએનએ વચ્ચેનું સંકરણ માઇક્રોસ્ફિયર પર સ્થિત તેમના કેપ્ચર પ્રોબ્સમાં પૂરક લક્ષ્ય ડીએનએ સિક્વન્સને ઓગાળીને અને એનેલ કરીને પ્રાપ્ત થાય છે. સિક્વન્સ વચ્ચેના બિન-વિશિષ્ટ બંધનને દૂર કરવા માટે ધોયા પછી, માત્ર મજબૂત જોડીવાળા પ્રોબ-લક્ષ્યો સંકરણમાં રહેશે. ફ્લો સાયટોમેટ્રી સાથે સૉર્ટિંગ અને ડિટેક્શન આ વિષય પર વધુ વિગતો માટે, ફ્લો સાયટોમેટ્રી જુઓ કારણ કે દરેક માઇક્રોસ્ફિયરની ઓપ્ટિકલ ઓળખ જાણીતી છે, ફ્લો સાયટોમેટ્રીનો ઉપયોગ કરીને માઇક્રોસ્ફિયરના બીજા સમૂહમાં માર્કર્સને લક્ષ્ય બનાવવા માટે માઇક્રોસ્ફિયરના એક સમૂહમાં લક્ષ્ય માર્કર્સની સંબંધિત તીવ્રતાની સરખામણી કરીને માઇક્રોસ્ફિયરમાં સંકરણ કરાયેલા લક્ષ્ય નમૂનાઓનું પ્રમાણ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. માઇક્રોસ્ફિયર્સને તેમના અનન્ય ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો અને લક્ષ્ય ક્રમમાં સંકરણના સ્તર બંનેનો ઉપયોગ કરીને સૉર્ટ કરી શકાય છે. શક્તિ ઝડપી/ઉચ્ચ થ્રુપુટઃ મલ્ટિપ્લેક્સ વિશ્લેષણમાં, દર 30 સેકન્ડમાં 100-જટિલ પરીક્ષણનું વિશ્લેષણ કરી શકાય છે. તાજેતરના અહેવાલ મુજબ હાઇ-થ્રુપુટ ફ્લો સાયટોમેટ્રી 1 મિનિટમાં 96-વેલ પ્લેટનો નમૂનો લઈ શકે છે, અને સૈદ્ધાંતિક રીતે, આ સિસ્ટમ સાથેના 100-જટિલ પરીક્ષણનું 1 સેકન્ડથી ઓછા સમયમાં વિશ્લેષણ કરી શકાય છે, અથવા સંભવિત રીતે દરરોજ 12 મિલિયન નમૂનાઓ પહોંચાડી શકાય છે. ઉચ્ચ એરે ઘનતા/મલ્ટિપ્લેક્સઃ સપાટ માઇક્રોએરેની તુલનામાં, SAT વ્યક્તિને સમાંતર માપન કરવાની મંજૂરી આપે છે. માઇક્રોસ્ફિયરના કેટલાક માઇક્રોલિટરમાં હજારો એરે તત્વો હોઈ શકે છે અને દરેક એરે તત્વ સેંકડો વ્યક્તિગત માઇક્રોસ્ફિયર દ્વારા રજૂ થાય છે. આમ, ફ્લો સાયટોમેટ્રી દ્વારા માપ દરેક એરે તત્વના પ્રતિકૃતિ વિશ્લેષણને રજૂ કરે છે. માહિતીનો અસરકારક સંગ્રહઃ SAT નો ઉપયોગ કરવાનો એક ફાયદો એ છે કે તે તમને દર્દી અથવા સંશોધન જીવતંત્રમાંથી એક નમૂનો લેવાની અને સાથે સાથે બહુવિધ જનીન પ્રકારો માટે પરીક્ષણ કરવાની મંજૂરી આપે છે. આમ, એક જ નમૂનામાંથી તમે નક્કી કરી શકો છો કે દર્દીને વાયરસની શ્રેણીમાંથી કયો વાયરસ છે, અથવા એક અનન્ય ફીનોટાઇપ સાથે જીવતંત્રમાં કયા બેઝ જોડી પરિવર્તન હાજર છે. ખર્ચ-અસરકારકઃ હાલમાં, વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ સસ્પેન્શન એરે કિટની કિંમત પરીક્ષણ કરેલ ક્રમ દીઠ $0.10-$0.25 છે. નબળાઈઓ પ્રમાણમાં નીચા એરે કદઃ જો કે તેમાં લાખો વિવિધ એરે ઘટકો પેદા કરવા માટે રંગોની વધતી માત્રાનો ઉપયોગ કરવાની ક્ષમતા છે, વ્યાવસાયિક રીતે ઉપલબ્ધ માઇક્રોસ્ફિયર એરેની વર્તમાન પેઢી (લુમિનેક્સ xMAP તકનીકમાંથી) માત્ર રંગોના બે સેટનો ઉપયોગ કરે છે અને તેથી તે પ્રયોગ દીઠ માત્ર ~ 100 લક્ષ્યોને શોધી શકે છે. તપાસના વિવિધ સમૂહો અને લક્ષ્ય ક્રમ વચ્ચેના સંકરણ માટે ચોક્કસ એનિલિંગ તાપમાનની જરૂર પડે છે, જે ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ તપાસની લંબાઈ અને ક્રમથી પ્રભાવિત થાય છે. તેથી, દરેક પ્રયોગ માટે, માત્ર એક જ શક્ય એનિલિંગ તાપમાનનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. આમ, આપેલ પ્રયોગમાં ઉપયોગમાં લેવાતા તમામ પ્રોબ્સ સમાન તાપમાને લક્ષ્ય સાથે સંકરણ કરવા માટે રચાયેલ હોવા જોઈએ. જો કે ચકાસણીના કેટલાક સમૂહોમાં બેઝ જોડી મેળ ખાતી ન હોવા છતાં તપાસના દરેક સમૂહ વચ્ચે એનિલિંગ તાપમાનના તફાવતોને ઘટાડી શકાય છે, જો એક પ્રતિક્રિયામાં 10-20 કરતા વધુ લક્ષ્યાંકોનું પરીક્ષણ કરવામાં આવે તો સંકરણની સમસ્યા હજુ પણ નોંધપાત્ર છે. સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ લ્યુમિનેક્સ ઉત્પાદનો જનીન અભિવ્યક્તિ બાયોઇન્ફોર્મેટિક્સ ડીએનએ માઇક્રોટેકનોલોજી મોલેક્યુલર બાયોલોજી તકનીકો માઇક્રોએરે