Suspension array technology
சஸ்பென்ஷன் அரே டெக்னாலஜி (அல்லது SAT) என்பது மூலக்கூறு உயிரியலில் பயன்படுத்தப்படும் உயர் செயல்திறன், பெரிய அளவிலான மற்றும் மல்டிபிளெக்ஸ் ஸ்கிரீனிங் தளமாகும். ஒற்றை நியூக்ளியோடைடு பாலிமார்பிசம் (எஸ்என்பி) மரபணு வகைப்படுத்தல், மரபணு நோய் பரிசோதனை, மரபணு வெளிப்பாடு விவரக்குறிப்பு, மருந்து கண்டுபிடிப்பு மற்றும் மருத்துவ நோயறிதல் போன்ற மரபணு மற்றும் புரோட்டியோமிக் ஆராய்ச்சிக்கு எஸ்ஏடி பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. வரிசைகளைத் தயாரிக்க SAT மைக்ரோஸ்பியர் மணிகளைப் பயன்படுத்துகிறது (5.6 யூஎம் விட்டம்). இந்த மைக்ரோஸ்பியர் மணிகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் பல மரபணு மாறுபாடுகளை ஒரே நேரத்தில் சோதிக்க SAT அனுமதிக்கிறது, ஏனெனில் ஒவ்வொரு வகை மைக்ரோஸ்பியர் மணியும் ஒளியியல் பண்புகளில் உள்ள மாறுபாடுகளின் அடிப்படையில் ஒரு தனித்துவமான அடையாளத்தைக் கொண்டுள்ளது, மிகவும் பொதுவானது ஒளிரும் நிறம். ஒவ்வொரு நிறமும் நிறத்தின் தீவிரமும் தனித்துவமான அலைநீளத்தைக் கொண்டிருப்பதால், மணிகளை அவற்றின் அலைநீள தீவிரத்தின் அடிப்படையில் எளிதில் வேறுபடுத்திக் காட்ட முடியும். நுண் கோளங்கள் கரைசலில் உடனடியாக தொங்கவிடக்கூடியவை மற்றும் ஒரு மதிப்பீட்டின் போது சாதகமான இயக்கவியலை வெளிப்படுத்துகின்றன. தட்டையான மைக்ரோஅரேக்களைப் போன்றது (எ. கா. டிஎன்ஏ மைக்ரோஅரே), டிஎன்ஏ ஒலிகோனியூக்ளியோடைடு ஆய்வுகள், ஆன்டிபாடிகள் அல்லது பிற புரதங்கள் போன்ற பொருத்தமான ஏற்பி மூலக்கூறுகள், வேறுபட்ட பெயரிடப்பட்ட மைக்ரோஸ்பியர்களுடன் தங்களை இணைத்துக் கொள்கின்றன. இது ஆயிரக்கணக்கான மைக்ரோஸ்பியர் வரிசை கூறுகளை உருவாக்குகிறது. புரோப்-இலக்கு கலப்பினமயமாக்கல் பொதுவாக ஒளியியல் ரீதியாக பெயரிடப்பட்ட இலக்குகளால் கண்டறியப்படுகிறது, இது மாதிரியில் உள்ள ஒவ்வொரு இலக்கின் ஒப்பீட்டளவில் மிகுதியை தீர்மானிக்கிறது. டிஎன்ஏ கலப்பின டிஎன்ஏவைப் பயன்படுத்தி எஸ்ஏடி பற்றிய கண்ணோட்டம் சோதனை துண்டுகளை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படும் உயிரணுக்களிலிருந்து பிரித்தெடுக்கப்படுகிறது. இந்த சோதனைத் துண்டுகள் பல்வேறு நுண் கோள மணிகளைக் கொண்ட ஒரு கரைசலில் சேர்க்கப்படுகின்றன. ஒவ்வொரு வகை மைக்ரோஸ்பியர் மணியும் ஒரு தனித்துவமான ஒளிரும் அடையாளத்துடன் அறியப்பட்ட டிஎன்ஏ ஆய்வைக் கொண்டுள்ளது. நுண் கோள மணிகளில் உள்ள சோதனை துண்டுகள் மற்றும் ஆய்வுகள் ஒருவருக்கொருவர் கலப்பினமாக்க அனுமதிக்கப்படுகிறது. கலப்பினப்படுத்தப்பட்டவுடன், மைக்ரோஸ்பியர் மணிகள் வரிசைப்படுத்தப்படுகின்றன, பொதுவாக ப்ளோவ் சைட்டோமெட்ரியைப் பயன்படுத்துகின்றன. இது அசல் மாதிரியிலிருந்து ஒவ்வொரு மரபணு மாறுபாடுகளையும் கண்டறிய அனுமதிக்கிறது. இதன் விளைவாக சேகரிக்கப்பட்ட தரவு நுண் கோளத்திற்கு ஒவ்வொரு கலப்பின மாதிரியின் ஒப்பீட்டளவில் மிகுதியைக் குறிக்கும். நுண்ணோக்கி மணிகள் எளிதில் கரைசலில் தொங்கவிடப்படுவதால், ஒவ்வொரு நுண்ணோக்கியும் சோதனை மாதிரியுடன் கலப்பினமாக இருக்கும்போது அதன் அடையாளத்தைத் தக்க வைத்துக் கொள்வதால், ஒரு வழக்கமான சஸ்பென்ஷன் வரிசை பரிசோதனை "மல்டிபிளெக்சிங்" என்று அழைக்கப்படும் ஒற்றை எதிர்வினையில் பரந்த அளவிலான உயிரியல் பகுப்பாய்வை பகுப்பாய்வு செய்ய முடியும். பொதுவாக, ஒரு வரிசையில் பயன்படுத்தப்படும் ஒவ்வொரு வகை நுண் கோளமும் தனித்தனியாக மொத்தமாக தயாரிக்கப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, லுமினெக்ஸ் xMAP தொழில்நுட்பத்திலிருந்து வணிக ரீதியாக கிடைக்கக்கூடிய மைக்ரோஸ்பியர் வரிசைகள் 10X10 உறுப்பு வரிசையைப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த வரிசையில் சிவப்பு மற்றும் அகச்சிவப்பு சாயங்களைக் கொண்ட மணிகள் அடங்கும், ஒவ்வொன்றும் பத்து வெவ்வேறு தீவிரங்களைக் கொண்டுள்ளன, அவை 100-உறுப்பு வரிசையைக் கொடுக்கின்றன. எனவே, பல சாயங்கள் பயன்படுத்தப்பட்டால் வரிசை அளவு அதிவேகமாக அதிகரிக்கும். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு சாயத்திற்கு 10 வெவ்வேறு தீவிரங்களைக் கொண்ட ஐந்து வெவ்வேறு சாயங்கள் 100,000 வெவ்வேறு வரிசை கூறுகளுக்கு வழிவகுக்கும். செயல்முறை மாதிரி இலக்கு பல்வேறு வகையான நுண் கோளங்களைப் பயன்படுத்தும் போது, கொடுக்கப்பட்ட மாதிரியில் டிஎன்ஏ மற்றும் புரதங்கள் போன்ற பல மாறிகளை ஒரே நேரத்தில் சோதிக்கும் திறன் எஸ்ஏடி-க்கு உள்ளது. இது ஒரு ஒற்றை எதிர்வினையின் போது பல்வேறு மூலக்கூறு இலக்குகளை பகுப்பாய்வு செய்ய SAT ஐ அனுமதிக்கிறது. பொதுவான நியூக்ளிக் அமிலக் கண்டறிதல் முறை நேரடி டிஎன்ஏ கலப்பினமாக்கலை உள்ளடக்கியது. நேரடி டிஎன்ஏ கலப்பினமயமாக்கல் அணுகுமுறை என்பது எளிய சஸ்பென்ஷன் வரிசை மதிப்பீடாகும், இதன் மூலம் மைக்ரோஸ்பியர்களுடன் இணைக்கப்பட்ட 15 முதல் 20 பிபி டிஎன்ஏ ஒலிகோ நியூக்ளியோடைடுகள் பிசிஆர் பயன்படுத்தி பெருக்கப்படுகின்றன. இது உகந்த ஆய்வு நீளமாகும், ஏனெனில் இது ஆய்வு-இலக்கு கலப்பினத்தின் போது வெவ்வேறு ஆய்வுகளிடையே உருகும் வெப்பநிலை மாறுபாட்டைக் குறைக்கிறது. ஆர்வமுள்ள ஒரு டிஎன்ஏ ஒலிகோப்ரோப்பைப் பெருக்கிய பிறகு, 100 வெவ்வேறு நுண் கோளங்களில் 100 வெவ்வேறு ஆய்வுகளை உருவாக்க இதைப் பயன்படுத்தலாம், ஒவ்வொன்றும் 100 சாத்தியமான இலக்குகளைப் பிடிக்கும் திறன் கொண்டவை (100-சிக்கலான வரிசையைப் பயன்படுத்தினால்). இதேபோல், இலக்கு டிஎன்ஏ மாதிரிகள் பொதுவாக பிசிஆர் பெருக்கப்பட்டு பெயரிடப்படுகின்றன. பிடிப்பு ஆய்வுக்கும் இலக்கு டிஎன்ஏவிற்கும் இடையிலான கலப்பினமயமாக்கல் நுண் கோளங்களில் அமைந்துள்ள அவற்றின் பிடிப்பு ஆய்வுகளுக்கு நிரப்பு இலக்கு டிஎன்ஏ காட்சிகளை உருக்கி அனீல் செய்வதன் மூலம் அடையப்படுகிறது. காட்சிகளுக்கு இடையே குறிப்பிட்ட பிணைப்பை அகற்ற கழுவிய பிறகு, வலுவாக இணைக்கப்பட்ட ப்ரோப்-இலக்குகள் மட்டுமே கலப்பினமாக இருக்கும். ஓட்டம் சைட்டோமெட்ரியுடன் வரிசைப்படுத்துதல் மற்றும் கண்டறிதல் இந்த தலைப்பைப் பற்றிய கூடுதல் விவரங்களுக்கு, ஓட்டம் சைட்டோமெட்ரியைப் பார்க்கவும் ஒவ்வொரு மைக்ரோஸ்பியரின் ஒளியியல் அடையாளம் அறியப்பட்டிருப்பதால், மைக்ரோஸ்பியர்களின் ஒரு தொகுப்பில் இலக்கு குறிப்பான்களின் ஒப்பீட்டு தீவிரத்தை ஓட்டம் சைட்டோமெட்ரியைப் பயன்படுத்தி மைக்ரோஸ்பியர்களின் மற்றொரு தொகுப்பில் இலக்கு குறிப்பான்களின் தீவிரத்துடன் ஒப்பிடுவதன் மூலம் மைக்ரோஸ்பியர்களுடன் கலப்பு செய்யப்பட்ட இலக்கு மாதிரிகளின் அளவீட்டை அடைய முடியும். நுண்க்கோளங்களை அவற்றின் தனித்துவமான ஒளியியல் பண்புகள் மற்றும் இலக்கு வரிசைக்கு கலப்பினத்தின் நிலை ஆகிய இரண்டையும் பயன்படுத்தி வரிசைப்படுத்தலாம். வலிமை விரைவான/உயர் செயல்திறன்ஃ மல்டிபிளெக்ஸ் பகுப்பாய்வில், ஒவ்வொரு 30 விநாடிகளிலும் 100-பிளக்ஸ் மதிப்பீட்டை பகுப்பாய்வு செய்யலாம். சமீபத்தில் அறிவிக்கப்பட்ட உயர்-செயல்திறன் பாய்வு சைட்டோமெட்ரி ஒரு நிமிடத்தில் 96-கிணறு தட்டு மாதிரியை எடுக்க முடியும், மேலும் கோட்பாட்டளவில், இந்த அமைப்புடன் 100-சிக்கலான மதிப்பீட்டை 1 வினாடிக்கும் குறைவான நேரத்தில் பகுப்பாய்வு செய்யலாம் அல்லது ஒரு நாளைக்கு 12 மில்லியன் மாதிரிகளை வழங்க முடியும். உயர் வரிசை அடர்த்தி/மல்டிபிளெக்ஸ்ஃ தட்டையான மைக்ரோ அரேக்களுடன் ஒப்பிடும்போது, எஸ்ஏடி ஒருவரை இணையான அளவீடுகளைச் செய்ய அனுமதிக்கிறது. நுண் கோளங்களின் ஒரு சில மைக்ரோலிட்டர்கள் ஆயிரக்கணக்கான வரிசை கூறுகளைக் கொண்டிருக்கலாம், மேலும் ஒவ்வொரு வரிசை உறுப்பும் நூற்றுக்கணக்கான தனிப்பட்ட நுண் கோளங்களால் குறிக்கப்படுகிறது. எனவே, ஓட்டம் சைட்டோமெட்ரி மூலம் அளவீடு ஒவ்வொரு வரிசை உறுப்பு ஒரு பிரதி பகுப்பாய்வு குறிக்கிறது. பயனுள்ள தகவல்களைச் சேகரிப்பதுஃ SAT ஐப் பயன்படுத்துவதன் நன்மைகளில் ஒன்று, இது ஒரு நோயாளி அல்லது ஆராய்ச்சி உயிரினத்திலிருந்து ஒரு மாதிரியை எடுக்கவும், ஒரே நேரத்தில் பல மரபணு மாறுபாடுகளைச் சோதிக்கவும் உங்களை அனுமதிக்கிறது. எனவே, ஒரு நோயாளிக்கு தொடர்ச்சியான வைரஸ்களிலிருந்து எந்த வைரஸ் உள்ளது, அல்லது ஒரு தனித்துவமான பினோட்டைப் கொண்ட உயிரினத்தில் எந்த அடிப்படை ஜோடி பிறழ்வு உள்ளது என்பதை ஒரு மாதிரியிலிருந்து நீங்கள் தீர்மானிக்க முடியும். செலவு குறைந்ததுஃ தற்போது, வணிக ரீதியாக கிடைக்கக்கூடிய சஸ்பென்ஷன் வரிசை கருவிகளின் விலை சோதனை செய்யப்பட்ட ஒரு வரிசைக்கு $0.10-$0.25 ஆகும். பலவீனங்கள் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வரிசை அளவுஃ மில்லியன் கணக்கான வெவ்வேறு வரிசை கூறுகளை உருவாக்க அதிக அளவு சாயங்களைப் பயன்படுத்தும் திறன் இருந்தாலும், வணிக ரீதியாக கிடைக்கக்கூடிய மைக்ரோஸ்பியர் வரிசைகளின் தற்போதைய தலைமுறை (லுமினெக்ஸ் xMAP தொழில்நுட்பத்திலிருந்து) இரண்டு செட் சாயங்களை மட்டுமே பயன்படுத்துகிறது, எனவே ஒரு பரிசோதனைக்கு ~ 100 இலக்குகளை மட்டுமே கண்டறிய முடியும். வெவ்வேறு செட் ஆய்வுகள் மற்றும் இலக்கு வரிசைகளுக்கு இடையிலான கலப்பினமயமாக்கலுக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட அனீலிங் வெப்பநிலை தேவைப்படுகிறது, இது ஒலிகோ நியூக்ளியோடைடு ஆய்வின் நீளம் மற்றும் வரிசையால் பாதிக்கப்படுகிறது. எனவே, ஒவ்வொரு பரிசோதனையிலும், ஒரே ஒரு சாத்தியமான அனீலிங் வெப்பநிலையை மட்டுமே பயன்படுத்த முடியும். எனவே, கொடுக்கப்பட்ட பரிசோதனையில் பயன்படுத்தப்படும் அனைத்து ஆய்வுகளும் ஒரே வெப்பநிலையில் இலக்குக்கு கலப்பினமாக வடிவமைக்கப்பட வேண்டும். ஆய்வுகளின் சில தொகுப்புகளில் அடிப்படை ஜோடி பொருந்தாத தன்மையை அறிமுகப்படுத்துவது ஒவ்வொரு தொகுப்பு ஆய்வுகளுக்கும் இடையிலான அனீலிங் வெப்பநிலை வேறுபாடுகளைக் குறைக்கும் என்றாலும், ஒரு எதிர்வினையில் 10-20 இலக்குகளுக்கு மேல் சோதிக்கப்பட்டால் கலப்பின சிக்கல் இன்னும் குறிப்பிடத்தக்கதாக இருக்கும். குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் லுமினெக்ஸ் தயாரிப்புகள் மரபணு வெளிப்பாடு உயிர் தகவலியல் டிஎன்ஏ நுண் தொழில்நுட்பம் மூலக்கூறு உயிரியல் நுட்பங்கள் நுண் கதிர்கள்