Printed Circuit Board-Based Polymerase Chain Reaction Chip

2012 ◽  
Vol 10 (5) ◽  
pp. 1197-1202 ◽  
Author(s):  
Chan-Young Park ◽  
Jong-Dae Kim ◽  
Ja-Hun Ku ◽  
Yu-Seop Kim ◽  
Hye-Jeong Song ◽  
...  
Keyword(s):  
Polymerase Chain Reaction ◽  
Printed Circuit Board ◽  
Circuit Board ◽  
Chain Reaction ◽  
Printed Circuit ◽  
Polymerase Chain

scholarly journals Integrated microfluidic devices for rapid DNA amplification applicable to diagnostics andpathogendetection in food

2018 ◽  
Author(s):  
Γεωργία Κάπρου
Keyword(s):  
Polymerase Chain Reaction ◽  
Quartz Crystal ◽  
Printed Circuit Board ◽  
Lab On A Chip ◽  
Dna Amplification ◽  
Microfluidic Devices ◽  
Circuit Board ◽  
Chain Reaction ◽  
Printed Circuit ◽  
Polymerase Chain

Η παρούσα διδακτορική διατριβή επικεντρώνεται στην ανάπτυξη μικροαντιδραστήρων για την ενίσχυση δεσοξυριβονουκλεϊνικών οξέων (DNA) με βάση το υπόστρωμα τυπωμένου κυκλώματος (Printed Circuit board,PCB) με χαμηλό κόστος και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, επιτρέποντας τη χρήση τους ακόμη και σε περιοχές με χαμηλούς πόρους, κατάλληλες για ολοκλήρωση σε πλατφόρμες μικροεργαστηρίων σε ψηφίδα (Lab-on-a-Chip, LoC) με εφαρμογή στην ασφάλεια τροφίμων, στα ιατρικά διαγνωστικά και στην περιβαλλοντική παρακολούθηση για την ανίχνευση παθογόνων.Επιτεύχθηκε ταυτόχρονα μεγάλος βαθμός ολοκλήρωσης και χαμηλό κόστος κατασκευής των μικροδιατάξεων αυτών με την επιλογή του PCB ως το κυρίως υπόστρωμα και την ανάπτυξη διαδικασιών κατασκευής συμβατών με την τεχνολογία PCB. Εκτός από την ολοκλήρωση των μικρορευστωνικών δικτύων με ηλεκτρονικά στοιχεία όπως οι αισθητήρες, το PCB επιτρέπει επίσης την ολοκλήρωση μικρoθερμαντικών στοιχείων χαλκού που παρέχουν τις θερμικές ζώνες που είναι απαραίτητες για την ενίσχυση του DNA. Ως εκ τούτου, η χαμηλού κόστους μαζική παραγωγή μικροδιατάξεων ενίσχυσης DNA είναι εφικτή με την χρήση των προτεινόμενων εμπορικά διαθέσιμων υλικών και μεθόδων συμβατών με την τεχνολογία PCB για την κατασκευή των μικροδιατάξεων αυτών στην καλά εδραιωμένη βιομηχανία PCB, αντιμετωπίζοντας έτσι ένα από τα εμπόδια σχετικά με τις μικρορευστωνικές διατάξεις που είναι η εμπορική αξιοποίησή τους.Στην παρούσα διατριβή, κατασκευάστηκαν μικροδιατάξεις ενίσχυσης DNA στατικού θαλάμου και συνεχούς ροής και ελέχθησαν χρησιμοποιώντας πολυάριθμες μεθόδους ενίσχυσης (ισοθερμικές και μη ισοθερμικές) όπως η αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (Polymerase Chain Reaction, PCR), Recombinase Polymerase Amplification (RPA), Helicase Dependent Amplification (HDA) και Loop-mediated Amplification (LAMP). Πρωτόκολλα ενίσχυσης DNA πολύ ταχύτερα σε σχέση με αυτά που διενεργούνται σε συμβατικούς θερμοκυκλοποιητές (μέχρι 20 φορές) διεξήχθησαν εντός των μικροδιατάξεων ενίσχυσης DNA, με συνολική διάρκεια από 2 λεπτά - μία από τις ταχύτερες που αναφέρθηκαν ποτέ - έως 30 λεπτά. Ο σχεδιασμός (βάση αριθμητικών υπολογισμών) των μικροαντιδραστήρων DNA εξασφαλίζει επίσης χαμηλή κατανάλωση ενέργειας (324 J έως 4320 J) η οποία μπορεί να μεταφραστεί στην ανεξάρτητη διεξαγωγή από 65 μέχρι 1000 αντιδράσεων (αναλόγως της μεθόδου ενίσχυσης DNA) με χρήση συνήθους μπαταρίας ισχύος 10.000 mAh (9V).Τέτοιοι μικροαντιδραστήρες ενίσχυσης DNA ολοκληρώθηκαν για πρώτη φορά με ακουστικούς βιοαισθητήρες (Surface Acoustic Wave, SAW). Στην εργασία, παρουσιάζεται μια πλατφόρμα μικροεργαστηρίου σε ψηφίδα LoC βασισμένη στην ακουστική ανίχνευση SAW, εντός της οποίας διεξάγεται η δέσμευση και λύση κυττάρων, και η ενίσχυση του βακτηριακού DNA σε ένα και μόνο θάλαμο για την ανίχνευση ζώντων κυττάρων Σαλμονέλας (που προέρχονται από τεχνητό εμβολιασμό στο γάλα) μέσα σε λιγότερο από 6 ώρες.Παράλληλα, επιτεύχθηκε περαιτέρω βελτίωση της πλατφόρμας LoC με διερεύνηση μεθόδων παθητικοποίησης των τοιχωμάτων μικροκαναλιών για την πρόληψη προσρόφησης βιομορίων στην επιφάνεια των μικροδιατάξεων για τη βελτίωση της ενίσχυσης DNA. Διάλυμα 1% αλβουμίνης Βόιου ορού (Bovine Serum Albumin, BSA) παρατηρήθηκε ότι παθητικοποιεί με βέλτιστο τρόπο τα τοιχώματα και συνεπώς αναστέλλει την προσρόφηση βιομορίων. Παρομοίως, διερευνήθηκε η επιφανειακή ενεργοποίηση των ακουστικών αισθητήρων (Quartz Crystal Microbalance with Dissipation, QCM-D) για επιλεκτική δέσμευση DNA σε πολύπλοκα δείγματα, ανοίγοντας το δρόμο για να χρησιμοποιηθεί η αναπτυγμένη πλατφόρμα με πολύπλοκες μήτρες δειγμάτων. Η χρήση παρεμποδιστικού ρυθμιστικού διαλύματος πριν την εισαγωγή του δείγματος προς ανάλυση στον βιοαισθητήρα βελτιώνει τη διαχωριστική ικανότητα μεταξύ μολυσμένων και μη δειγμάτων όταν χρησιμοποιείται η ανίχνευση μέσω ειδικής πρόσδεσης Αβιδίνης-Βιοτίνης.

scholarly journals Towards PCB-Based Miniaturized Thermocyclers for DNA Amplification

Micromachines ◽  
2020 ◽  
Vol 11 (3) ◽  
pp. 258
Author(s):  
Georgia D. Kaprou ◽  
Vasileios Papadopoulos ◽  
Christos-Moritz Loukas ◽  
George Kokkoris ◽  
Angeliki Tserepi
Keyword(s):  
Power Consumption ◽  
Large Scale ◽  
Printed Circuit Board ◽  
Dna Amplification ◽  
Circuit Board ◽  
Amplification Efficiency ◽  
Chain Reaction ◽  
Seamless Integration ◽  
Printed Circuit ◽  
Polymerase Chain

In recent years, printed circuit board (PCB)-based microfluidics have been explored as a means to achieve standardization, seamless integration, and large-scale manufacturing of microfluidics, thus paving the way for widespread commercialization of developed prototypes. In this work, static micro polymerase chain reaction (microPCR) devices comprising resistive microheaters integrated on PCBs are introduced as miniaturized thermocyclers for efficient DNA amplification. Their performance is compared to that of conventional thermocyclers, in terms of amplification efficiency, power consumption and duration. Exhibiting similar efficiency to conventional thermocyclers, PCB-based miniaturized thermocycling achieves faster DNA amplification, with significantly smaller power consumption. Simulations guide the design of such devices and propose means for further improvement of their performance.

High performance Nanogold™-in situ hybridzation and its use in the detection of hybridized and PCR-amplified microscopical preparations

1996 ◽  
Vol 54 ◽  
pp. 896-897
Author(s):  
G. W. Hacker ◽  
I. Zehbe ◽  
J. Hainfeld ◽  
A.-H. Graf ◽  
C. Hauser-Kronberger ◽  
...  
Keyword(s):  
Polymerase Chain Reaction ◽  
Messenger Rna ◽  
High Performance ◽  
Detection System ◽  
Direct Methods ◽  
Genetic Alterations ◽  
Chain Reaction ◽  
Protein Encoding ◽  
Polymerase Chain

In situ hybridization (ISH) with biotin-labeled probes is increasingly used in histology, histopathology and molecular biology, to detect genetic nucleic acid sequences of interest, such as viruses, genetic alterations and peptide-/protein-encoding messenger RNA (mRNA). In situ polymerase chain reaction (PCR) (PCR in situ hybridization = PISH) and the new in situ self-sustained sequence replication-based amplification (3SR) method even allow the detection of single copies of DNA or RNA in cytological and histological material. However, there is a number of considerable problems with the in situ PCR methods available today: False positives due to mis-priming of DNA breakdown products contained in several types of cells causing non-specific incorporation of label in direct methods, and re-diffusion artefacts of amplicons into previously negative cells have been observed. To avoid these problems, super-sensitive ISH procedures can be used, and it is well known that the sensitivity and outcome of these methods partially depend on the detection system used.

1504: Molecular Diagnosis and Staging of Prostate Cancer Using Clusterin in Real Time Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction (RT-PCR)

2006 ◽  
Vol 175 (4S) ◽  
pp. 485-486
Author(s):  
Sabarinath B. Nair ◽  
Christodoulos Pipinikas ◽  
Roger Kirby ◽  
Nick Carter ◽  
Christiane Fenske
Keyword(s):  
Prostate Cancer ◽  
Polymerase Chain Reaction ◽  
Real Time ◽  
Molecular Diagnosis ◽  
Reverse Transcription ◽  
Rt Pcr ◽  
Chain Reaction ◽  
Polymerase Chain
Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document