Гель-док

Гель -документ , также известный как система документации геля , система изображения геля или гель-визуализатор , относится к оборудованию, широко используемому в лабораториях молекулярной биологии для визуализации и документирования нуклеиновой кислоты и белка, суспендированных в полиакриламидных или агарозных гелях. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} Генетическая информация хранится в ДНК. Процедуры электрофореза в полиакриламидном или агарозном геле проводятся для исследования нуклеиновых кислот или белков с целью анализа генетических данных. ^{[ 3 ]} Для анализа белков используется двумерный гель-электрофорез (2-DGE), который является одним из наиболее часто используемых методов в сравнительных протеомных исследованиях, позволяющих различить тысячи белков за один проход. Белки сначала разделяются с помощью 2-DGE на основе их изоэлектрических точек (pI) в одном измерении, а затем на основе их молекулярной массы в другом. После этого проводится тщательный качественный и количественный анализ протеомов с использованием документации по гелю и программным методам оценки изображений на гелях 2-DGE, окрашенных для видимости белка. ^{[ 4 ]} Гели обычно окрашивают бромидом этидия. ^{[ 5 ]} или другие красители нуклеиновых кислот, такие как GelGreen .

Как правило, гель-документ включает в себя ультрафиолетового (УФ) света трансиллюминатор , капюшон или темную комнату для защиты внешних источников света и защиты пользователя от воздействия ультрафиолета, компьютер, программное обеспечение и высокопроизводительную камеру CCD для захвата изображений. Что касается оптического датчика, используемого в коммерческих системах гелевых документов, качество изображения увеличивается с увеличением размера датчика изображения. С развитием CMOS-сенсоров для камер, таких как серии Sony Pregius и Exmor , камеры, способные работать в условиях низкой освещенности, изготовленные на основе этих сенсоров, также включаются в гелевые системы документирования. Динамический диапазон устройства визуализации является существенным препятствием для обнаружения полного диапазона концентраций клеточных белков в гелях 2DE. Плотные белковые области чрезвычайно светятся и требуют лишь кратких выдержек в флуоресцентных устройствах формирования изображения с полноэкранным освещением и ПЗС-камерах. Для участков белка с низкой плотностью необходимы более длительные экспозиции. Белки с высоким содержанием часто обнаруживаются рядом с белками с низким содержанием на гелях 2DE. Из-за флуоресцентных сигналов, генерируемых белками с высоким содержанием, длительная экспозиция, необходимая для обнаружения белков с низким содержанием, часто приводит к насыщению пикселей. Избежание этого предела насыщения детектора имеет решающее значение для получения изображений геля с высоким динамическим диапазоном, поскольку измерение областей белка зависит от правильных значений интенсивности для всех пикселей внутри изображения геля. ^{[ 6 ]}

Основными производителями систем документации гелей являются MaestroGen, Cytiva, Bio Rad , Azure Biosystems, Bioolympics, Syngene, Vilber Lourmat, UVItec, UVP, Biozen, Imagene и Aplegen. Недавно на рынок вышли доступные системы от китайских производителей, таких как Clinx, и индийских производителей, таких как iGene Labserve, Biozen Labs.

Для некоторых применений при очень слабом освещении, таких как хемилюминесценция (CL), также разрабатываются гелевые системы документирования с охлаждаемыми камерами, которые позволяют выполнять более длительную выдержку без нагрева датчика. Эти технологические системы ChemiDoc широко используются для обнаружения широкого спектра аналитов при высокопроизводительном скрининге благодаря своей чувствительности, эффективности и низкому уровню шума. ^{[ 7 ]} Проверка загрузки, качества и разделения может быть зафиксирована с помощью системы камер ChemiDoc MP (Bio-Rad). ^{[ 8 ]} В процедуре визуализации геля без пятен остатки триптофана подвергаются УФ-индуцированному взаимодействию с тригалохимическими веществами в геле без пятен, создавая сигнал флуоресценции. Используя систему визуализации Bio-Rad ChemiDoc MP, активируйте гель УФ-трансиллюминацией в течение 1 мин. Используя настройку геля без пятен и автоматически оптимизированную настройку длительности экспозиции, можно сфотографировать гель. Вручную сократите продолжительность воздействия, если гель был передержан. ^{[ 9 ]} Он создает изображения слабых полос и пятен в гелях и пятнах, которые в противном случае были бы не видны невооруженным глазом. На полученных изображениях видны широкие светящиеся области для белков с высоким содержанием и маленькие тусклые пятна для белков с низким содержанием.

Модели также оснащены функциями обработки различных флуоресценций и хемилюминесценции с помощью камер, охлаждаемых до температуры от -28 до -60 °C. Другие расширенные функции включают мгновенную печать на камере и подключение Wi-Fi для управления со смартфона и планшета.

Ссылки

^ Ли П.Ю., Костумбрадо Дж., Сюй С.И., Ким Ю.Х. (апрель 2012 г.). «Электрофорез в агарозном геле для разделения фрагментов ДНК» . Журнал визуализированных экспериментов . 62 (62): 3923. дои : 10.3791/3923 . ПМЦ 4846332 . ПМИД 22546956 .
^ Чу Ф.Н., Тан В.С., Линг Т.С., Тан К.С., Тей Б.Т. (январь 2009 г.). «Количественное определение зеленого флуоресцентного белка с использованием метода визуализации на основе геля» (PDF) . Аналитическая биохимия . 384 (2): 353–355. дои : 10.1016/j.ab.2008.10.010 . ПМИД 18952038 .
^ Пэк Дж.Ю., Ким Дж.Д., Ким Ю.С., Пак С.И., Хван Дж.С. (октябрь 2021 г.). «Система оценки биоизображений на основе камер открытой платформы» . Датчики . 21 (20): 6727. Бибкод : 2021Senso..21.6727B . дои : 10.3390/s21206727 . ПМК 8541520 . ПМИД 34695940 .
^ Гоэз, Мануэль Маурисио; Торрес-Мадроньеро, Мария Констанца; Ретлисбергер, Сара; Дельгадо-Трейос, Эдилсон (февраль 2018 г.). «Предварительная обработка изображений двумерного гель-электрофореза, применяемых для протеомного анализа: обзор» . Геномика, протеомика и биоинформатика . 16 (1): 63–72. дои : 10.1016/j.gpb.2017.10.001 . ПМК 6000252 . ПМИД 29474888 .
^ Гонсалес А.Г., Гонсалес-Гарсия М., Перес-Баллестеро Р. (ноябрь 2022 г.). «Недорогие модульные системы для документации агарозного геля» . БиоТехники . 73 (5): 227–232. дои : 10.2144/btn-2022-0060 . ПМИД 36318177 . S2CID 253245906 .
^ Ван П.Т., Басс В., Шиварски Д., Ланни Ф., Минден Дж. (сентябрь 2014 г.). «Визуализация протеома в высоком динамическом диапазоне с помощью гелевого имидж-сканера со структурированным освещением» . Электрофорез . 35 (18): 2642–2655. дои : 10.1002/elps.201400126 . ПМИД 24935033 . S2CID 37749989 .
^ Ян Ю, Ши П, Сон В, Би С (2019). «Хемилюминесцентная и биолюминесцентная визуализация для биосенсорства и терапии: in vitro и in vivo перспективы » . Тераностика . 9 (14): 4047–4065. дои : 10.7150/thno.33228 . ПМК 6592176 . ПМИД 31281531 . S2CID 189805482 .
^ Тейлор С.С., Пош А. (2014). «План количественного эксперимента по вестерн-блоттингу» . БиоМед Исследования Интернэшнл . 2014 : 361590. doi : 10.1155/2014/361590 . ПМЦ 3971489 . ПМИД 24738055 .
^ Гильда Дж. Э., Гомес А. В. (2015). «Вестерн-блоттинг с использованием маркировки белков в геле в качестве контроля нормализации: технология без окрашивания». Протеомное профилирование . Методы молекулярной биологии. Том. 1295. стр. 381–391. дои : 10.1007/978-1-4939-2550-6_27 . ISBN 978-1-4939-2549-0 . ПМИД 25820735 .

[1] Ли П.Ю., Костумбрадо Дж., Сюй С.И., Ким Ю.Х. (апрель 2012 г.). «Электрофорез в агарозном геле для разделения фрагментов ДНК» . Журнал визуализированных экспериментов . 62 (62): 3923. дои : 10.3791/3923 . ПМЦ 4846332 . ПМИД 22546956 .

[2] Чу Ф.Н., Тан В.С., Линг Т.С., Тан К.С., Тей Б.Т. (январь 2009 г.). «Количественное определение зеленого флуоресцентного белка с использованием метода визуализации на основе геля» (PDF) . Аналитическая биохимия . 384 (2): 353–355. дои : 10.1016/j.ab.2008.10.010 . ПМИД 18952038 .

[3] Пэк Дж.Ю., Ким Дж.Д., Ким Ю.С., Пак С.И., Хван Дж.С. (октябрь 2021 г.). «Система оценки биоизображений на основе камер открытой платформы» . Датчики . 21 (20): 6727. Бибкод : 2021Senso..21.6727B . дои : 10.3390/s21206727 . ПМК 8541520 . ПМИД 34695940 .

[4] Гоэз, Мануэль Маурисио; Торрес-Мадроньеро, Мария Констанца; Ретлисбергер, Сара; Дельгадо-Трейос, Эдилсон (февраль 2018 г.). «Предварительная обработка изображений двумерного гель-электрофореза, применяемых для протеомного анализа: обзор» . Геномика, протеомика и биоинформатика . 16 (1): 63–72. дои : 10.1016/j.gpb.2017.10.001 . ПМК 6000252 . ПМИД 29474888 .

[5] Гонсалес А.Г., Гонсалес-Гарсия М., Перес-Баллестеро Р. (ноябрь 2022 г.). «Недорогие модульные системы для документации агарозного геля» . БиоТехники . 73 (5): 227–232. дои : 10.2144/btn-2022-0060 . ПМИД 36318177 . S2CID 253245906 .

[6] Ван П.Т., Басс В., Шиварски Д., Ланни Ф., Минден Дж. (сентябрь 2014 г.). «Визуализация протеома в высоком динамическом диапазоне с помощью гелевого имидж-сканера со структурированным освещением» . Электрофорез . 35 (18): 2642–2655. дои : 10.1002/elps.201400126 . ПМИД 24935033 . S2CID 37749989 .

[7] Ян Ю, Ши П, Сон В, Би С (2019). «Хемилюминесцентная и биолюминесцентная визуализация для биосенсорства и терапии: in vitro и in vivo перспективы » . Тераностика . 9 (14): 4047–4065. дои : 10.7150/thno.33228 . ПМК 6592176 . ПМИД 31281531 . S2CID 189805482 .

[8] Тейлор С.С., Пош А. (2014). «План количественного эксперимента по вестерн-блоттингу» . БиоМед Исследования Интернэшнл . 2014 : 361590. doi : 10.1155/2014/361590 . ПМЦ 3971489 . ПМИД 24738055 .

[9] Гильда Дж. Э., Гомес А. В. (2015). «Вестерн-блоттинг с использованием маркировки белков в геле в качестве контроля нормализации: технология без окрашивания». Протеомное профилирование . Методы молекулярной биологии. Том. 1295. стр. 381–391. дои : 10.1007/978-1-4939-2550-6_27 . ISBN 978-1-4939-2549-0 . ПМИД 25820735 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]