Accurate Zygote-Specific Discrimination of Single-Nucleotide Polymorphisms Using Microfluidic Electrochemical DNA Melting Curves

We report the first electrochemical system for the detection of single‐nucleotide polymorphisms (SNPs) that can accurately discriminate homozygous and heterozygous genotypes using microfluidics technology. To achieve this, our system performs real‐time melting‐curve analysis of surface‐immobilized h...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Angewandte Chemie 2014-03, Vol.126 (12), p.3227-3231
Hauptverfasser: Yang, Allen H. J., Hsieh, Kuangwen, Patterson, Adriana S., Ferguson, B. Scott, Eisenstein, Michael, Plaxco, Kevin W., Soh, H. Tom
Format: Artikel
Sprache:eng
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Beschreibung
Zusammenfassung:We report the first electrochemical system for the detection of single‐nucleotide polymorphisms (SNPs) that can accurately discriminate homozygous and heterozygous genotypes using microfluidics technology. To achieve this, our system performs real‐time melting‐curve analysis of surface‐immobilized hybridization probes. As an example, we used our sensor to analyze two SNPs in the apolipoprotein E (ApoE) gene, where homozygous and heterozygous mutations greatly affect the risk of late‐onset Alzheimer’s disease. Using probes specific for each SNP, we simultaneously acquired melting curves for probe–target duplexes at two different loci and thereby accurately distinguish all six possible ApoE allele combinations. Since the design of our device and probes can be readily adapted for targeting other loci, we believe that our method offers a modular platform for the diagnosis of SNP‐based diseases and personalized medicine. Schnelle Arbeit: Ein neuartiges elektrochemisches Mikrofluidiksystem für den Nachweis von Einzelnucleotidpolymorphie (SNPs) nutzt oberflächenimmobilisierte DNA‐Sonden zur präzisen Unterscheidung von homo‐ und heterozygoten Genotypen mithilfe einer Schmelzkurvenanalyse in Echtzeit. Zwei klinisch relevant SNPs im Apolipoprotein‐E‐Gen wurden charakterisiert, und alle sechs möglichen ApoE‐Allelkombinationen konnten unterschieden werden.
ISSN:0044-8249
1521-3757
DOI:10.1002/ange.201310059