“Sample-to-Answer” Detection of Rare ctDNA Mutation from 2 mL Plasma with a Fully Integrated DNA Extraction and Digital Droplet PCR Microdevice for Liquid Biopsy

数字聚合酶链反应 液体活检 化学 DNA DNA提取 萃取(化学) 色谱法 循环肿瘤DNA 等离子体 计算生物学 分子生物学 聚合酶链反应 遗传学 癌症 物理 生物化学 量子力学 生物 基因
作者
Zhi Geng,Shanglin Li,Lingxiang Zhu,Zhen Cheng,Min Jin,Baoxia Liu,Yong Guo,Peng Liu
出处
期刊:Analytical Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:92 (10): 7240-7248 被引量:59
标识
DOI:10.1021/acs.analchem.0c00818
摘要

The “sample-to-answer” integration and automation of circulating tumor DNA (ctDNA)-based liquid biopsy using digital PCR (dPCR) has been hampered by the complicated operations of liquids with volumes ranging from milliliter samples to nanoliter droplets. On the basis of a “3D extensible” design paradigm proposed previously, an integrated droplet digital PCR (IddPCR) microdevice was successfully developed to automate the entire process of liquid biopsy, from the extraction of ctDNA in 2 mL of plasma using magnetic beads to the generation, amplification, and screening of over 30 000 droplets for detection. A series of reagent mixing structures, including macro-, meso-, and micromixers, was designed to enable efficient reagent handling and mixing at different volume scales. The volume thresholds of the microscale and macroscale in the IddPCR device were calculated to be 40 and 100 μL, respectively, based on the fluid dynamics and sizes of the device structures, so that different mixers can be selected according to the reagent volumes. The DNA extraction efficiency obtained on the device was determined to be ∼60%, and the on-chip ddPCR demonstrated a high correlation with an R 2 of 0.9986 between the readouts and the estimations by a Poisson distribution. Finally, the IddPCR microdevice was able to detect rare tumor mutations (T790M) with an occurring frequency as low as ∼1% from 2 mL of human plasma in a “sample-to-answer” manner. This work offers a feasible solution for the automation of liquid biopsy and paves the way for its broad applications in clinics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小亓同学发布了新的文献求助10
1秒前
博修发布了新的文献求助150
1秒前
包子完成签到,获得积分10
1秒前
民工完成签到,获得积分10
1秒前
脑洞疼的应助被笨笨的雨采纳,获得10
1秒前
Jasper的应助被gbc采纳,获得10
2秒前
刘慧迪发布了新的文献求助10
2秒前
changeyuu完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
狂野香氛发布了新的文献求助10
3秒前
领导范儿的应助被乐呵的飞飞采纳,获得30
3秒前
JamesPei的应助被QDL采纳,获得10
4秒前
追逐123发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
希望天下0贩的0的应助被yumihuhu采纳,获得10
5秒前
6秒前
JamesPei的应助被纯真忆安采纳,获得10
6秒前
吕奚发布了新的文献求助10
6秒前
专业论文完成签到,获得积分10
6秒前
gugu完成签到,获得积分20
7秒前
小巧秋天发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
8秒前
靓丽万宝路完成签到,获得积分20
8秒前
changeyuu发布了新的文献求助10
8秒前
高兴一德完成签到,获得积分10
9秒前
小P完成签到,获得积分10
9秒前
MangoCoffee发布了新的文献求助10
10秒前
gxiaxia发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
沐浴阳光的橙子完成签到,获得积分10
11秒前
冷静背包的应助被zyy采纳,获得30
11秒前
gugu发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
地方吧吉阿婆完成签到,获得积分10
13秒前
Noki完成签到,获得积分10
13秒前
念知秋发布了新的文献求助10
13秒前
niu完成签到 ,获得积分10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 14 Volume Set, 2nd Edition(本书共14册,本求助8volume-14volume共7册,独立harcover版本,非网络版本e-EROS 版,不能网络版转化PDF或提取PDF) 2000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7953225
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9428968
关于积分的说明 20993291
捐赠科研通 7534432
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3369440
关于科研通互助平台的介绍 2505299
邀请新用户注册赠送积分活动 2401411