Arrayjet飛行噴墨式生物芯片點樣技術用于生產世界最高通量的人類蛋白質組芯片HuProt

Arrayjet AdvanceTM  生產服務為客戶提高芯片產量的同時減少樣品消耗 

圖1：Ultra Marathon II 在美國巴爾的摩安裝后，客戶對儀器非常滿意（左邊）。 
Ultra Marathon II 加上Jetmax 環境控制系統，實現在極低的溫度下進行點樣（右邊）。

案例
CDI實驗室是一家美國蛋白質組學公司，之前采用低通量接觸式的針式點樣平臺。他們經歷了頻繁的生產延誤，產量降低，批間差異大，樣品損失等問題。他們缺少生產高通量、高質量的蛋白芯片的技術平臺。隨著需求的不斷增加，CDI面臨有效商業化他們的產品，降低不斷上升的設備維修費用的壓力。 

Arrayjet Adance 芯片點樣服務
Arrayjet的 Adance 芯片點樣服務起始于2011年，非常有效的支持了CDI公司的項目。這種直接面向客戶的芯片服務，客戶可以直接得到Arrayjet 總部75年的全面的生物芯片經驗的支持，來實現他們的蛋白芯片的技術優化，轉讓和商業化。

實驗優化
人類蛋白庫中的一部分人類蛋白通過Arrayjet公司的Ultra MarathonII飛行噴墨式生物芯片點樣平臺點到環氧硅烷（圖2）和硝酸纖維素膜上，整個點樣環境通過Jetmax環境控制系統控制在4°C。通過測試各種點樣體積來優化最后的每個點的樣品體積。14個微矩陣重復中，樣品點圓形形態合格率大于99%。采用該微矩陣獲得預期的表達圖譜。

圖2: 在環氧硅烷芯片上進行試驗優化

批量點樣
更多來自CDI人類蛋白庫的蛋白樣品被點到200張環氧硅烷和硝酸纖維素玻片上，來進一步分析點樣的重復性點樣形態（圖3）。Arrayjet 的Jetguard 確保在長時間點樣過程中最少的樣品蒸發。 

圖3：從人類蛋白庫中純化的一個小組的蛋白樣品被點到200塊相同的Grace Bio-lab PATH 硝酸纖維素膜上。

高密度點樣
通過功能學蛋白實驗確認，我們成功的進行從針點到Arrayje飛行噴墨式點樣的方法學轉移。我們進一步評估了Ultra Marathon II飛行噴墨式點樣平臺進行高密度點樣的能力。CDI 人類蛋白庫的樣品進行一個高密度的六邊形矩陣噴點，來評估在不同點樣基質上，芯片內和芯片間點樣的重復性，以及背景信號。結果顯示，芯片具有出非常好的矩陣，沒有點的重疊。

全人類蛋白組芯片制備
超過19000個GST融合蛋白從CDI 人類蛋白質庫中純化出來，并被重復的噴點到500張芯片上，每個點200pl 的樣品 (圖4)。實驗成功的標準如下：
•>97%的樣品需要被點到芯片上
•圓形點數量>90%
•芯片內和芯片間的CV<20%
•具有陽性和正確的功能實驗結果 

圖4： CDI 完整的人類蛋白庫樣本被噴點到Grace Bio-Labs PATH® 蛋白芯片玻片上。

結論
通過方法學的成功轉移，CDI 公司目前能生產全球最大的人類蛋白組芯片，一個批次能生產100張3.1 版本的HuProt 芯片。采購Ultra Marathon II飛行噴墨式點樣平臺讓CDI能夠制備蛋白組芯片和其他客戶定制的芯片。通過這些芯片，客戶能使用最小量的臨床樣品進行上萬種蛋白的分子相互作用檢測。Arrayjet Advance芯片服務和非接觸壓電式點樣技術顯著的提高大規模、高質量的蛋白芯片生產效率。環境控制單元不僅僅保證了完美的樣品點形態和矩陣，同時保護了蛋白的天然構象，最終證保實驗結果的一致性。

“CDI 采購Ultra Marathon II 飛行噴墨式點樣平臺用于研發和生產HuProt 蛋白芯片和雜交瘤細胞篩選項目的特定芯片。CDI正在計劃在不遠的將來，采用該新技術平臺制備單克隆抗體芯片和膜蛋白芯片。 我們選擇Arrayjet 是因為我們需要實現通量5倍的提升，而且最好是一臺儀器來實現這個目標。Arrayjet的高科技，精確和用戶友好的設計是一個明顯的優勢。 另一個Arrayjet 公司結構的優勢在于，他還通過Arrayjet Advance 提供內部芯片服務。我們可以通過數個月，多個項目的測試，來再次加深我們對該平臺的信任, 這個平臺可以在多個方面提升我們目前運營。”  
Dr. Ignacio Pino, CEO, CDI Laboratories“

Arrayjet 的Jetspyder 樣品進樣裝置有效的減少了蛋白樣品間任何的交叉污染，我們的蛋白芯片的質量有了顯著的提高。此前，我們一個批次僅僅能生產150片質量合格的芯片，這個通量不能滿足規模生產和目前以及未來增長的需求。Arrayjet的技術平臺能夠快速高效的制備1000張芯片的特點對我們有很大的吸引力。”

Dr. Heng Zhu, Professor, Johns Hopkins School of Medicine