J 2019

Controlled Oil/Water Partitioning of Hydrophobic Substrates Extending the Bioanalytical Applications of Droplet-Based Microfluidics

BURYŠKA, Tomáš, Michal VAŠINA, Fabrice GIELEN, Pavel VAŇÁČEK, Liisa VAN VLIET et. al.

Základní údaje

Originální název

Controlled Oil/Water Partitioning of Hydrophobic Substrates Extending the Bioanalytical Applications of Droplet-Based Microfluidics

Autoři

BURYŠKA, Tomáš (203 Česká republika, domácí), Michal VAŠINA (203 Česká republika, domácí), Fabrice GIELEN, Pavel VAŇÁČEK (203 Česká republika, domácí), Liisa VAN VLIET, Jan JEZEK, Zdenek PILAT, Pavel ZEMÁNEK (203 Česká republika), Jiří DAMBORSKÝ (203 Česká republika, domácí), Florian HOLLFELDER a Zbyněk PROKOP (203 Česká republika, garant, domácí)

Vydání

Analytical Chemistry, Washington, D.C. AMER CHEMICAL SOC, 2019, 0003-2700

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10406 Analytical chemistry

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 6.785

Kód RIV

RIV/00216224:14310/19:00110640

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

UT WoS

000480499200092

Klíčová slova anglicky

ENZYME-KINETICS; PLATFORM; CHIP; COMPARTMENTS; SENSITIVITY; ABSORBENCY; EVOLUTION; TRANSPORT; ASSAYS; SPACE

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 15. 2. 2023 22:45, Mgr. Michaela Hylsová, Ph.D.

Anotace

V originále

Functional annotation of novel proteins lags behind the number of sequences discovered by the next-generation sequencing. The throughput of conventional testing methods is far too low compared to sequencing; thus, experimental alternatives are needed. Microfluidics offer high throughput and reduced sample consumption as a tool to keep up with a sequence-based exploration of protein diversity. The most promising droplet-based systems have a significant limitation: leakage of hydrophobic compounds from water compartments to the carrier prevents their use with hydrophilic reagents. Here, we present a novel approach of substrate delivery into microfluidic droplets and apply it to high-throughput functional characterization of enzymes that convert hydrophobic substrates. Substrate delivery is based on the partitioning of hydrophobic chemicals between the oil and water phases. We applied a controlled distribution of 27 hydrophobic haloalkanes from oil to reaction water droplets to perform substrate specificity screening of eight model enzymes from the haloalkane dehalogenase family. This droplet-on-demand microfluidic system reduces the reaction volume 65 000-times and increases the analysis speed almost 100-fold compared to the classical test tube assay. Additionally, the microfluidic setup enables a convenient analysis of dependences of activity on the temperature in a range of 5 to 90 degrees C for a set of mesophilic and hyperstable enzyme variants. A high correlation between the microfluidic and test tube data supports the approach robustness. The precision is coupled to a considerable throughput of >20 000 reactions per day and will be especially useful for extending the scope of microfluidic applications for high-throughput analysis of reactions including compounds with limited water solubility.

Návaznosti

EF16_013/0001761, projekt VaV
Název: RECETOX RI
LM2015051, projekt VaV
Název: Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí (Akronym: RECETOX RI)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Výzkumná infrastruktura RECETOX
LO1214, projekt VaV
Název: Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí (Akronym: RECETOX)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí