基于微流控技術的法醫DNA快速檢驗
微流控芯片技術憑借其微型化、自動化、高通量、集成化、快速等優勢使得實驗室研究產生革命性的變化,并在生物、化學、醫學等諸多領域得到廣泛應用。但目前還沒有基于微流控芯片技術的國產全集成自動化DNA分析儀 。從20世紀90年代逐漸興起的微流控芯片技術具有體積小、樣本和試劑消耗少、分析成本低、分析速度快、易于實現操作流程集成化和自動化等諸多優勢,為實現法醫DNA快速分析開辟了一條新途徑。
以下從微流控技術角度出發,對涉及DNA快速檢驗,包括芯片DNA提取、芯片PCR 擴增、毛細管芯片電泳及集成式芯片等各個方面進行了淺析。
芯片DNA提取技術
傳統的DNA提取方法需要多次震蕩、離心、轉移等,操作費時,不易整合到芯片上,更不適于DNA的快速檢驗。為了解決上述問題,研究者利用微流控芯片固相提取DNA的方法,不過,不利于微流控集成PCR。為了避免這一問題,有研究者開發了其他在芯片上的提取方法,例如基于pH誘導的靜電吸附DNA提取。
芯片PCR 擴增技術
芯片PCR已廣泛應用于生物、化學、醫學等領域,其在法醫DNA領域的應用也日益增多。比如,Belgrader等將微流控芯片PCR應用到法醫STR分析領域,構建了PCR芯片和實時熒光檢測固態光學系統的微型熱循環儀,其擴增速度明顯快于傳統PCR儀。
毛細管芯電泳技術
由于芯片毛細管電泳具有樣品消耗少、分析速度快、靈敏高效等優點,特別適于法醫 DNA快速分析的需求。如Ehrlich實驗室利用長為20 cm玻璃材質的微陣列毛細管電泳芯片,在40 min內同時分離16個PowerPlex16試劑盒的擴增產物,分型成功率達95.8%。
集成式芯片技術
在集成式芯片研究方面,盡管將法醫DNA分析全流程完全集成于一體存在很大挑戰,但是一些研究者已嘗試利用微流控系統將各種步驟與芯片毛細管電泳相結合。如Liu等研發出的世界上第一款用于法醫DNA檢驗的集成式微系統,成功實現了在模擬犯罪現場對DNA進行快速分型檢驗。
未來以微流控芯片為主導的全自動便攜式集成化的 DNA 分析系統將使得法醫DNA檢驗從實驗室走進案件現場甚至日常生活,實現真正的快速即時檢驗。
標簽:   微流控技術 法醫DNA 快速檢驗