高聚物基 PCR 微流控芯片技術(shù)
21 世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì), 生物芯片是生命科學(xué)工作者進(jìn)行基因測(cè)序、基因診斷、基因識(shí)別以及基因和蛋白質(zhì)功能研究的重要工具。生物芯片的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段: 第一代是點(diǎn)陣生物芯片( 包括基因芯片和蛋白質(zhì)芯片等) , 第二代是微流控芯片( 包括 CE 和 PCR 芯片等) , 第三代是 TAS 系統(tǒng)也叫芯片實(shí)驗(yàn)室( lab on chip) , 是生物芯片的最終目標(biāo) 。 TAS 系統(tǒng)是指可以將 DNA 提取、混合、擴(kuò)增、分離、分析集成在一起的微型分析系統(tǒng) 。過(guò)去幾年來(lái)已經(jīng)研制成功的 TAS 微器件有: 微激勵(lì)器, 微泵和微閥, DNA 提取芯片, PCR 微流控芯片, CE 電泳芯片等。
PCR( polymerase chain reacton) 微流控芯片是一種完美的體外無(wú)限擴(kuò)增核酸的技術(shù), 該技術(shù)就是將模板 DNA、引物、Taq 酶、緩沖液混合均勻, 加入到芯片狀固體支持物上加工的微反應(yīng)槽, 然后讓 PCR 混合物重復(fù)通過(guò)由不同方法加熱的芯片上三個(gè)恒溫區(qū) [ melting ( 94 ) : annealing ( 55 ) : extension ( 72 ) ] , 從而實(shí)現(xiàn) DNA 的變性、退火和擴(kuò)增。
第一代 PCR 是 PE Cetus 公司的熱循環(huán)儀。第二代是靜態(tài)的微反應(yīng)槽 PCR 芯片( micro chamber PCR chip) 。第三代 PCR 技術(shù)是 PCR 微流控芯片 ( flow through PCR chip) 。
下面我們從反應(yīng)體積大小, 循環(huán)時(shí)間的長(zhǎng)短等幾個(gè)方面對(duì)這三類(lèi) PCR 技術(shù)做個(gè)比較。
表 1 | 三類(lèi) PCR 器件的比較 | ||
Table 1 Comparison of three type PCR devices | |||
類(lèi)型 | PE Cetus | 靜態(tài)的微反應(yīng) | PCR 微流 |
熱循環(huán)儀 | 槽 PCR 芯片 | 控芯片 | |
反應(yīng)器類(lèi)型 | 試管 | 微槽 | 毛細(xì)管 |
反應(yīng)器體積( l) | 幾百 | 幾個(gè) | 幾個(gè)~ 十幾個(gè) |
一次循環(huán)時(shí)間( min) | 5 | 1 左右 | < 1 |
擴(kuò)增效率 | 高 | 較高 | 較高 |
標(biāo)簽: PCR微流控芯片 芯片實(shí)驗(yàn)室 生命科學(xué)