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微流控芯片在基因检测中的应用

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提起基因检测,很多人第一反应就是高大上,在“科学前沿”、“实验室成果”的标签下,似乎离人们生活十分遥远。但如今,越来越多的企业希望打破这一点,把基因检测带到寻常百姓家。

由于检测出携带致癌基因、患乳腺癌风险极高的好莱坞女星安吉丽娜·朱莉,两年前毅然预防性地切除了乳腺。最近,她由于担心患卵巢癌,又进一步切除卵巢和输卵管。一时间,“基因检测”炙手可热。

人类基因组计划的提前完成得益于阵列毛细管电泳等先进检测技术的发展。在后基因组时代,新的检测技术仍将发挥引领作用,其中微流控芯片技术将是最有发展前途的技术之一。那么微流控芯片当前在基因分析中的主要应用表现为以下情况。
    
一、聚合酶链反应
          聚合酶链反应(Polymerase China Reaction ,PCR)是一种对核酸分子进行体外扩增的方法,已经广泛应用于生物科学各个领域,PCR的引入给分子生物学带来了革命性的变化。反应的主要操作过程在三个温度区间重复循环,经过酶促反应扩增特定的DNA片段。扩增后的反应产物可用于诊断疾病、检验组织或血样中的特殊细菌或病毒。

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二、核酸分析
          微流控芯片在生命科学领域的主要应用对象之一是核酸分析。由于在微通道条件下,施加电场产生的焦耳热效应低,注入的试样量少,分子扩散程度低,因此微流控CE分析在核酸诊断分离中的分辨能力远远好于平板凝胶电泳。微芯片的快速质量的分离效能在寡核苷酸、DNA、RNA片段分析以及基因表型和测序应用中得到充分反映。
     
三、基因突变检测
          病态下许多突变涉及到大范围的基因缺失或复制,对于一些敏感的突变,基因中单个碱基插入或缺失,甚至单点替代,都会产生明显的后果,而导致各种疾病。已有一些电泳方法用于检测突变,其中较常用的有单链构象多态性(SSCP)、等位基因特异聚合酶链反应(AS-PCR)及异源双链核酸分子分析。PCR-SSCP技术是在完成目标DNA的PCR扩增后进行单链DNA多态性分析的一种技术。其原理是:在进行不含变性剂的中性聚丙烯酰胺凝胶电泳时,单链DNA因碱基顺序不同所形成的构象不同,电泳迁移率也不同,通过PCR扩增,复制包括单个碱基置换部位及两侧DNA片段,对其变性后进行SSCP分析,从理论上可以分辨出单个碱基的差异,有效地检出点突变和DNA的多态性,有利于探测新的等位基因。


标签:   微流控芯片 基因检测 毛细管电泳 生命科学 PCR
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