隨著疾病和藥物治療在遺傳水平上的研究越來越普遍,高質量基因組DNA的有效性及評估其質量的方法是必不可少的。在一些研究中,比如下一代測序和分子診斷,保證基因組DNA的完整性(有大片段的分布并沒有降解)是得到高質量結果的決定性步驟。
目前,瓊脂糖凝膠通常被用于直觀的分析基因組DNA的質量。這些凝膠是可以提供信息的,但是也同樣存在差異性,如大小、smearing、定量和染色(尤其在加入量不同時)等。另外,以膠為基礎的實驗很難實現自動化,或者難于分析大量的樣品,也不能提供真實的分布情況和得到數字化的數據結果。
Caliper公司研發的微流體芯片稱為Lab on Chip,把生物和化學等領域中所涉及的樣品制備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成或基本集成到一塊微小尺寸的芯片上,由微通道形成網絡,以可控流體貫穿整個系統。
Lab on Chip技術主要是使用LabChip GX儀器(一個高通量,自動化的微流體芯片電泳分離平臺)來評價基因組DNA的質量。這個分析產生了一個質量參數標準- 基因組DNA質量分數the gDNA Quality Score (GQS)-以確定一個樣本可以進行后續分析的可接受的標準。基因組DNA質量分數(GQS)范圍從0到5,分數為5表現為最高質量。由LabChip GX儀器帶來的高度重復性、通用性和高通量克服了依賴于凝膠方法的局限。而且,數據結果是數字化的,更方便于存檔和發布。
LabChip GX儀器預充芯片,并自動化的得到樣本的電泳分析結果。樣本逐個由毛細管自動化的吸取,當樣本進入到芯片中,樣本在微流體芯片管路中被染色,分離和檢測。
在基因組質量評估上可改進醫療服務的微流體芯片
微流體芯片的研究始于上世紀90年代,此后,陸續得到了各國政府的重視和支持。十多年來,微流體芯片已經出現了一大批基礎性研究成果。微流體芯片在世界范圍屬于分析技術的前沿,其所具有的優勢和潛在影響已被學術界認可,并且被越來越多的產業界人士接受。
目前,包括分析化學科研界以及臨床診斷和科學儀器產業界已經達成共識,微流體將成為下一帶分析平臺的基本技術,而一些國外公司已經陸續推出基于微流體理念的原型產品。微流體技術有可能引發分析技術領域思想的轉變,推動分析儀器的微型化自動化并實現快速高效的分析工作。
國外已出現一批以微流體芯片為主要業務的企業,目前仍以小型的為主,也有個別的已發展到相當的規模,如美國的Caliper公司,另有一些大公司逐步把微流體芯片視為其主要業務領域之一,比如Agilent和Motorola。目前以診斷產品為主的企業還不多,但申請的ZL有逐年上升的趨勢。
作為下一代分析產品的主流技術,微流體產品具有廣闊的發展空間,尤其是在疾病診斷領域。由于微流體產品在微型化、集成化和低消耗等方面的優勢,將有益于醫療診斷產品的推廣和醫療成本的降低,從而實現醫療條件的改善。
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