高聚物基 PCR 微流控芯片技術
21 世紀是生命科學的世紀, 生物芯片是生命科學工作者進行基因測序、基因診斷、基因識別以及基因和蛋白質功能研究的重要工具。生物芯片的發展經歷了三個發展階段: 第一代是點陣生物芯片( 包括基因芯片和蛋白質芯片等) , 第二代是微流控芯片( 包括 CE 和 PCR 芯片等) , 第三代是 TAS 系統也叫芯片實驗室( lab on chip) , 是生物芯片的最終目標 。 TAS 系統是指可以將 DNA 提取、混合、擴增、分離、分析集成在一起的微型分析系統 。過去幾年來已經研制成功的 TAS 微器件有: 微激勵器, 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限擴增核酸的技術, 該技術就是將模板 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槽, 然后讓 PCR 混合物重復通過由不同方法加熱的芯片上三個恒溫區 [ melting ( 94 ) : annealing ( 55 ) : extension ( 72 ) ] , 從而實現 DNA 的變性、退火和擴增。
第一代 PCR 是 PE Cetus 公司的熱循環儀。第二代是靜態的微反應槽 PCR 芯片( micro chamber PCR chip) 。第三代 PCR 技術是 PCR 微流控芯片 ( flow through PCR chip) 。
下面我們從反應體積大小, 循環時間的長短等幾個方面對這三類 PCR 技術做個比較。
表 1 | 三類 PCR 器件的比較 | ||
Table 1 Comparison of three type PCR devices | |||
類型 | PE Cetus | 靜態的微反應 | PCR 微流 |
熱循環儀 | 槽 PCR 芯片 | 控芯片 | |
反應器類型 | 試管 | 微槽 | 毛細管 |
反應器體積( l) | 幾百 | 幾個 | 幾個~ 十幾個 |
一次循環時間( min) | 5 | 1 左右 | < 1 |
擴增效率 | 高 | 較高 | 較高 |
標簽: PCR微流控芯片 芯片實驗室 生命科學