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亲子鉴定之DNA提取和基因分型新技术

       在美国,目前绝大部分的DNA检验都在小型的法医实验室中进行,这些实验室都有数名DNA分析科学家。但是,可以预见,随着一系列新技术的发展,在DNA数据库的构建过程中将会出现更多的高通量操作,这是怎么的亲子鉴定技术呢?。另外,由于一些DNA检测可能会在犯罪现场使用手持或便携式仪器上进行……

    1 适用于犯罪现场调查的便携式仪器

    20年前精密制造技术的发展促成了集成电路产业的革命性变化,出现了功能更为快速、强大的电脑。现在同样的技术正用于开发基于芯片的微型实验室,即所谓的“芯片实验室”。在法医DNA分型中能够缩短样本制备和分析步骤的装置既可用于生物检材的现场检测,也可使用常规实验室的检测更为迅速、经济。这里我们将主要介绍3种研究中的微型DNA分析装置、微芯片毛细管电泳装置、微型热循环仪和杂交芯片。

    2 微芯片CE装置

    微型CE装置在DNA分析中的主要优势在于其较短的通道或毛细管能够更快速地分离DNA片段。与传统的30cm长的玻璃毛细管不同,微芯片CE装置装置采用玻璃显微切片进行DNA分离,这些切片上蚀刻有1050µm深,50µm宽,数厘米长的狭窄通道,通道顶部覆以盖玻片形式密封的分离通道。另外,也可采用注模塑料作为载体。

    3 微型热循环仪

    样本制备仪器体积也在缩小,实际上,现在已经开发出了可以进行PCR反应的微型热循环仪,这种循环仪采用硅材料作为反应室以缩小仪器体积。缩短PCR热循环过程的一个主要优点是能减少试剂的消耗量,因此降低分析测试的费用。另外,由于PCR反应混合物升降温能迅速完成,能进行更多的循环次数,这是因为反应体系数小,PCR反应达到热平衡的时间就越短。

    4 杂交芯片STR分析

    Nanogen公司开发了另一种基于微芯片的分析系统,最初打算用于快速STR等位基因分析。但这种方法一直没有被法医DNA实验室用于实践。Nanogen分析系统主要使用硅制微芯片,这些芯片由一组规律排列的电极构成,每个电极都是一个独立的检测点,每个检测点带有一定的电位,并含有特异的DNA杂交探针。

    5 用于大规模DNA数据库构建的仪器

    随着对DNA分型要求的日益增高,特别是世界各国构建国家DNA数据库的需要,具有大通量样本处理力的仪器将成为主流。大多数实验室现一般采用多道毛细管电泳系统来满足对高通量DNA实验的需求,如ABI3100/3130/3700.

 

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