高聚物基 PCR 微流控芯片技术

21 世纪是生命科学的世纪, 生物芯片是生命科学工作者进行基因测序、基因诊断、基因识别以及基因和蛋白质功能研究的重要工具。生物芯片的发展经历了三个发展阶段: 第一代是点阵生物芯片( 包括基因芯片和蛋白质芯片等) , 第二代是微流控芯片( 包括 CE 和 PCR 芯片等) , 第三代是 TAS 系统也叫芯片实验室( lab on chip) , 是生物芯片的最终目标 。 TAS 系统是指可以将 DNA 提取、混合、扩增、分离、分析集成在一起的微型分析系统 。过去几年来已经研制成功的 TAS 微器件有: 微激励器, 微泵和微阀, DNA 提取芯片, PCR 微流控芯片, CE 电泳芯片等。

PCR( polymerase chain reacton) 微流控芯片是一种完美的体外无限扩增核酸的技术, 该技术就是将模板 DNA、引物、Taq 酶、缓冲液混合均匀, 加入到芯片状固体支持物上加工的微反应槽, 然后让 PCR 混合物重复通过由不同方法加热的芯片上三个恒温区 [ melting ( 94 ) : annealing ( 55 ) : extension ( 72 ) ] , 从而实现 DNA 的变性、退火和扩增。

   第一代 PCR 是 PE Cetus 公司的热循环仪。第二代是静态的微反应槽 PCR 芯片( micro chamber PCR chip) 。第三代 PCR 技术是 PCR 微流控芯片 ( flow through PCR chip) 。

下面我们从反应体积大小, 循环时间的长短等几个方面对这三类 PCR 技术做个比较。