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用芯片实验室技术检测癌症的DNA生物标记物

由国际医疗资讯本刊作者
发布在19 Jan 2017
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图片:用于制备样本的微流控芯片和对单个分子进行光检测的光流控芯片(图片蒙Joshua W. Parks惠赐)。
图片:用于制备样本的微流控芯片和对单个分子进行光检测的光流控芯片(图片蒙Joshua W. Parks惠赐)。
 微型芯片实验室方法是开发实用诊断检验产品和仪器的首选方案,因为它小巧,只需少量样本做检验,且经济实惠。

癌症是美国的第二大死因,所以可靠的早期诊断和治疗是医生的首要任务。基因组学生物标记物极其有望用于诊断和免疫疗法等新型治疗手段。

美国加利福尼亚大学圣克鲁兹分校和美国犹他州普罗沃市杨百翰大学的一组科学家和工程师开发了一套光流控分析系统,处理用全血制成的生物分子样本,然后在基于硅的分子检测平台上分析和识别多个靶体。在芯片大小的带有流控微通道的器件上处理样本和试剂,无需在试管之间传送相对大容积(微米至毫米尺度)的样本或使用笨重的分析设备。这需要的样本量少得多,并能在一只器件上集成多种功能,提高实验室流程的速度、可靠性和便携性。

科学家用可编程微流控电路演示了血液过滤、样本提取、靶体提纯和荧光标记。他们用光谱复用技术检测并识别多个靶体,该技术的原理是在抗共振反射光波导芯片上进行依赖于波长的多斑激励。他们特别从全血中提取出黑色素瘤生物标记物——突变无细胞核酸的两类——BRAFV600E和NRAS。他们用光谱复用技术同时检测并鉴定这两类靶体,成功率高达96%。

该研究的论文发表于2016年12月号的《生物微流控学》杂志。资深作者、电机工程系教授Holger Schmidt博士说:“我们的方法使用光流控芯片,流体处理和光感知都在一颗芯片上完成,可进一步缩小芯片系统的尺寸,提高其性能。我们希望近期内研制成新型的分子诊断仪器,用于检测肿瘤和传染病,既检测病毒又检测(耐药)细菌。”


加利福尼亚大学圣克鲁兹分校
杨百翰大学


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