基于亲疏水微孔芯片和微流控技术的转基因成分高通量检测技术

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转基因成分的检测是转基因生物监管的首要环节。随着基因工程技术的快速发展,越来越多的商业化转基因生物进入市场,同时转基因生物中基因修饰愈加复杂化和多样化,可以对多靶标序列同时进行检测分析的快速、准确、高通量的核酸检测技术成为现阶段转基因成分检测技术发展的主要方向。本研究基于目前转基因成分高通量核酸检测技术发展中面临的众多靶标序列难以有效平行扩增的困境,致力研发了两种高通量的核酸检测技术系统:基于亲疏水微孔芯片技术的高通量检测(MACRO)和基于微流控技术平台的高通量检测。MACRO系统利用亲疏水微孔芯片技术将众多的转基因靶标进行类似于多重PCR方法的核酸富集,然后结合DNA芯片技术将富集好的众多核酸序列产物进行一次性的批量检测,并再通过软件快速读取检测结果来实现高通量检测的。它和传统多重复合PCR的不同之处在于各个靶标并不存在于同一液相体系中,而是在一个个微孔中进行着各自的扩增,进而有效避免了传统多重PCR方法的局限。利用该系统可以同时检测出91个转基因靶标(包含18个通用元件,20个外源插入基因,45个事件和8种内源基因),覆盖了截止到2012年底已经广泛商业化的97%的转基因事件。该系统的特异性检测结果接近100%,而其检测极限也能满足实际检测需求。实验室自配已知成分的混合样和来自出入境检验检疫局盲样的检测结果,与理论结果和检验检疫局的Real-time PCR检测结果完全一致。因此,MACRO系统有望成为转基因生物高通量检测的重要方法之一。同时,我们将当前备受关注的微全分析系统中的微流控微滴技术应用到转基因靶标序列的高通量检测,并初步建立了基于微流控技术的检测平台:机械力驱动型和气压驱动型微流控平台。前者在多次实际试验后,因其本身固有的缺陷(滞后性、脉冲效应和重复性差等)以及国内自主设计研发的微流控芯片工艺不成熟等因素被认为不适用于转基因检测中的多靶标富集实验要求。气压驱动型微流控平台是集气压型驱动操作、流速监测以及自主研发的芯片为一体的微流体控制系统(MFCS),目前该系统已被广泛应用于各个领域如细胞操控、酶促反应、灌注装置和流变学研究等,我们正在尝试将其应用于实际的转基因多靶标检测中。
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