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好消息 光電一體化芯片pcr領(lǐng)域取得新進(jìn)展
2020年05月27日 08:48:28
來源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：6216
經(jīng)過中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所應(yīng)用光學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員吳文明對聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)進(jìn)行了深入的研究后，近期，團(tuán)隊(duì)傳出了好消息，稱其對傳統(tǒng)技術(shù)的各項(xiàng)缺點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)攻關(guān)，并取得了一系列進(jìn)展。
【化工儀器網(wǎng) 科技前沿】經(jīng)過中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所應(yīng)用光學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員吳文明對聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)進(jìn)行了深入的研究后，近期，團(tuán)隊(duì)傳出了好消息，稱其對傳統(tǒng)技術(shù)的各項(xiàng)缺點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)攻關(guān)，并取得了一系列進(jìn)展。相關(guān)成果相繼發(fā)表于多個(gè)SCI刊物。
聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(pcr)又稱無細(xì)胞克隆技術(shù)，是一種用于放大擴(kuò)增特定的DNA片段的分子生物學(xué)技術(shù)。作為一種快速擴(kuò)增DNA的新方法，它可以不通過活細(xì)胞就能在數(shù)小時(shí)內(nèi)使拷貝的模板序列甚至是一個(gè)DNA分子擴(kuò)增千萬甚至是上億倍，正因?yàn)槿绱?，無論是化石中的古生物、歷史人物的殘骸，亦或是幾十年前兇殺案中兇手遺留的毛發(fā)、皮膚、血液等，只要其能分離出一點(diǎn)DNA，該方法就能使其發(fā)揮出意想不到的作用。
據(jù)悉，該技術(shù)是美國Cetus公司人類遺傳研究室Kary Mullis在1983年提出設(shè)想，并在1985年研制成功的；早的應(yīng)用報(bào)道是Saiki等1985年將PCR技術(shù)應(yīng)用于β-珠蛋白基因擴(kuò)增和鐮刀狀紅細(xì)胞貧血的產(chǎn)前診斷；1976年，Chien等分離的熱穩(wěn)定性Taq DNA聚合酶使PCR操作大為簡化，并使PCR自動(dòng)化成為可能；1987年，Mullis等完成了自動(dòng)化操作裝置，使PCR技術(shù)進(jìn)行實(shí)用階段。我國對于pcr技術(shù)的發(fā)展也做出了不小的貢獻(xiàn)：1976年，中國科學(xué)家錢嘉韻發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定的Taq DNA聚合酶；1989年軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院馬立人教授等研制成功了PCR自動(dòng)裝置。
因聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、簡便、快速、純度要求低等特性，該技術(shù)在生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)研究、遺傳工程、環(huán)境監(jiān)測、水產(chǎn)業(yè)、考古學(xué)、法醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用空間。
雖說聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)有著積極的作用和意義，也在一定程度上推進(jìn)了生物學(xué)研究，但該技術(shù)在臨床檢測中使用的核心技術(shù)手段——實(shí)時(shí)熒光pcr技術(shù)在檢測限、分析成本、基層診斷疾控普及等方面還存在著諸多不足，故而進(jìn)行更為深入的研究，提高該方法的技術(shù)水平勢在必行。
而經(jīng)過吳文明等研究員的努力，將光機(jī)電一體化技術(shù)與芯片實(shí)驗(yàn)室技術(shù)結(jié)合后，日前成功研發(fā)出的采用實(shí)時(shí)熒光檢測模式的連續(xù)流動(dòng)式、全自動(dòng)、一體化集成數(shù)字PCR系統(tǒng)，成功解決了傳統(tǒng)數(shù)字PCR系統(tǒng)因終點(diǎn)檢測難以區(qū)分假陽性的缺點(diǎn)。不僅如此，該系統(tǒng)還具有多個(gè)傳統(tǒng)技術(shù)所無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，包括有：只需要一次進(jìn)樣就可同步實(shí)現(xiàn)微液滴生成、熱循環(huán)擴(kuò)增以及核酸定量分析；自動(dòng)化控制，無需人為操作，解決了傳統(tǒng)數(shù)字PCR系統(tǒng)需要依賴人工操作在不同儀器上反復(fù)移動(dòng)樣品的弊端；實(shí)現(xiàn)能源自給，為現(xiàn)場檢測奠定了基礎(chǔ)；整機(jī)成本和檢測耗材成本大幅降低。
相信本次研究只是科技進(jìn)步的一小步，未來，研究人員還將繼續(xù)堅(jiān)持創(chuàng)新研發(fā)，在不斷改進(jìn)、提升技術(shù)水平的同時(shí)，能有效降低pcr檢測成本，以使其在各類傳染病防控工作中的應(yīng)用更為頻繁和普遍。
參考資料來源：丁香通、百度百科、長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
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