百人杜文斌團隊成功研制第三代微滴數(shù)字PCR
數(shù)字PCR是一種用于絕對核酸定量檢測方法，具有前所未有的準(zhǔn)確度和精確度，是繼實時熒光定量PCR技術(shù)之后的第三代核酸定量擴增檢測技術(shù)，在液體活檢、腫瘤伴隨診斷、無創(chuàng)產(chǎn)前篩查、病原載量監(jiān)測等方面具有重要應(yīng)用前景，是科研和臨床領(lǐng)域的平臺級新技術(shù)。數(shù)字PCR市場主流產(chǎn)品主要為歐美跨國公司的高端儀器，在科研和臨床的應(yīng)用還比較初步。為了促進(jìn)數(shù)字PCR的更廣泛使用和臨床應(yīng)用，仍然存在幾個主要挑戰(zhàn)，包括降低成本，集成儀器平臺和簡化實驗操作。
微生物研究所微生物資源前期開發(fā)國家重點實驗室杜文斌團隊最近報道了一種可重復(fù)使用的微流體芯片，該芯片基于階梯乳化（Step Emulsification）產(chǎn)生納升液滴陣列，用于同時對8個樣品進(jìn)行片上多重?zé)晒鈹?shù)字PCR。裝置包含兩塊玻璃板，可實現(xiàn)預(yù)先填充礦物油的快速組裝。通過由單個壓力泵同時驅(qū)動8個樣品通道的階梯乳化，利用噴嘴陣列快速產(chǎn)生液滴，生成的液滴在U形腔室中可自組裝成單層液滴陣列，每個腔室可容納約10000個0.35 nL體積的微滴。系統(tǒng)采用的油相配方有效避免和消除了數(shù)字PCR溫控過程中氣泡的產(chǎn)生，在熱循環(huán)期間不需要采用過壓控制。團隊將該芯片應(yīng)用于臨床樣本HER2拷貝數(shù)變異的定量評估，驗證了多重數(shù)字PCR性能，平行檢測結(jié)果與美國賽默飛公司的QuantStudio 3D數(shù)字PCR儀一致，這對于乳腺癌的靶向治療和預(yù)后具有重要臨床應(yīng)用價值。這種低成本，可重復(fù)使用且用戶友好的設(shè)備可廣泛應(yīng)用于各種應(yīng)用，在普通實驗室僅需一臺平板PCR儀和小型氣壓泵即可開展數(shù)字PCR擴增。芯片可在拆卸和簡單清潔程序后重復(fù)使用50次以上，顯著降低了單次數(shù)字PCR檢測的耗材成本。
上述研究結(jié)果2019年1月4日在線發(fā)表于國際主流學(xué)術(shù)期刊Analytical Chemistry(https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.analchem.8b04313)。該工作得到國家重點研發(fā)計劃“戰(zhàn)略性國際科技創(chuàng)新合作重點專項”《人、畜傳染性疾病預(yù)防監(jiān)控技術(shù)》等項目的支持。
全自動數(shù)字PCR原理樣機可同時進(jìn)行24個樣品分析，納升液滴制備、溫控擴增、及多通道熒光檢測全自動完成，檢測時間縮短至3小時。這一擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新數(shù)字PCR系統(tǒng)，突破了現(xiàn)有仿制仿制設(shè)備的局限，有望為低成本、高通量、易用型數(shù)字PCR技術(shù)的普及打開新的局面。
-
焦點事件
-
科技前沿
-
綜述
-
會議會展
