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DNA提取仪新突破:三分钟快速提取DNA

 

华盛顿大学的工程师同NanoFacture公司合作开发出全新的DNA提取设备,和过去传统方法比,它能更高效、环境更友好简单的从流体样本中提取出人体DNA。新设备可以在实验者提取唾液后几分钟内即提取出DNA,以供分析基因组测序及染色体分析。

    华盛顿大学机械工程副教授JaeHyun Chung是此项目的领导者,他告诉我们,对DNA进行提取并不是一件简单的事情,现有技术就像用工地上的巨型起重机提取一根头发一样。新技术很好的克服了这点,有望为医院和实验室提供更加轻松的方法从人体流体样本中提取DNA,以供基因组测序、疾病诊断和法医调查之需。该设备的供应商NanoFacture公司(华盛顿大学经营的)在上月与韩国制造商KNR Systems签署合同,旨在将这种产品量产,并最终将提供给医院诊所、实验研究室等领域。在DNA提取设备研发领域内,华盛顿大学Chung教授领导的研究小组发挥了领军角色,研发了目前还处于知识产权申请阶段的、DNA提取设备应用的新技术。

从流体液分离出DNA是一个繁琐过程,已成为制约科学家推进基因组测序(尤其在疾病预防和治疗领域)的瓶颈,而从市场前景上看,仅DNA制备这一领域就能创下每年约30亿美元的营销额。

传统方法利用离心机旋转和分离DNA分子,或者利用微型过滤器从流体样本中抽提,不过这些方法要需要20到30分钟才能完成,并在提取过程中使用过多的有毒化合物。

威斯康星大学的工程师研制出能侵入流体样本(唾液、痰液或血液)的显微探针,通过在液体中施加电场,该微型探针在表面上吸附着DNA体积大小的颗粒,而那些体积较大的颗粒因击中探针尖端而被弹开。采用这一技术,仅仅两、三分钟就可分离和提纯DNA分子。正如Chung所说,这一简单的流程避开了传统方法的所有步骤。

这一手持设备能快速清理4个不同的人体流体样本,不过该技术能扩展到单次处理96个样本这一大规模处理的标准。该微型探针称为微探针或纳米探针,在华盛顿大学微型制造工厂中被设计和制造。Chung称,技术员每年能生产多达100万个探针,这是决定DNA新设备大规模供应可行性的关键点。

Chung实验室的工程师利用相同的探针技术还设计出一个铅笔大小的设备,它可以被病人带回家或者分发给海外执行军事任务的人员。病人可以擦拭自己的脸颊,收集唾液样本,然后当场处理自己的DNA,并送回医院和实验室以供分析。Chung称,这些都是朝着基因组测序用于疾病预防和治疗的方向进行的积极努力。

华盛顿大学获得5万美元的商业资助后于2008年启动了这项研究,并在随后的时期内,研究人员收到了来自美国国家科学基金会(National Science Foundation)和美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的总额约200万美元的资金。

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