纸上DNA诊断，准确度媲美PCR

沪震实业

2015/11/30 15:13

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纸上DNA诊断，准确度媲美PCR

DNA分析对于许多疾病的诊断和监控十分重要，最常见最可信的DNA测试方法是聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR），它特异性强、灵敏度高、操作简便省时，但也还是需要在实验室中使用专门设备进行。如果有更方便、廉价的方法可以进行DNA分析，那么降低患者负担、提高某些疾病的早期筛查比例这些目标就更加容易实现。

最近，加拿大多伦多大学的David Sinton等人利用纸质设备，通过一个外加电场，使用离子浓差极化法（ion concentration polarization，ICP）完成对DNA的直接分析。该研究发表于《J. Am. Chem. Soc.》。

离子浓差极化法由Sinton在去年发明（Anal. Chem., 2014, DOI:10.1021/ac502597v），可以控制带电分子在湿纸上的运动。现在，他的研究小组将这一方法用于操纵DNA的流动方向。

首先，他们在纸上打印蜡从而划分出一个储液池以及一条长而细的通道。在储液池的边缘，他们在小区域内的纸上涂覆带正电荷的Nafion聚合物。然后，将染料标记的DNA注入到储液池中。通过对纸施加电场，使带负电的DNA聚集到涂有Nafion的区域。然后切换电场的极性，DNA顺着通道向下迁移，并根据分子量和电荷的不同而分离开。再对照标准DNA的结果，就可以知道待测DNA的种类。这有些类似DNA样品的凝胶电泳，但Sinton说，这个方法更简单也更便宜，试纸仅需花费几美分。

Sinton等人随后进行了临床样本的测试。仅需十分钟，就能完成人类血清样本中乙肝病毒（HBV）DNA的预浓缩、分离、检测。而且，这一技术对HBV DNA的检测限仅为150 copies/mL，因而无需预先扩增病毒，足以用于乙型肝炎的早期诊断。该团队还利用该方法分析人类精液样品中的片段化DNA的比例，以评估精子的活力。这一方法得到结果与经典的精子染色质结构分析法（SCSA）结果一致。在所有病例中，这种纸基方法的结论与最后基于PCR的临床诊断结论都相同，临床诊断准确率达到100%。

目前，该团队正计划设计一种便携式设备，为这种纸基技术提供合适的电压，并直接观察结果。