连续流动式聚合酶链式反应微流控装置的实验研究
毛细管,连续流动式聚合酶链式反应,微流控装置,,毛细管，连续流动式聚合酶链式反应，微流控装置,1引言,2实验部分,3结果与讨论,References
摘要:连续流动式聚合酶链式反应(PCR)微流控装置是以低热容量的软薄膜加热器为基础构建3个恒温带，以聚四氟乙烯毛细管微通道为PCR反应体系组建而成。报道了在毛细管微通道中小牛血清蛋白(BSA)动力学表面钝化对PCR扩增的影响，讨论了PCR混合物在毛细管微通道中的流动速度对PCR扩增的影响，在15 min甚至10 min内成功扩增了长度为249 bp 的人类β肌动蛋白片断，扩增时间仅10～15 min,而传统PCR仪则需1～2 h。关键词:毛细管，连续流动式聚合酶链式反应，微流控装置
1 引言
聚合酶链式反应(PCR)[1]技术已经在生物医学、临床诊断、环境检测等领域得到广泛的应用。传统PCR装置一般通过金属块以及空气或液体循环来控制PCR温度循环，系统通常具有较大的体积和热容，从而导致PCR速度很慢(通常为1～2h)。为了克服传统PCR装置固有的缺点以实现快速的PCR扩增，早在上个世纪90年代初就开展了基于微流体的PCR生物微流控装置研制[2, 3]。目前，PCR生物微流控系统主要有两种形式[4~6]：反应池内固定扩增式PCR和连续流动式PCR。前者实际上是传统PCR的微型化，反应混合物固定在微反应池中，反应池的尺寸常常限制样品的体积，反应时间及其能量消耗主要受系统的热容量所控制，为了取得较快的加热/冷却速度往往需要对系统热容量进行精确的优化。连续流动式PCR的优点主要有：(1)PCR中加热/冷却速度一般不受装置的系统热容量所限制，而是受PCR混合物流动速度控制；(2)样品溶液的蒸发较小；(3)通过连续地提供不同的生物样品来实现同一反应体系中的不同生物样品的连续扩增，大大节省时间和简化操作；(4)PCR混合物的体积可在μL~mL级范围改变；(5)通过集成连续流动式PCR，可以把样品制备、PCR扩增以及产物检测等功能集成在一起以连续流动的方式进行快速、集成化DNA分析。
目前，连续流动式PCR可分为微电子机械系统(MEMS)技术的芯片式和毛细管的非芯片式两种[7]。前者通过微加工技术将微通道加工在硅/玻璃/聚合物衬底材料上，集成化程度高、系统所占空间体积小。然而，尽管聚合物的微加工方法(如压模、注模以及激光刻蚀)比较简单、价格便宜，但是在硅/玻璃上刻蚀微通道通常要真空溅射或蒸发沉积的金属渡膜技术在片基上镀惰性金属作为掩膜，制作困难、技术复杂、步骤多、成本高。还有，在芯片加工而成的“蜿蜒”型[8~14]或“螺旋”型[15，16]通道所构成循环数目通常是不可变的。有时为了获得可变的循环数目，通常采用“环状”通道[17 ......
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