微流控芯片空间温度梯度毛细管电泳系统检测DNA突变的研究

论文摘要

温度梯度毛细管电泳是近几年出现的一种新的基因突变检测方法,可在同一温度梯度下,检测多个不同长度和不同突变的基因片断,是目前较为理想的突变检测方法之一。本文提出了一种简单可靠、控制方便的空间温度梯度形成方法,采用芯片温度梯度毛细管电泳技术对DNA突变样品进行了检测。论文第一章主要介绍了芯片毛细管电泳技术的特点、主要分离模式和进样方法,并对毛细管电泳技术在DNA突变检测中的应用以及温度梯度毛细管电泳的温度形成方式进行了综述。论文第二章建立了一种空间温度梯度芯片毛细管电泳DNA突变样品分析系统。制作了热阻呈梯度均匀变化的硅橡胶（PDMS）基片,利用热阻变化对热传导的影响,在基片表面形成连续温度梯度,并考察了用该方法所形成的温度梯度的均匀性与稳定性。将玻璃微流控芯片置于温度梯度加热器上,在芯片分离通道的长度方向形成空间温度梯度,实现了芯片温度梯度毛细管电泳分离检测DNA突变样品。选用10℃温度梯度条件,采用单因素法对电泳分离筛分介质的浓度、缓冲溶液的pH值、分离电场强度等参数进行了优化。在选定的最佳实验条件下,DNA突变标准样品迁移时间RSD为1.8%（n=7）,理论塔板数为1.0×105/m,单次样品分析时间为8 min 15s。在9.5 cm长的分离通道上对209 bp的DNA突变标准样品进行了检测,成功检出了两例大肠癌患者的K-ras基因突变。论文第三章对本文建立的分析方法进行了总结,并对芯片温度梯度毛细管电泳技术的发展进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 芯片毛细管电泳
• 1.2.1 芯片毛细管电泳的特点
• 1.2.2 芯片毛细管电泳的分离模式
• 1.2.3 芯片毛细管电泳的进样
• 1.3 基因突变检测
• 1.3.1 电泳技术在基因突变检测中的应用
• 1.3.2 温度梯度的形成方式
• 1.4 本论文工作目的及设计思想
• 第2章 芯片温度梯度毛细管电泳系统用于DNA突变检测的研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器和装置
• 2.2.2 试剂和材料
• 2.2.3 玻璃微流控芯片的制作
• 2.2.4 PDMS基片的制作
• 2.2.5 测温方法
• 2.2.6 芯片的微通道结构
• 2.2.7 实验步骤
• 2.2.8 温度梯度毛细管电泳的分离原理
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 筛分介质的选择
• 2.3.2 通道结构的设计
• 2.3.3 温度梯度的设计
• 2.3.4 实验参数的优化
• 2.3.5 分析性能
• 第3章 结论
• 参考文献
• 致谢