
華盛頓大學的工程師聯(lián)合NanoFacture公司研發(fā)出新的DNA提取設備,相比于傳統(tǒng)方法,它能以更高效、環(huán)境更友好的簡單方式從流體樣本中提取人體DNA。
領導這項研究的華盛頓大學機械工程副教授JaeHyun Chung 稱,提取DNA是非常復雜的一件事,當了解到目前可供使用的DNA提取設備時,您會感覺DNA提取如同是用建筑起重機收集人體頭發(fā)那般復雜。而具有靈活特性的新設備從技術水平上克服了上述障礙,有望為醫(yī)院和實驗室提供更加輕松的方法從人體流體樣本中提取DNA,以備基因組測序、疾病診斷和法醫(yī)調(diào)查之需。
該設備的供應商NanoFacture公司(華盛頓大學經(jīng)營的)與韓國制造商KNR Systems上月簽署合同,旨在推進這一盒狀的小設備進入大批生產(chǎn)階段,并最終將提供給醫(yī)院和診所。在DNA提取設備研發(fā)領域內(nèi),華盛頓大學Chung教授領導的研究小組發(fā)揮了領軍角色,研發(fā)了目前還處于知識產(chǎn)權申請階段的、DNA提取設備應用的新技術。
從體液分離DNA是一個繁瑣過程,已成為制約科學家推進基因組測序(尤其在疾病預防和治療領域)的瓶頸,而從市場前景上看,僅DNA制備這一領域就能創(chuàng)下每年約30億美元的營銷額。
傳統(tǒng)方法利用離心機旋轉(zhuǎn)和分離DNA分子,或者利用微型過濾器從流體樣本中抽提,不過這些方法要需要20?30分鐘才能完成,并在提取過程中使用過多的有毒化合物。
威斯康星大學的工程師研制出能侵入流體樣本(唾液、痰液或血液)的顯微探針,通過在液體中施加電場,該微型探針在表面上吸附著DNA體積大小的顆粒,而那些體積較大的顆粒因擊中探針尖端而被彈開。采用這一技術,需要兩、三分鐘就可分離和提純DNA分子。正如Chung所說,這一簡單的流程避開了傳統(tǒng)方法的所有步驟。
這一手持設備能快速清理4個不同的人體流體樣本,不過該技術能擴展到單次處理96個樣本這一大規(guī)模處理的標準。該微型探針稱為微探針或納米探針,在華盛頓大學微型制造工廠中被設計和制造。Chung稱,技術員每年能生產(chǎn)多達100萬個探針,這是決定DNA新設備大規(guī)模供應可行性的關鍵點。
Chung實驗室的工程師利用相同的探針技術還設計出一個鉛筆大小的設備,它可以被病人帶回家或者分發(fā)給海外執(zhí)行軍事任務的人員。病人可以擦拭自己的臉頰,收集唾液樣本,然后當場處理自己的DNA,并送回醫(yī)院和實驗室以供分析。Chung稱,這些都是朝著基因組測序用于疾病預防和治療的方向進行的積極努力。
華盛頓大學獲得5萬美元的商業(yè)資助后于2008年啟動了這項研究,并在隨后的時期內(nèi),研究人員收到了來自美國國家科學基金會(National Science Foundation)和美國國立衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health)的總額約200萬美元的資金。