微流控芯片技術(shù)憑借其微型化、自動(dòng)化、高通量、集成化、快速等優(yōu)勢(shì)使得實(shí)驗(yàn)室研究產(chǎn)生革命性的變化，并在生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但目前還沒(méi)有基于微流控芯片技術(shù)的國(guó)產(chǎn)全集成自動(dòng)化DNA分析儀 。從20世紀(jì)90年代逐漸興起的微流控芯片技術(shù)具有體積小、樣本和試劑消耗少、分析成本低、分析速度快、易于實(shí)現(xiàn)操作流程集成化和自動(dòng)化等諸多優(yōu)勢(shì)，為實(shí)現(xiàn)法醫(yī)DNA快速分析開(kāi)辟了一條新途徑。

以下從微流控技術(shù)角度出發(fā)，對(duì)涉及DNA快速檢驗(yàn)，包括芯片DNA提取、芯片PCR 擴(kuò)增、毛細(xì)管芯片電泳及集成式芯片等各個(gè)方面進(jìn)行了淺析。

芯片DNA提取技術(shù)

傳統(tǒng)的DNA提取方法需要多次震蕩、離心、轉(zhuǎn)移等，操作費(fèi)時(shí)，不易整合到芯片上，更不適于DNA的快速檢驗(yàn)。為了解決上述問(wèn)題，研究者利用微流控芯片固相提取DNA的方法，不過(guò)，不利于微流控集成PCR。為了避免這一問(wèn)題，有研究者開(kāi)發(fā)了其他在芯片上的提取方法，例如基于pH誘導(dǎo)的靜電吸附DNA提取。

芯片PCR 擴(kuò)增技術(shù)

芯片PCR已廣泛應(yīng)用于生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，其在法醫(yī)DNA領(lǐng)域的應(yīng)用也日益增多。比如，Belgrader等將微流控芯片PCR應(yīng)用到法醫(yī)STR分析領(lǐng)域，構(gòu)建了PCR芯片和實(shí)時(shí)熒光檢測(cè)固態(tài)光學(xué)系統(tǒng)的微型熱循環(huán)儀，其擴(kuò)增速度明顯快于傳統(tǒng)PCR儀。

毛細(xì)管芯電泳技術(shù)

由于芯片毛細(xì)管電泳具有樣品消耗少、分析速度快、靈敏高效等優(yōu)點(diǎn)，特別適于法醫(yī) DNA快速分析的需求。如Ehrlich實(shí)驗(yàn)室利用長(zhǎng)為20 cm玻璃材質(zhì)的微陣列毛細(xì)管電泳芯片，在40 min內(nèi)同時(shí)分離16個(gè)PowerPlex16試劑盒的擴(kuò)增產(chǎn)物，分型成功率達(dá)95.8%。

集成式芯片技術(shù)

在集成式芯片研究方面，盡管將法醫(yī)DNA分析全流程完全集成于一體存在很大挑戰(zhàn)，但是一些研究者已嘗試?yán)梦⒘骺叵到y(tǒng)將各種步驟與芯片毛細(xì)管電泳相結(jié)合。如Liu等研發(fā)出的世界上第一款用于法醫(yī)DNA檢驗(yàn)的集成式微系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)了在模擬犯罪現(xiàn)場(chǎng)對(duì)DNA進(jìn)行快速分型檢驗(yàn)。

未來(lái)以微流控芯片為主導(dǎo)的全自動(dòng)便攜式集成化的 DNA 分析系統(tǒng)將使得法醫(yī)DNA檢驗(yàn)從實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)案件現(xiàn)場(chǎng)甚至日常生活，實(shí)現(xiàn)真正的快速即時(shí)檢驗(yàn)。