[發明專利]一種基于微流控芯片的人Y-STR基因位點分型方法

有效

• 申請號: 201611065191.5
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN108118088B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 秦建華;蘇文濤;姜雷;李艷峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C12Q1/6858
• 分類號: C12Q1/6858
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 鄭虹

本發明公開了一種基于微流控芯片的人Y?STR基因位點分型方法，涉及DNA分析領域。該方法包括選擇緩沖體系、選擇電泳芯片、Y染色體STR位點選擇、電泳等步驟。本發明基于芯片電泳技術結合激光誘導熒光檢測系統，在12分鐘內分離了5個人Y染色體上的STR基因座(DYS459、DYS446、DYS443、DYS460和Y?GATA?A10)，并完成真實血液樣本的Y?染色體STR分型測試。芯片電泳對Y?染色體STR分型所表現出來的高分辨、快速的分離分析能力，使它有希望成為快速、簡便、高效分離檢測人類染色體STR位點的分析手段之一。

技術領域

本發明涉及DNA分析領域，尤其涉及一種基于微流控芯片的人Y-STR基因位點分型方法。

背景技術

Y染色體(Y Chromosomes)是男性所特有,具有6千萬個核苷酸片段的染色體,在染色體組中僅大于22號染色體。在減數分裂時,Y染色體結構的擬常染(PseudoautosomalRegions, PAR)常與X染色體的相應區域進行交換重組,而約占Y染色體結構95%區域的Y特異區(Nonrecombining Regions, NRY)則不進行重組交換,呈單倍父系遺傳,并保留父系的突變記錄, 這也便是利用Y染色體進行法醫DNA分析的理論基礎(Dupuy B M et al, Hum.Mutat., 2004, 23 (2): 117-124)。同時由于其具有男性特異性,在實際辦案中,對性侵犯、傷害等案件中提取到的男女混合檢材進行鑒定時,Y染色體遺傳標記檢驗技術更有其特殊的價值,能夠獲得男性個體Y染色體遺傳信息同時不受女性成分影響。鑒于以上特點,Y染色體長期以來都是作為重要的研究檢驗對象被應用于法醫物證檢驗。

自Cooke于1976年首先報道了人類Y染色體上存在多個串聯重復序列,便為人類遺傳學和法醫學的研究建立了新的里程碑(Cooke H. Nature, 1976, 262 (5565): 182-186)。目前商業化儀器大多采用毛細管電泳技術作為分離系統，采用PMT或CCD作為光電檢測系統，用于STR位點檢測的時間超過40分鐘。然而, 對于某些緊急案件, 快速得到準確的STR 分型結果顯得至關重要。此外, 隨著案件搜集DNA樣本量的增大及國家DNA 數據庫建設的快速推進, 待檢DNA 樣本數量激增, 這不但是對法醫DNA 實驗室人力和財力的考驗,更是對檢驗技術方法的考驗。因此迫切需要開發快速STR分型技術，滿足法醫DNA工作者的需求。

微流控芯片技術，或稱為微全分析系統(micrototal analysis system, μ-TAS)是21世紀非常重要的科學技術，具有重大應用前景。其高度集成，靈活組合的特點可以集成多個分析過程于一體, 使快速STR分析成為可能。1994年起J.Ramsey等開始發表芯片毛細管電泳的文章，1995-1997年Mathies等先后發表了一系列在芯片上實現高速DNA測序和PCR擴增等的論文。Mathies 研究組還較早的涉入Y染色體的芯片STR分型工作。通過設計便攜式PCR-CE裝置，在1.5小時內實現對釉原蛋白（amelogenin）基因座和3個Y-STR基因座（DYS390, DYS393, DYS439）的復合擴增及電泳分離。并對實際案件中的檢材（口腔試子和人骨骼）進行擴增，4個位點全部成功擴出（Liu P et al, Anal. Chem., 2007, 79 (5):1881-1889）。但這些研究進行人STR基因分型仍然需要較長的時間、較高的溫度（≥60°）及不同的分離模式才能實現。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于芯片電泳技術結合激光誘導熒光檢測系統，針對人Y染色體基因位點進行快速分離和分析的Y-STR電泳分型方法。

本發明的技術解決方案是：一種基于微流控芯片的人Y-STR分型方法，包括下列步驟：

(1) 選擇電泳體系：進樣緩沖液體系由50mmol/L三羥甲基氨基甲烷（Tris）、50mmol/L N-三(羥甲基)甲基-3-氨基丙烷磺酸（TAPS）、1mmmol/L乙二胺四乙酸(EDTA)組成1×TTE緩沖液，pH8.3 ；樣本分離體系由POP 4 或 POP 7膠組成；