[發明專利]一種基于微流控芯片的人常染色體STR基因位點分型方法

有效

• 申請號: 201711211209.2
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN109839417B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 秦建華;蘇文濤;姜雷
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G01N27/447
• 分類號: G01N27/447
• 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常染色體STR基因位點分型方法，屬DNA分析領域。該方法包括選擇緩沖體系、選擇電泳芯片、常染色體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個人常染色體上的STR基因座，并完成真實血液樣本的常染色體STR分型測試。芯片電泳對常染色體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常染色體STR基因位點分型方法。

背景技術

短串聯重復序列(short tandem repeat,STR),也稱微衛星DNA(microsatellite),或簡單重復序列(simple sequence repeat,簡稱SSR),是一類廣泛存在于真核生物基因組中的具有長度多態性的DNA串聯重復序列。其核心序列為2～6bp(Am JForensic Med and Path,1994,15(4):269-282),呈重復串聯排列，重復次數通常在15～30次，多態性片段長度通常在100-300bp，約占全基因組DNA的10％。多數的STR基因座具有多態性(Am J Hum Genet,1991,49:746-756),這主要源于核心序列重復次數的個體間差異,這種差異在基因傳遞的過程中一般遵循孟德爾共顯性遺傳規律(Am J Hum Genet,1994,55:190-195)。STR基因座分布廣，數目多，結構簡單因而易擴增，具有高度多態性和特異性，目前被作為DNA遺傳標記而廣泛應用法醫物證學研究領域。

常染色體STR基因座廣泛存在于人類基因組中且數目眾多,因此,在實踐中聯合多個STRs位點進行復合檢測時可產生數以億計的基因型組合,且每一種基因型組合在群體中都有較低的分布頻率,從而可以在很高的概率水平上實現個體識別。目前針對常染色體STR分型的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。Schmalzing等利用微芯片電泳對4個STR位點實現高精度分離(Proc Natl AcadSci 1997,94(19):10273-10278)。Yeung等展示了一種芯片電泳裝置,并配置了用于STR分型的四色熒光收集器,可在不到30min內完成16個STR位點分離,分辨率達1bp，說明基于微流控芯片電泳技術用于法醫STR分型的可行性和優越性(J.Forensic Sci.,2006,51(4):740-747)。但這些研究進行人常染色體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，針對人常染色體基因位點進行快速分離和分析的常染色體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常染色體STR基因位點分型方法，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；