[發明專利]DNA熱變性測量儀(meltometer)及其使用方法

無效

• 申請號: 95193250.0
• 申請日: 1995-03-24
• 公開（公告）號: CN1153536A
• 公開（公告）日: 1997-07-02
• 發明（設計）人: 亞歷克·米亞恩
• 申請（專利權）人: 蓋默拉生物科學公司
• 主分類號: C12Q1/68
• 分類號: C12Q1/68;B01L7/00
• 代理公司: 柳沈知識產權律師事務所
• 代理人: 巫肖南

本發明涉及醫學診斷學和醫學遺傳學領域，尤其涉及與上述領域相關的分子生物學方法。具體地說，本發明提供了對DNA片段進行大小的測量、定量、探測和測序的方法和裝置，所述DNA片段與和疾病相關的遺傳多態性(polymorphisms)及病理學生物體、細胞和組織相關聯。更具體地說，本發明提供了所謂DNA?meltometer的裝置，它可有效、精確并可靠地自動進行DNA大小的測定、定量、探測和測序，本發明還提供了在臨床和診斷應用中使用此裝置的方法以快速診斷病理和疾病狀況。

在醫學遺傳學和診斷學領域，多種疾病狀態的特征在于特殊核酸的存在。例如，在遺傳性疾病中，個體的基因組DNA中存在某些特殊的突變基因。這種特殊突變基因的基因產物表達的降低或缺乏，或者突變的、非功能性基因產物的表達、或者具有經改變或經削弱的功能的基因產物的表達可在個體中導致明顯的病理學或疾病(見Scriver?et?al.，1989，The?Metabolic?Basis?ofInherited?Disease，McGraw-Hill，N.Y.)。在傳染性疾病中，即使在缺乏即時癥狀的情況下，引起疾病的生物體的核酸的存在也可顯示疾病的存在或疾病急性的或最終的發生。一個重要的例子是人免疫缺損病毒的感染，此感染通常比獲得的免疫缺損綜合癥的出現要早很多年(見Fanci.1988.Science239：617-622)。原本為非遺傳性的第二類疾病是所謂的環境誘導的疾病。環境毒素對細胞和組織有毒的、抗原性的或營養物的影響以及其他損害可導致這類疾病。通過檢測受影響細胞和組織中基因表達模式的變化可鑒定出最終的分子病理學。因此，這種指示性核酸的特殊檢測有作為臨床醫生的重要診斷工具的潛力。

十年來，人類遺傳學研究已取得重大進展，已鑒定出一百多種人類疾病與遺傳損傷有關(Antonarakis，1989，N.Engl.J.Med.320：153-163)。用于發現和鑒定這些與疾病相關的DNA多態性的技術包括：(1)體外擴增特定的核酸序列，尤其是使用聚合酶鏈反應；(2)使用凝膠電泳分離核酸片段并測定其大小；(3)通過結合于多種膜上的核酸的特異性雜交(所謂的“Southem”和“Northem”雜交)以檢測多種此類片段中的特殊核酸片段；和(4)通過降解或更經常地用合成測序法測定核苷酸序列(見Sambrook?et?al.，1990，MolecularCloning：A?laboratory?Manual.2d?ed.，Cold?Spring?Harbor?Laboratory?Press.ColdSpring?Harbor，N.Y中詳細描述了這些技術)。

這些技術在研究性實驗室中是強有力的，但將這些技術轉移到臨床實驗室卻很困難。尤其是這些技術的自動化和標準化程度與常規的臨床和診斷應用尚相差較遠。這部分地是由于所有這些技術典型地涉及瓊脂糖或聚丙烯酰胺凝膠電泳作為最終的鑒定(characterization)步驟。雖然在研究環境中凝膠電泳比較有效，但是難以自動化，并需要熟練的實驗人員進行操作。另外，凝膠電泳技術典型地涉及使用危險的化學藥品，如溴化3，8-二氨基-5-乙基-6-苯基菲啶鎓(可致基因突變)和丙烯酰胺(一種神經毒素)，放射性和/或危險的條件，如高壓(超過4000V)或使用紫外透射儀。另外，分辨由凝膠分離的特定DNA片段通常需要照相器材、暗室和X-射線底片顯色裝備，這些使得上述技術的使用較不經濟并加高了可靠進行這些分析所需的熟練水平。

因此臨床診斷技術領域需要一種簡單、強有力并易于自動化的可替換凝膠電泳的方法，相對于目前使用的凝膠電泳法的需要而言，此方法可被對分子生物學技術領域相當不熟練的技術人員所運用。即使在分子生物學技術領域，使用目前所用的以電泳為基礎的核酸大小分離法所耗費的時間量使得某些正在進行的重要研究領域，包括人類基因組計劃(見Olson?et?al.，1989，Sciecce245：1434-1435)的進展速度受到限制。這些替換方法的有利特征包括“泳動”時間加快，易于使用，高生產能力，而且常規訓練下的臨床實驗室技術人員可進行自動化操作。