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美国新型PCR技术3分钟内完成片段扩增

导读: 美国能源部劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)研究人员最近开发出一种核酸(DNA和RNA)快速扩增技术,使聚合酶链式反应(PCR)的速度大大加快,可在3分钟内将基因组片段扩增10亿倍,迅速识别出病原菌。

  ,据物理学家组织网8月29日(北京时间)报道,美国能源部劳伦斯•利弗莫尔国家实验室(LLNL)研究人员最近开发出一种核酸(DNA和RNA)快速扩增技术,使聚合酶链式反应(PCR)的速度大大加快,可在3分钟内将基因组片段扩增10亿倍,迅速识别出病原菌。疾病快速诊断有望很快成为现实。相关论文发表在最近出版的《分析师》杂志上。

  PCR技术能让研究人员把一段DNA或RNA复制上百万副本,然后用于基因组测序、基因分析、遗传病诊断、亲子鉴定、法庭鉴定、确定疾病感染等。该过程一般需要1小时到几天时间。然而,快速诊断、应急反应或传染病监控往往要求PCR技术缩短到几分钟。

  领导这项研究的工程师雷金纳德•比尔和同事克服酶动力学和热动力学方面的限制,用多孔材料和绝热薄膜制造出一种设备,实现了极速热循环,能每秒钟加热或制冷45℃,一次热循环不超过2.5秒。比尔特别指出:“这种设备的独特之处还在于,它制冷的速度和加热一样快。”

  开发出这种设备后,比尔和同事从10种商用酶中选出了2种,这2种酶的链式反应速度非常快,将一些参数略作调整,就能使反应更快。

  他们用一种肠杆菌属的细菌测试了新的PCR设备迅速扩增DNA片段的能力,然后用一段严重急性呼吸道综合征(SARS)DNA片段演示了设备处理威胁公共健康病毒方面的效果。该设备完成对目标DNA30个周期(10亿倍)的PCR扩增,用时仅为2分18秒。

  目前,研究小组正在开发一种实时探测设备。按照他们的设想,将来一台PCR仪器就能完成整个测试,从样本到结果只需10分钟。市场对这种设备的需求将是巨大的,除传统的公共卫生和医疗研究领域,一台简单实用的实时PCR设备在养殖、农业以及食品加工行业都非常有用,可用来保障食品安全。

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