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分子诊断技术大盘点

2020-11-12 956

分子诊断技术盘点

    分子诊断技术是指以DNA和RNA为诊断材料,用分子生物学技术通过检测基因的存在、缺陷或表达异常,从而对人体状态和疾病作出诊断的技术。分子诊断技术为疾病的预测、诊断、预防、治疗和转归提供了信息和决策依据,已广泛应用于传染病的诊断、流行病的调查、食品卫生检查、肿瘤和遗传病的早期诊断及法医鉴定等各个领域的研究。此次新冠疫情中,核酸检测等分子诊断技术也发挥了极大的作用。

    近年来,分子诊断技术发展迅速,目前主要分为四大类,分别是基于核酸分子的杂交技术的分子诊断技术、基于 PCR 技术的分子诊断技术、基于基因芯片技术的分子诊断技术和基于基因测序技术的分子诊断技术。

基于核酸分子杂交技术的分子诊断技术

    互补的核苷酸序列通过Watson-Crick碱基配对形成稳定的杂合双链分子DNA分子的过程称为杂交。杂交过程是高度特异性的,可以根据所使用的探针已知序列进行特异性的靶序列检测,常用的包括 Southern印迹杂交、Northern印迹杂交、原位杂交、荧光原位杂交(FISH)等技术。

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    核酸分子杂交具有很高的灵敏度和高度的特异性,因而该技术在分子生物学领域中已广泛地使用于克隆基因的筛选、酶切图谱的制作、基因组中特定基因序列的定性、定量检测和疾病的诊断等方面。因而它不仅在分子生物学领域中具有广泛地应用,而且在临床诊断上的应用也日趋增多。

基于 PCR 技术的分子诊断技术

    PCR技术,即聚合酶链式反应,指体外扩增目的核酸片段的技术。PCR技术主要包括实时荧光定量PCR和数字PCR。

实时荧光定量PCR技术的操作过程在封闭体系中进行,能够有效降低污染概率,并且可通过对荧光信号监测从而进行定量检测,在临床应用广泛,已成为PCR中的主导技术。

    数字PCR也称为单分子PCR,是近年来引起重视并迅速发展起来的一种突破性的核酸定量分析技术。该技术先将核酸模板进行稀释,分配到大量独立的反应单元中,使每个反应单元中只有单个模板分子,然后进行PCR扩增反应,扩增结束后对每个反应室的荧光信号进行统计学分析,来定量DNA拷贝数。

基于基因芯片技术的分子诊断技术

    基因芯片技术的原理是将大量已知序列的核酸探针固定在基片表面,再将其与靶核苷酸杂交,通过对探针的检测获得待测样品的序列信息。基因芯片依据探针的种类分为cDNA 微阵列芯片和寡核苷酸微阵列芯片。


    基因芯片技术具有自动化程度高、操作简单、通量高等特点,在基因分型、基因表达、单核苷酸多态性检测等方面均有广泛应用。

基于基因测序技术的分子诊断技术

    以揭示疾病分子特征为目的的高通量测序(next generation sequencing,NGS)技术,已成为当前精准医学的重要组成部分。NGS以其高效、廉价等特点显示了在临床分子诊断应用中的技术优势,为精准医疗提供了坚实的分子依据。

    NGS技术与其他分子诊断技术相比,具有以下几方面的优势:(1)通量高;(2)可以多重检测。在同一批次的检测中,除了可以检测多个不同基因外,也可以同时检测多个不同来源的样本;(3)速度快;(4)自动分析;(5)测序成本低;(6)所需样本量少;(7)可与其他基因检测方法同时进行,NGS主要用于检测基因变异。总之,NGS技术能够一次性对多个靶基因进行准确检测,具有所需样本量小、敏感性高、检测成本低、耗时短等优点。


四大主流分子诊断技术在临床各领域的广泛应用,为疾病的预防、诊断、治疗等提供了科学有效的检测数据,其技术的革新同时大大推动了精准医疗的发展。


在以上提到的多种技术中,由于人基因组中存在大量重复序列,涉及到探针与目标DNA杂交的技术都会面临由于重复的DNA序列导致的非特异性杂交这一普遍问题。为了小化重复序列造成的非特异性杂交,需要在杂交前采用人COT DNA对这些重复序列进行封闭。Cot-1 DNA封闭剂是大小通常为50到300 bp的DNA,并且富含重复DNA序列,如SINE(短散布的元素),LINE(长散布的元素)以及同一基因家族成员之间的同源性序列。


杭州沃森生物正式签约德国GeneON生物公司,作为中国区总代理,提供其公司的Human Cot-1 DNA等多个产品。


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COT I人类DNA来自于德国GeneON,由人类胎盘DNA通过在富集重复元素的条件下打断、变性和再退火制备获得,平均片段大小:50-300 bp,A260 / A280比率:约1.70,基因组量(非重复性DNA)小于5%,且经检测不含有HIV1、2 RNA,HCV RNA,HBV DNA,质量可靠,性价比高,是您杂交捕获实验的优先选择。



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