紙上DNA診斷，準確度媲美PCR

DNA分析對于許多疾病的診斷和監控十分重要，最常見(jiàn)最可信的DNA測試方法是聚合酶鏈式反應（Polymerase Chain Reaction，PCR），它特異性強、靈敏度高、操作簡(jiǎn)便省時(shí)，但也還是需要在實(shí)驗室中使用專(zhuān)門(mén)設備進(jìn)行。如果有更方便、廉價(jià)的方法可以進(jìn)行DNA分析，那么降低患者負擔、提高某些疾病的早期篩查比例這些目標就更加容易實(shí)現。

最近，加拿大多倫多大學(xué)的David Sinton等人利用紙質(zhì)設備，通過(guò)一個(gè)外加電場(chǎng)，使用離子濃差極化法（ion concentration polarization，ICP）完成對DNA的直接分析。該研究發(fā)表于《J. Am. Chem. Soc.》。

離子濃差極化法由Sinton在去年發(fā)明（Anal. Chem., 2014, DOI:10.1021/ac502597v），可以控制帶電分子在濕紙上的運動(dòng)�，F在，他的研究小組將這一方法用于操縱DNA的流動(dòng)方向。

首先，他們在紙上打印蠟從而劃分出一個(gè)儲液池以及一條長(cháng)而細的通道。在儲液池的邊緣，他們在小區域內的紙上涂覆帶正電荷的Nafion聚合物。然后，將染料標記的DNA注入到儲液池中。通過(guò)對紙施加電場(chǎng)，使帶負電的DNA聚集到涂有Nafion的區域。然后切換電場(chǎng)的極性，DNA順著(zhù)通道向下遷移，并根據分子量和電荷的不同而分離開(kāi)。再對照標準DNA的結果，就可以知道待測DNA的種類(lèi)。這有些類(lèi)似DNA樣品的凝膠電泳，但Sinton說(shuō)，這個(gè)方法更簡(jiǎn)單也更便宜，試紙僅需花費幾美分。

Sinton等人隨后進(jìn)行了臨床樣本的測試。僅需十分鐘，就能完成人類(lèi)血清樣本中乙肝病毒（HBV）DNA的預濃縮、分離、檢測。而且，這一技術(shù)對HBV DNA的檢測限僅為150 copies/mL，因而無(wú)需預先擴增病毒，足以用于乙型肝炎的早期診斷。該團隊還利用該方法分析人類(lèi)精液樣品中的片段化DNA的比例，以評估精子的活力。這一方法得到結果與經(jīng)典的精子染色質(zhì)結構分析法（SCSA）結果一致。在所有病例中，這種紙基方法的結論與最后基于PCR的臨床診斷結論都相同，臨床診斷準確率達到100%。

目前，該團隊正計劃設計一種便攜式設備，為這種紙基技術(shù)提供合適的電壓，并直接觀(guān)察結果。