《液滴微流控技術用於高通量單細胞分析》是依託廈門大學，由楊朝勇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：液滴微流控技術用於高通量單細胞分析
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊朝勇
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目將發展液滴微流控技術並用於單細胞基因的高通量分析研究。該課題將建立微流控技術用於快速生成粒徑均一、熱穩定性好的納升級油包水液滴。所設計的晶片允許在液滴的產生過程中把單個細胞及標有PCR引物的單個微球分配到各個液滴中,實現對單細胞的快速分離。所產生的每一個液滴可以作為單獨的反應腔體進行PCR或反轉錄PCR 反應，對細胞中所感興趣的DNA/mRNA序列在微球表面單克隆放大，在微球表面上生成百萬條以上與細胞核心酸序列相同的核酸序列。結合核酸特異性標記技術，利用流式細胞儀對微球上的放大產物的快速定量定性分析，實現對單細胞中的具體基因信息如DNA變異情況、mRNA表達水平的準確快速表征。該項技術可用於檢測大量正常細胞中少數DNA突變、mRNA表達變異的疾病細胞或致病細菌，為腫瘤的早期快速診斷、重大傳染病的預防提供了一種新方法、新技術。
結題摘要
本課題原計畫要點主要包括三個方面：A. 設計、評估和最佳化可產生納升級油包水液滴的微流控晶片，建立和系統最佳化液滴微球PCR方法； B. 建立單細胞液滴PCR方法與發展單細胞檢測技術，並將單細胞液滴PCR技術用於癌症的早期檢測；C. 建立單細胞液滴RT-PCR方法與發展單細胞檢測技術，並將單細胞液滴RT-PCR技術用於癌症的早期診斷與藥物篩選。我們按計畫發展了新型的液滴微流控體系即瓊脂糖液滴微流控技術，並對瓊脂糖液滴PCR進行了系統最佳化，實現了單分子高通量PCR放大；在此基礎上建立了瓊脂糖液滴微流控單細胞高通量檢測方法，並實現了痕量致病細胞在高背景下的高靈敏單細胞水平計數檢測；發展了單細胞液滴RT-PCR技術，對不同腫瘤細胞實現了單細胞水平的高通量基因表達分析。此外，根據所建立的體系，我們增加了利用液滴體系進行核酸適體篩選的工作，發展了一種高效的核酸適體篩選方法；同時建立了基於液滴微流控的單個酶分子檢測方法，實現了酶分子的數位化計數檢測。綜上，我們圓滿地完成了原計畫的全部內容，並在此基礎上拓展了新的研究內容。 課題的預期目標是發展一項可用於單細胞基因組高通量分析及癌症早期檢測的微流控晶片液滴技術。預計在國際知名化學學術刊物上發表高質量研究論文 3 篇以上，申請專利 2 項，培養出 3-5 名微流控晶片方向的科研人才。目前通過該課題的研究，建立了液滴瓊脂糖單分子PCR方法，實現了高通量單細胞PCR和RT-PCR的方法，建立了基於單分子放大的核酸適體篩選新技術，並在國際化學期刊上發表SCI論文23篇，其中影響因子5.0以上20篇，包括2篇JACS，2篇Lab Chip，6篇Chem Comm，6篇Anal Chem, 2篇Chem Eur J 和 1篇Biosen Bioelectron。申請國家專利2項，培養了生物分析化學博士3名，碩士12名。
