[发明专利]一种基于微流控芯片的人常染色体STR基因位点分型方法

说明书

本发明公开了一种基于微流控芯片的人常染色体STR基因位点分型方法，属DNA分析领域。该方法包括选择缓冲体系、选择电泳芯片、常染色体STR位点选择、电泳等步骤。本发明基于芯片电泳技术结合激光诱导荧光检测系统，在12分钟内分离了5个人常染色体上的STR基因座，并完成真实血液样本的常染色体STR分型测试。芯片电泳对常染色体STR分型所表现出来的高分辨、快速的分离分析能力，使它有希望成为快速、简便、高效分离检测人类染色体STR位点的分析手段之一。

技术领域

本发明涉及DNA分析领域，尤其涉及一种基于微流控芯片的人常染色体STR基因位点分型方法。

背景技术

短串联重复序列(short tandem repeat,STR),也称微卫星DNA(microsatellite),或简单重复序列(simple sequence repeat,简称SSR),是一类广泛存在于真核生物基因组中的具有长度多态性的DNA串联重复序列。其核心序列为2～6bp(Am JForensic Med and Path,1994,15(4):269-282),呈重复串联排列，重复次数通常在15～30次，多态性片段长度通常在100-300bp，约占全基因组DNA的10％。多数的STR基因座具有多态性(Am J Hum Genet,1991,49:746-756),这主要源于核心序列重复次数的个体间差异,这种差异在基因传递的过程中一般遵循孟德尔共显性遗传规律(Am J Hum Genet,1994,55:190-195)。STR基因座分布广，数目多，结构简单因而易扩增，具有高度多态性和特异性，目前被作为DNA遗传标记而广泛应用法医物证学研究领域。

常染色体STR基因座广泛存在于人类基因组中且数目众多,因此,在实践中联合多个STRs位点进行复合检测时可产生数以亿计的基因型组合,且每一种基因型组合在群体中都有较低的分布频率,从而可以在很高的概率水平上实现个体识别。目前针对常染色体STR分型的商业化仪器大多采用毛细管电泳技术作为分离系统，采用PMT或CCD作为光电检测系统，用于STR位点检测的时间超过40分钟。然而,对于某些紧急案件,快速得到准确的STR分型结果显得至关重要。此外,随着案件搜集DNA样本量的增大及国家DNA数据库建设的快速推进,待检DNA样本数量激增,这不但是对法医DNA实验室人力和财力的考验,更是对检验技术方法的考验。因此迫切需要开发快速STR分型技术，满足法医DNA工作者的需求。

微流控芯片技术，或称为微全分析系统(micrototal analysis system,μ-TAS)是21世纪非常重要的科学技术，具有重大应用前景。其高度集成，灵活组合的特点可以集成多个分析过程于一体,使快速STR分析成为可能。1994年起J.Ramsey等开始发表芯片毛细管电泳的文章，1995-1997年Mathies等先后发表了一系列在芯片上实现高速DNA测序和PCR扩增等的论文。Schmalzing等利用微芯片电泳对4个STR位点实现高精度分离(Proc Natl AcadSci 1997,94(19):10273-10278)。Yeung等展示了一种芯片电泳装置,并配置了用于STR分型的四色荧光收集器,可在不到30min内完成16个STR位点分离,分辨率达1bp，说明基于微流控芯片电泳技术用于法医STR分型的可行性和优越性(J.Forensic Sci.,2006,51(4):740-747)。但这些研究进行人常染色体STR基因分型仍然需要较长的时间、较高的温度(≥60°)及不同的分离模式才能实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于芯片电泳技术结合激光诱导荧光检测系统，针对人常染色体基因位点进行快速分离和分析的常染色体STR电泳分型方法。

本发明的技术解决方案是：一种基于微流控芯片的人常染色体STR基因位点分型方法，包括下列步骤：

(1)选择电泳体系：进样缓冲液体系由50mmol/L三羟甲基氨基甲烷(Tris)、50mmol/L N-三(羟甲基)甲基-3-氨基丙烷磺酸(TAPS)、1mmmol/L乙二胺四乙酸(EDTA)组成1×TTE缓冲液，pH8.3；样本分离体系由POP 4或POP 7胶组成；