21 世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì), 生物芯片是生命科學(xué)工作者進行基因測序、基因診斷、基因識別以及基因和蛋白質(zhì)功能研究的重要工具。生物芯片的發(fā)展經(jīng)歷了三個發(fā)展階段: 第一代是點陣生物芯片( 包括基因芯片和蛋白質(zhì)芯片等) , 第二代是微流控芯片( 包括 CE 和 PCR 芯片等) , 第三代是 TAS 系統(tǒng)也叫芯片實驗室( lab on chip) , 是生物芯片的最終目標(biāo) 。 TAS 系統(tǒng)是指可以將 DNA 提取、混合、擴增、分離、分析集成在一起的微型分析系統(tǒng) 。過去幾年來已經(jīng)研制成功的 TAS 微器件有: 微激勵器, 微泵和微閥, DNA 提取芯片, PCR 微流控芯片, CE 電泳芯片等。

PCR( polymerase chain reacton) 微流控芯片是一種完美的體外無限擴增核酸的技術(shù), 該技術(shù)就是將模板 DNA、引物、Taq 酶、緩沖液混合均勻, 加入到芯片狀固體支持物上加工的微反應(yīng)槽, 然后讓 PCR 混合物重復(fù)通過由不同方法加熱的芯片上三個恒溫區(qū) [ melting ( 94 ) : annealing ( 55 ) : extension ( 72 ) ] , 從而實現(xiàn) DNA 的變性、退火和擴增。

   第一代 PCR 是 PE Cetus 公司的熱循環(huán)儀。第二代是靜態(tài)的微反應(yīng)槽 PCR 芯片( micro chamber PCR chip) 。第三代 PCR 技術(shù)是 PCR 微流控芯片 ( flow through PCR chip) 。

下面我們從反應(yīng)體積大小, 循環(huán)時間的長短等幾個方面對這三類 PCR 技術(shù)做個比較。