开发快速DNA分析技术

卡内基梅隆大学化学工程教授Jim Schneider最近获得了美国国家科学基金会(NSF)3年29.5万美元的资助，用于开发新的策略，使用表面活性剂而非聚合物快速分离和分析长(千碱基)DNA链。凝胶。这些更快的分析技术可以影响广泛的基因组DNA分析，例如基因组作图，需要快速处理千碱基DNA。虽然传统的脉冲场电泳方法需要数天来分离千碱基长度的DNA，但施奈德的新方法将花费不到五分钟的时间并使用廉价的可重复使用的材料。

Schneider分析方法的关键是使用肥皂状非离子表面活性剂材料。表面活性剂的光滑，油性使其成为粘性聚合物凝胶的完美替代品，目前粘性聚合物凝胶是电泳DNA分析的主要成分。在电泳中，借助施加的电场将DNA拉过缓冲溶液或凝胶。这个过程分离DNA，揭示了一种独特的条带模式，可用于表征和鉴定DNA的遗传密码。

“当DNA穿过常用的凝胶基质时，DNA被迫挤过材料中的微小孔隙。虽然这需要分离DNA，但高摩擦会减慢过程，”Schneider解释道。“由表面活性剂形成的凝胶由于其动态的自组装结构而不会产生永久性障碍。相反，它的[表面活性剂]孔隙不断分裂和重整，导致摩擦力降低，运行时间更快。”

施耐德目前正致力于将该技术商业化，特别是涉及遗传分析的法医鉴定应用。例如，Schneider希望他的分析方法可以在医学诊断和犯罪实验室中实施。“研究人员可以使用他们现有的设备和基于表面活性剂的方法进行DNA分析，速度提高10到100倍，”Schneider说。“不幸的是，调查人员经常处理需要对田间样本进行电泳DNA分析的大量积压案例。我们希望这项技术能够以最低的费用真正减少这些积压。”

施耐德在其职业生涯的大部分时间里都在开发新型生物分子传感和分离方法，利用表面活性剂自组装原理来实现快速运行时间和高灵敏度。化学工程博士 学生Randall Gamble和Lingxiao Yan以及MS学生Ruohui Zheng正在与Schneider合作进行这项研究。

关于施耐德的研究更多的信息，请阅读他在此前发表的一篇文章分析化学，“用年末附胶束A 502基自由解决方案的DNA测序方法，”他在文章电泳，“与EOF逆流ELFSE DNA测序的优化和微流体。“