DNA分析對(duì)于許多疾病的診斷和監(jiān)控十分重要，最常見(jiàn)最可信的DNA測(cè)試方法是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Polymerase Chain Reaction，PCR），它特異性強(qiáng)、靈敏度高、操作簡(jiǎn)便省時(shí)，但也還是需要在實(shí)驗(yàn)室中使用專門設(shè)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(fù)擔(dān)、提高某些疾病的早期篩查比例這些目標(biāo)就更加容易實(shí)現(xiàn)。

最近，加拿大多倫多大學(xué)的David Sinton等人利用紙質(zhì)設(shè)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(duì)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(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)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?cè)诩埳洗蛴∠瀼亩鴦澐殖鲆粋€(gè)儲(chǔ)液池以及一條長(zhǎng)而細(xì)的通道。在儲(chǔ)液池的邊緣，他們?cè)谛^(qū)域內(nèi)的紙上涂覆帶正電荷的Nafion聚合物。然后，將染料標(biāo)記的DNA注入到儲(chǔ)液池中。通過(guò)對(duì)紙施加電場(chǎng)，使帶負(fù)電的DNA聚集到涂有Nafion的區(qū)域。然后切換電場(chǎng)的極性，DNA順著通道向下遷移，并根據(jù)分子量和電荷的不同而分離開(kāi)。再對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)DNA的結(jié)果，就可以知道待測(cè)DNA的種類。這有些類似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(fèi)幾美分。

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

目前，該團(tuán)隊(duì)正計(jì)劃設(shè)計(jì)一種便攜式設(shè)備，為這種紙基技術(shù)提供合適的電壓，并直接觀察結(jié)果。