واکنش زنجیره ای پلیمراز دیجیتال قطره ای با استفاده از تراشه میکروفلوئیدیکی

تحقیقات بر روی DNA در تشخیص، کنترل و درمان بسیاری از بیماری ها ازجمله سرطان اهمیت ویژه ای دارد. امروزه استفاده از واکنش زنجیره ای پلیمراز دیجیتال قطره ای (ddPCR) برای آزمایشات مختلف بر روی DNA توجه محققان زیادی را جلب کرده است. برای انجام ddPCR به تعداد زیادی قطره با ابعاد میکرونی نیاز است. در مطالعه حاضر، یک سیستم ddPCR با استفاده از تراشه میکروفلوییدیکی طراحی، ساخته و ارزیابی شد. این سیستم شامل یک تراشه میکروفلوییدیکی برای تولید قطره و یک دستگاه تامین کننده چرخه های حرارتی مورد نیاز در PCR است. تولید قطره در ریزتراشه به صورت سه بعدی شبیه سازی شد. نتایج شبیه سازی اعتبارسنجی شد. خطای متوسط در شعاع قطرات تولیدشده حدود 5% است. دستگاه چرخه حرارتی ساخته شده، دمای تراشه را با دقت 1/5±درجه سانتی گراد کنترل می کند. فرآیند PCR درون تراشه با اعمال 25 چرخه حرارتی با موفقیت انجام شد. در اکثر قطرات خاصیت فلورسنت مشاهده شد که اثبات می کند دستگاه چرخه حرارتی شرایط تکثیر DNA را در آزمایشگاه به خوبی فراهم کرده است. تصاویر پردازش و سطوح مختلف نور فلورسنت در قطرات شناسایی شد. ضریب تغییرات قطرات انتخاب شده در برنامه پردازش، برابر با 2/5% است که در مقایسه با حالت قابل قبول برای این نوع سیستم ها (کمتر از 8%) دقت مطلوبی را ارایه می دهد. نتایج به دست آمده از این دستگاه کاملا بومی، می تواند در زمینه های متعددی ازجمله تشخیص سرطان، بررسی بافت سرطانی و ارزیابی موفقیت عمل بافت برداری استفاده شود.