中文摘要：

作为微型全分析系统的发展前沿，微流控芯片的目标是通过将分析过程的各个功能部件集成在一块芯片上实现分析系统从试样处理到检测的整体微型化、自动化、与集成化。生物医学是当前微流控芯片的主要应用领域，其中建立适用于大样本突变基因检测的分析系统是医学领域急需解决的问题之一。温度梯度毛细管电泳TGCE是最近出现的一种新的基因突变检测方法，将其移植至微流控芯片，可望实现高通量、高速率的检测。通过将TGCE与上游的PCR扩增等过程构建于同一芯片，将可实现突变检测过程的高度集成化，创建全新的使基因突变检测过程连续进行的微流控技术平台。为此，本研究拟以大肠癌作为上述基因突变检测系统的实验模型，以大肠癌粪便脱落细胞作为实验材料，以大肠癌早期较常发生的K-ras基因突变作为检测对象，创建将PCR扩增及TGCE检测等过程进行连续自动处理的激光诱导荧光微流控分析系统，探讨进行肿瘤基因诊断的新方法和新途径。

结论摘要：

建立高效、快速的基因突变检测和筛查方法是实现肿瘤早期诊断和预测的关键环节。本研究将能够有效检测基因突变的温度梯度毛细管电泳（TGCE）以及上游的PCR扩增过程移植到具有高效分析能力的微流控芯片系统上，创建全新的使基因突变检测全过程高效进行的微流控技术平台。本研究取得的主要成果是（1）构建完成了三种循环流动式芯片PCR扩增系统，提出并建立了两种新的液体驱动方式，初步实现了对DNA片段的扩增，其中封闭槽热对流PCR系统可在20分钟内完成对100-500bp片段的有效扩增，为PCR的快速进行提供了新的平台。（2）创新性提出了基于倾斜式热辐射的芯片温度梯度形成模式，并建立了微流控温度梯度毛细管电泳技术平台，实现了对SNPs及基因突变的高效检测。该系统在3.0cm有效分离距离上，以相同的10℃温度梯度条件，在8min内对变性温度范围在56℃-61℃的不同样品实现了有效检测，显示出宽泛的样品覆盖能力。其应用性在对六种大肠癌细胞系K-RAS基因突变的检测中被进一步证实，样品中纯合突变、杂合突变及未突变状态均被准确检出。该系统与芯片PCP扩增系统的结合为快速、高效进行肿瘤基因突变筛查提供了新的技术平台