松下公司与比利时微电子研究中心(IMEC)在2010年国际电子器件会议(IEDM 2010)上,公布了他们合作开发的单核苷酸多态性(SNP)检测芯片的关键技术成果。这种SNP检测芯片能够利用微量血液(数微升)自动检测遗传基因信息中的SNP等变异。
关键组件的突破:此次开发的“聚合物致动器泵”和“DNA过滤器”是SNP检测芯片的核心组件。前者负责输送微量血液和DNA溶液,后者则用于从含有目标SNP的DNA溶液中高精度筛选出特定的SNP。这一进展标志着在硅基板上实现SNP检测全自动化的重要一步。
推动定制医疗服务的发展:传统的全自动SNP检测设备体积庞大、价格昂贵,限制了其在临床一线的应用。此次开发的SNP检测芯片如果能够成功应用于医疗一线,将有助于推动“定制医疗服务”的普及,即根据个人的基因特征选择合适的治疗方案和药物。
微型泵的工作原理:通过在硅基板上层积聚合物薄膜,开发出能够沿层积方向大幅伸缩的聚合物致动器。这种致动器驱动的微型泵可以产生超过30个大气压的压力,实现微流路中的溶液移动,并且可以在1.5V的低电压下工作,适合电池驱动。
DNA过滤器的高精度分离:IMEC利用其先进的硅微细加工技术,开发了高纵横比的硅圆柱体结构,实现以1μm间距排列的筛孔。这种结构能够在溶液通过时,以50对碱基的高精度分离长度不同的SNP检体。