一、基础定性检测
显色法
二苯胺显色法是最经典的方法,在酸性条件下DNA与二苯胺共热生成蓝色化合物,通过颜色深浅判断DNA浓度,常用于教学实验。紫外分光光度法则通过260nm吸收峰测定浓度,并结合A260/A280比值(1.8-2.0为纯DNA)评估蛋白质污染。
电泳法
琼脂糖凝胶电泳利用DNA带负电的特性分离片段,溴化乙锭染色后通过荧光观察条带,可分析DNA大小和浓度。Southern杂交进一步结合探针杂交,用于特定序列验证。
二、序列扩增与分析
PCR技术
聚合酶链反应(PCR)通过引物特异性扩增目标DNA,衍生技术包括:
实时定量PCR:利用荧光标记实时监测扩增过程,实现定量分析。
多重连接探针扩增(MLPA):检测大片段缺失或重复。
STR分析:通过短串联重复序列多态性进行个体识别,是亲子鉴定的金标准。
测序技术
Sanger测序:基于双脱氧链终止法,准确性高但通量低。
二代测序(NGS):如Illumina平台,适用于全基因组或靶向测序。
三代测序:单分子实时测序(如Heliscope),直接读取长片段。
三、表观遗传检测
甲基化分析
MBD-Seq通过甲基化结合蛋白富集高甲基化DNA,结合测序定位甲基化位点。化学修饰法(如亚硫酸盐处理)可将未甲基化胞嘧啶转化为尿嘧啶,再通过PCR区分。
RNA修饰检测
伪尿苷(Ψ)通过CMCT试剂标记,2′-O-甲基化则利用逆转录酶活性抑制原理分析。
四、结构损伤与互作研究
DNA损伤检测
γ-H2AX免疫荧光法通过标记双链断裂位点的组蛋白变异体,实现损伤灶的高灵敏度定位。TUNEL法则通过末端标记检测凋亡相关DNA断裂。
DNA-蛋白质互作
纳米孔技术通过分析DNA-蛋白复合物通过孔道时的电流变化,研究复制、转录相关蛋白。
五、特殊场景应用
亲子鉴定与法医学
采用血液、唾液等样本,结合STR分析和生物信息学比对,准确率超过99.99%。
无创产前检测
通过母血中胎儿游离DNA(约200bp片段),采用磁珠法或柱提法富集,结合NGS筛查染色体异常。
纳米孔传感
直接测序同时检测甲基化、损伤等特征,无需标记即可实现实时分析。
六、前沿技术趋势
液体活检:通过血液、体液中的循环DNA进行癌症早筛。
单细胞分析:单细胞PCR和FISH技术解析细胞异质性。
光学传感:表面等离子共振(SPR)和光纤传感法提升检测灵敏度。
总结
DNA检测技术从基础显色到单分子测序不断升级,应用场景涵盖疾病诊断、法医学、进化研究等。未来随着纳米孔、单细胞测序等技术的发展,检测将向着更高通量、更低成本和更高时空分辨率的方向迈进。