測序技術(shù)在過去的幾十年中引起了很多關(guān)注，現(xiàn)在已經(jīng)成為一個(gè)大的行業(yè)，許多商用機(jī)器可以測序從幾個(gè)到幾十億個(gè)堿基的基因。在另一方面，一些微流體平臺(tái)已經(jīng)發(fā)展到完善的測序技術(shù)，從樣品富集在基因序列的最后讀，其中有許多商業(yè)化。樣品富集是測序的主要要求之一，其效率非常重要，可通過微流體方法實(shí)現(xiàn)。本文強(qiáng)調(diào)，微流體技術(shù)對(duì)于開發(fā)先進(jìn)的DNA測序技術(shù)至關(guān)重要，例如靶向下一代測序（NGS）。

DNA測序 - 確定構(gòu)成DNA鏈的四個(gè)結(jié)構(gòu)單元（核苷酸堿基）的順序不僅有助于研究基本的生物過程，還可用于診斷等應(yīng)用領(lǐng)域。通過將測序結(jié)果與參考基因組進(jìn)行比較，研究人員可以確定可導(dǎo)致各種疾病或疾病如癌癥的遺傳變異，Johanson-Blizzard syndrome 等等。此外，研究NGS所帶來的這些遺傳變異是個(gè)性化醫(yī)學(xué)發(fā)展的支柱。與Sanger測序（傳統(tǒng)）方法相比，NGS可以更快速地測序核苷酸，且成本更低。為了進(jìn)一步降低成本并增加測序深度，只有某些感興趣的基因可以被測序。這些特定的基因是蛋白質(zhì)編碼部分，并已知 harbor 突變。通過“靶向NGS”，這些區(qū)域可以進(jìn)行測序，而不必對(duì)全基因組進(jìn)行測序4。在進(jìn)行有針對(duì)性的NGS之前，感興趣的基因需要從其他基因組中分離和富集，具有高度的特異性和敏感性。在這里，微流體可以取代繁瑣的勞動(dòng)密集型目標(biāo)富集方法。

微流體技術(shù)能夠以極小的體積操作液體，尤其是液滴微流體，在NGS 的不同方面的發(fā)展中已經(jīng)廣泛流行。在NGS發(fā)展的其他領(lǐng)域中，還有一些努力，其中使用微流體技術(shù)從基因組的其余部分分離感興趣的基因并豐富它們用于靶向測序。其中一些技術(shù)已顯示出有希望的成果，并已被采納并整合到商業(yè)產(chǎn)品中。

圖1：由Eastburn等人完成的工作 - 用于目標(biāo)基因富集的基于液滴的微流體系統(tǒng)。該工作流程顯示了目標(biāo)基因的封裝，并在末端與其他液滴分離和分離。

RainDance 技術(shù)公司開發(fā)了一個(gè)平臺(tái)--ThunderStormthat并行進(jìn)行數(shù)百萬微滴內(nèi)的聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）。該平臺(tái)使用微流體裝置，可以產(chǎn)生和合并產(chǎn)生高目標(biāo)基因濃度的液滴.Fluidigm的微流體Access Array平臺(tái)可以為NGS制備富集文庫，與多種測序儀兼容。該平臺(tái)用于一項(xiàng)研究中，使用幾種引物進(jìn)行平行擴(kuò)增，并篩選5995個(gè)基因組堿基以確定癌癥突變。Eastburn 等人證實(shí)了使用PCR分離靶基因的更新進(jìn)展 。在這項(xiàng)工作中，作者提出了一種將DNA分子封裝到數(shù)百萬個(gè)微滴中的新方法，然后通過TaqMan PCR反應(yīng)來鑒定含有靶基因的微滴?；跓晒庑盘?hào)，分選含有靶基因的滴劑（圖1）。在分離和富集目標(biāo)基因后，現(xiàn)在準(zhǔn)備進(jìn)行測序。該方法已被證明可以克服其他靶基因分離技術(shù)常見的特異性問題。

雜交是豐富靶序列的另一種方法，并且以其與靶基因的包封保持一致性的能力而聞名。此外，這種靶富集的方法可以與目前的高通量NGS技術(shù)結(jié)合。Geniom生物芯片采用微流體方法利用這一雜交原理來豐富樣品中的目標(biāo)DNA。使用這個(gè)平臺(tái)，一個(gè)新的策略被開發(fā)出來并被報(bào)道可以更高效地捕獲目標(biāo)基因。為此，使用微流體平臺(tái)進(jìn)行兩個(gè)迭代循環(huán)的雜交，然后對(duì)富集的靶基因進(jìn)行測序以檢測癌癥相關(guān)突變。

這里提到的微流體技術(shù)的作用僅僅突出了它在幫助開發(fā)NGS的許多其他領(lǐng)域中的作用。隨著在利用微流體的NGS迅速發(fā)展的背景下，預(yù)計(jì)微流體將在未來繼續(xù)扮演許多如此重要的角色。除了用于NGS的不同微流體平臺(tái)的發(fā)展和進(jìn)步之外，來自不同學(xué)科的更多合作對(duì)于測序領(lǐng)域更重要的未來突破和商業(yè)化至關(guān)重要。