随着人类基因组的发展,人们发现基因突变分析在基因功能研究、疾病相关标志物的发现以及临床诊断中发挥着越来越重要的作用。有研究表明,肿瘤的发生,在很大程度上与人基因组的不稳定性相关,同时肿瘤相关的基因产生突变也会导致肿瘤的发生。因此,越来越多的研究团队致力于分析基因突变,检测基因突变对诊断肿瘤的发生以及后期的治疗具有极其重要的意义。传统的基因突变检测技术包括等位基因特异性扩增法,高分辨率熔解曲线法,DNA测序等等。然而,这些方法桎梏于灵敏度、准确性、检查手段等原因,已经不能满足现阶段基因突变检测的需要。此外,由于仪器成本高、程序复杂,测序方法不适用于社区医院、诊所和实验室。因此,建立一种简单、低成本、自动化的突变检测平台是非常急需的。数字微流控技术(DMF)是近年来兴起的一种液滴操控技术,其不仅有传统微流控芯片具有的优势,同时由于自动化程度高,引起了越来越多人的关注,在生物、化学分析中应用越来越广。本文中,我们发展了一种基于数字微流控芯片的掌上焦磷酸测序平台,该平台结合了数字微流控技术及焦磷酸测序方法,通过全自动地液滴操纵,在DMF芯片上完成全部的焦磷酸测序反应步骤,实现实时可控、自动化地检测DNA序列。通过在该掌上焦磷酸测序仪上进行单核苷酸多态性位点的分析,能够在30 min内得到准确分型,实现短序列单核苷酸多态性位点分析。接着,通过掌上焦磷酸测序平台进行K-ras基因突变的检测,能在半小时之内检出临床样品中的突变水平。之后又在该掌上焦磷酸测序平台上进行甲基化分析发现其检测的灵敏度较好,可以检测到10%的水平,并且灵敏度可低至0.57 fmol,通过分析复杂样品,发现在人全基因组中进行甲基化检测具有实际的实用性。此外,我们还发展了基于数字微流控芯片进行全自动化的单细胞捕获,成功实现了在1 min内100%捕获单细胞。并且结合飞行时间质谱成功的实现了 EGFR突变在单细胞水平的检测,有望进一步推动高效、准确的肿瘤靶向治疗前的常规测试。