液態切片中核酸與二氧化矽表面作用機制探討於生物醫學分子檢測之應用

近年來液態切片（liquid biopsy）與生物分子診斷醫學分析興起，而常被醫學研究或臨床實驗上用來偵測病原體、遺傳性疾病或是癌症等病症。過程中，從各式組織樣品中能定量、定性及高品質地萃取生物分子如蛋白質、核酸等生物分子是作為精準醫療中的轉譯醫學非常重要的關鍵，也才足以作為後續生物分子診斷分析方法或設備的一個標準。如北方墨點法（Northern blot）、聚合酶連鎖反應 (Polymerase chain reaction)、核糖核酸陣列晶片(Nucleic acid Microarray assay)和次世代定序 (Next Generation Sequencing)等生物分子診斷，才足以提供不同診斷平台、診斷方式甚至是不同檢測執行單位之間的數據共享、整合與分析確認，進而得到更精準的檢測結果。本實驗室正在執行中的科技部計畫就是以研究各種商業產品（purification kits）以建立標準化之生物樣品純化微小核糖核酸（miRNA）為執行目標。計劃進行順利，也達預期目標。根據以上計劃之執行，我們發現不同商業核酸純化產品最終皆以二氧化矽管柱或纖維薄膜方式的固體表面吸附核酸做為主要及最終之純化作為。計畫執行中，同時也發現核酸與二氧化矽固體表面作用機制之研究卻也付之闕如。這也造成液態切片中核酸純化的標準化及作為轉譯醫學上很大的不確定性與可能發展。所以本計畫是利用本研究室長年以來深入研究的恆溫滴定微卡計（isothermal titration calorimetry, ITC）設備來探討核酸與二氧化矽固體表面之作用機制。探討之變數包括了：鹽類及濃度（鹽橋、氫鍵、水合作用）、pH值（質子化、帶電性）、溫度及液態切片中可能之生物雜質等。研究成果可以明確說明核酸藉由二氧化矽之純化機制，以提供液態切片最佳化及標準化的可能。