DNA條形碼技術介紹

現時鑒定中藥材飲片或天然產品原材料身份的方法，一般包括性狀、顯微及理化鑒定，但這些方法並不能對物種進行精準分辨，以及鑒定結果容易受到環境因素影響。反觀DNA鑒定物種分辨能力強、所需檢測樣本量低及鑒定結果不受環境因素限制，因而被廣泛使用。OriGene的標準DNA測試服務採用DNA條形碼技術並加以優化檢測流程，能為客戶準確鑒定中藥材或天然產品原材料的物種身份，當中包括以下六大工序：

STEP 1 提取樣本 DNA

DNA鑒定測試成功與否，很大程度取決於樣本提取DNA的濃度與純度。DNA提取主要可分爲兩個部分，分別是DNA分離和純化過程。DNA可以從樣本中不同部位提取出來，例如植物葉片、根莖、動物肌肉組織、血液等。DNA分離是指透過破壞待測樣品的細胞結構，使樣品中的DNA被釋放出來，其後樣本DNA會被純化並移除其它雜質，如蛋白質、RNA、細胞膜等。除了使用常規公認的DNA提取法和試劑盒外，本公司亦會因應樣本的特性及化學成分，就樣本DNA提取方法作出優化，最大程度提高樣本DNA的質量，應用於後續的鑒定測試中，並提高鑒定測試的成功率。

STEP 2 PCR 核酸擴增

聚合酶連鎖反應（Polymerase Chain Reaction，簡稱PCR）是分子生物學技術，用於把微量的目標DNA片段大量複製至可供檢測水平。PCR主要分為三部分：變性 （Denaturation）、引子黏合（Annealing）和延伸（Sequence Extension）。我們在檢測過程中會不斷優化反應條件，例如反應溫度、引物濃度、酶的種類和濃度等，並採用適當的對照組、試劑和儀器以確保PCR反應的可靠度和精確度。樣本DNA在經過PCR擴增後，技術人員便會進行PCR產物處理及後續測試。

STEP 3 凝膠電泳

樣本DNA經過PCR擴增後，便會進行DNA凝膠電泳作初步分析。在凝膠電泳過程中，PCR產物會被加載到凝膠孔内並施加電場，使DNA分子在凝膠中移動。由於不同大小的DNA分子對電場的反應不同，因此它們會在凝膠中以不同的速率向正電極移動，從而產生不同大小及位置的條帶。技術人員會使用DNA染劑可視化這些條帶並進行初步結果分析。此外，經純化後的DNA條帶會被進一步用作DNA測序分析。

STEP 4 DNA 測序

桑格DNA測序法 （Sanger DNA Sequencing），是指分析目標DNA片段的鹼基序列，也就是腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）與鳥嘌呤（G）的排列方式。在DNA測序過程中，DNA樣本會在序列分析儀中被標記並測定DNA片段的鹼基序列。由於不同物種擁有其獨特的遺傳密碼，研究人員利用DNA測序法能快速而精確地分析大量的DNA序列數據，破解物種DNA的遺傳密碼，再配合DNA條形碼鑒別確認物種身份。

STEP 5 DNA序列比對

經過DNA測序得出待測樣本的DNA序列後，這些DNA序列便會利用BLAST（Basic Local Alignment Search Tool）或BioEdit程式與GenBank物種數據庫中其他研究組發表的DNA序列數據進行比對。透過比較序列覆蓋率（Coverage）及相似度（Similarity），技術人員便能確認樣本最相似DNA序列的物種資訊，得出待測樣本的物種身份。

STEP 6 物種鑒定

DNA條形碼（DNA Barcoding）是利用生物體內基因組的一段標準的、有足夠變異、相對較短、易擴增且能夠代表該物種的DNA片段來鑒定生物物種身份，擁有十分高的獨特性和重複性。現時公認的DNA條形碼包括：線粒體細胞色素C氧化酶亞基I（COI）、線粒體細胞色素 b（CYTB）和線粒體 16S 核糖體核糖核酸（16SrRNA）作為動物DNA條形碼，葉綠體二磷酸核酮糖羧化酶大鏈（rbcL）、核糖體DNA第二內部轉錄間隔區（ITS2）和葉綠體psbA-trnH基因間隔區（psbA-trnH）作為植物DNA條形碼，以及ITS2作為真菌DNA條形碼。隨著技術發展，越來越多的基因區域被提出作為潛在的DNA條形碼。

儘管OriGene標準DNA條形碼測試服務能就市面上大部分常見的中藥材飲片或天然產品原材料進行物種鑒定，不過對於經過加工處理的產品（如顆粒劑、湯劑等）或分析特定育種，常規的DNA測試未必能有效進行分析。針對這些鑒定痛點，本公司科研團隊利用超過30年鑒定方案研發經驗，能因應客戶檢測樣本的特性及鑒定要求，客制化最適合的鑒定方式，包括對檢測流程及條件、DNA提取、PCR條件等作出優化，並把專屬的鑒定方式標準化作後續測試用途。

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