[发明专利]一种用于核酸提取的离心力微流控芯片

说明书

本发明提供了一种离心力微流控核酸提取芯片及利用该芯片的核酸提取方法，利用集成有无线控制的石蜡阀和其他微阀（优选毛细微阀）的PDMS和相应电路的芯片，实现了样品引入、杂质清洗、核酸被吸附和洗脱等样品提取的一体化全过程。该方法具有快速、高效、节省资源等优点。

技术领域

本发明涉及核酸提取领域，尤其涉及一种用于核酸提取的离心力微流控芯片。

背景技术

生物大分子核酸的分离与纯化技术是进行分子生物学研究的基础，是生命科学研究与应用的关键技术。核酸获取的效率和质量，直接影响后续实验结果。目前实验室常常使用核酸提取试剂盒提取核酸，大部分使用离心柱法，需要多部离心，对外界设备要求比较高，同时需要的样品量相对大，也容易造成样品流失；耗时繁琐的提取步骤极大地降低了实验的效率。因此，开发集成化、无需平台外离心操作、试剂消耗少及分析时间短的核酸提取平台已经成为一个迫切的需求。

离心力微流控芯片平台将核酸提取技术带入了一个崭新的阶段，在芯片上，由网络化的微通道控制流体样品引入、杂质清洗、核酸吸附和洗脱等样品提取的全过程。基于该平台的方法用于核酸提取具有如下优点：由于整个过程是在相对封闭的体系中，所以人为影响小、省人力；由于芯片体积小，所以相对于实验室的离心柱法，可以降低样品或者试剂的消耗，并且实现快速混合，缩短反应时间等等。

发明内容

本发明的目的是开发一种用于核酸提取的离心力微流控芯片及利用该芯片的核酸提取方法，具体涉及样品引入、杂质清洗、核酸被吸附和洗脱等样品提取的一体化全过程。

所述的离心力微流控芯片，利用集成有无线控制的石蜡阀和其他微阀（优选毛细阀）的PDMS和相应电路的芯片，带动整个芯片的离心平台，通过无线操控石蜡阀来控制下述内容之一或其组合：样品的引入、样品的混合，通过无线控制的石蜡阀和其他微阀（优选毛细阀）的组合来控制核酸收集和废液收集。并且利用独有的硅胶膜结构来实现样品到结果的一体化过程。

所述离心力微流控芯片为4层结构，分别为液体反应层、包含加热电阻的被控电路层、主控电路层和供电层四部分；所述被控电路层在液体反应层下方，所述主控电路层在被控电路层下方，所述供电层在主控电路层下方；

所述液体反应层包括7个石蜡阀和1个其他微阀（优选毛细阀），硅胶膜放置区域，过滤膜放置区域（优选），还包括蛋白酶、裂解液、第一步漂洗液、第二步漂洗液、洗脱液的储存腔，还有液体通道，第一级反应腔，第二级反应腔，核酸收集腔，废液腔以及每个腔相应的入口或者出口，向相应储存腔中分别相应加入蛋白酶、裂解液、第一步漂洗液、第二步漂洗液、洗脱液，将血液样品加入第一级反应腔，将乙醇加入第二级反应腔，然后一一通过无线控制使得石蜡阀打开，经液体通道进入反应腔，经过两次漂洗和洗脱，进入到核酸收集腔，废液腔通过其他微阀（毛细阀）收集每一步产生的多余液体；

所述包含加热电阻的被控电路层电阻放置的位置与反应层石蜡阀的位置一致；

所述的7个石蜡阀、1个其他微阀（毛细阀），具体描述如下：1#石蜡阀，2#石蜡阀，3#石蜡阀，4#石蜡阀，5#石蜡阀，6#石蜡阀，分别位于蛋白酶储存腔、裂解液储存腔、第一级反应腔、第一步漂洗液储存腔、第二步漂洗液储存腔、洗脱液储存腔的下方，控制液体进入下一个腔，7#石蜡阀位于核酸收集腔的上方，作为控制核酸进入收集腔的开关。唯一的其他微阀（优选毛细阀）则位于废液腔的上方，用作收集废液的开关；

所述硅胶膜放置区域，具体描述如下：硅胶膜放置的位置在第二级反应腔与石蜡阀7#、其他微阀（优选毛细阀）之间。

硅胶膜放置区域即放置了一张自制硅胶膜，硅胶膜的主要成分是二氧化硅，核酸的磷酸基团能够与二氧化硅表面硅烷醇基团之间形成氢键，由于数量巨大，因此核酸能够牢固地吸附在硅膜上。

所述过滤膜放置区域，为优选方案，具体描述如下:过滤膜放置的位置在第一级反应腔和第二级反应腔之间。