[发明专利]一种集成DNA提取及PCR扩增的微流控芯片

权利要求书

1.一种微流控芯片，包括可调节转动速度的转动平台、转动平台转轴、微流控芯片体、副转轴、限位结构，微流控芯片能围绕副转轴转动，通过转动平台的转动加速度来调整微流管道方向与转动平台径向之间夹角，使得微流管道中的液滴流向发生变化，限位结构用于使微流控芯片锁定在预设的至少2个不同角度状态，其特征在于，芯片体上设置有：洗液室一、洗液室二、缓冲室一、缓冲室二、洗脱液室、乙醇室、混合室、废液室、微流管道、毛细阀、芯片副转轴、二氧化硅膜、PCR左室、PCR右室，所述洗液室一、缓冲室一、洗液室二、缓冲室二通过Z形微流管道连接，并依次以转动平台转轴为参照由近而远设置于微流控芯片体上Z形微流管道的转折处；所述混合室设置于缓冲室二的远转动平台转轴端，通过微流管道相连；所述乙醇室、洗脱液室设置于混合室的近转动平台转轴端，所述乙醇室、洗脱液室分别与所述混合室通过毛细微阀相连；混合室远转动平台转轴端设置有分叉微流管道，混合室与分叉微流管道之间设置有二氧化硅膜，分叉微流管道一个分支通过毛细阀与废液室相连，废液室设置于所述混合室的远转动平台转轴端，另一个分支通过毛细阀连接T形微流管道，通过所述T形微流管道与设置于所述混合室的远转动平台转轴端的PCR左室、PCR右室相连。

2.根据权利要求1所述的一种微流控芯片，其特征在于，芯片体上混合室、PCR左室、PCR右室所处位置设置有加热区。

3.根据权利要求1或2所述的一种微流控芯片，其特征在于，芯片体上布局的腔室上分别设置有气孔。

4.根据权利要求1或2所述的一种微流控芯片，其特征在于，所述限位结构为两个锁位阀，分别设置在微流控芯片的两侧。

5.采用权利要求1至4任一项所述的一种微流控芯片实现核酸提取并进行PCR反应的方法，其特征在于，包含以下步骤：

（1）、依次向混合室中加入蛋白酶，待测血液样品，Buffer AL，乙醇室加入乙醇，BufferAW1加入洗液室二，Buffer AW2加入洗液室一，Buffer AE加入洗脱液室，在PCR左室装入PCR反应混合液，包括Buffer、上下游引物、4种dNTP、MgCl2、Taq酶、荧光染料SYBRgreenⅠ，水11 .25μL；

（2）、使芯片处于右态，加速度200RPM/min²，转速300RPM/min，不断加速减速1min，使混合室内的QIAGEN蛋白酶、血液、Buffer AL混合充分，使芯片静止；

（3）、打开样品加热区（19）使温度保持56℃孵育10min，关闭加热区（19）；

（4）、使芯片处于右态，加速度300RPM/min²，转速600RPM/min，位于乙醇室（7）的乙醇突破毛细阀一（8），进入混合室（11）；

（5）、使芯片处于右态，加速度200RPM/min²，转速300RPM/min，不断加速减速1min，使混合室（11）内的液体与乙醇混合充分；

（6）、使芯片处于右态，加速度300RPM/min²，转速900RPM/min，混合室（11）的液体流过二氧化硅膜（12），突破毛细阀三（14），进入废液室（15），其中DNA吸附在二氧化硅膜（12）上；

（7）、切换芯片到左态，加速度1000RPM/min²，转速300RPM/min，Buffer AW2由洗液室一（2）流至缓冲室一（4），Buffer AW1由洗液室二（5）流至缓冲室二（6），由于毛细阀一（8）作用，Buffer AE仍停留在洗脱液室（9）；

（8）、切换芯片到右态，加速度1000RPM/min²，转速900RPM/min，Buffer AW1由缓冲室二（6）流至混合室（11），经过二氧化硅膜（12），进入废液室（15），Buffer AW2由缓冲室一（4）流至洗液室二（5）；

（9）、切换芯片到左态，加速度1000RPM/min²，转速300RPM/min，Buffer AW2由洗液室二（5）流至缓冲室二（6），由于毛细阀一（8）作用，Buffer AE仍停留在洗脱液室（9）；

（10）、切换芯片到右态，加速度1000RPM/min²，转速900RPM/min，Buffer AW2由缓冲室二（6）流至混合室（11），经过二氧化硅膜（12），进入废液室（15）；

（11）、切换芯片到左态，加速度1000RPM/min²，转速600RPM/min，此时位于洗脱液室（9）的Buffer AE突破毛细阀二（10），流至混合室（11），由于毛细阀四（13）的作用，洗脱液将停留在混合室（11）并浸没二氧化硅膜（12），保持该状态2分钟；

（12）、芯片仍处于左态，加速度1000RPM/min²，转速900RPM/min，此时混合室（11）内的液体将突破毛细阀四（13），进入PCR左室（17）；

（13）、通过PCR左加热区（20）加热使PCR左室（17）温度65℃，PCR右加热区（21）加热使PCR右室（18）温度95℃；

（14）、使液体在PCR左室（17）停留1分钟，使芯片加速度1000RPM/min²，转速600RPM/min，切换至右态，液体流至PCR右室（18），停留4分钟，使芯片加速度1000RPM/min²，转速600RPM/min，再切换至左态；

（15）、重复步骤11，完成PCR扩增过程。