[实用新型]一种用于PCR产物分析的功能化微流控芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微流控芯片，特别涉及了一种用于PCR产物分析的功能化微流控芯片。

背景技术

聚合酶链反应(PCR)是DNA研究中应用最为广泛的技术手段之一，通过该技术可以将模板DNA拷贝放大10⁶倍以上以满足分析需要。PCR产物成分是扩增后的DNA片段，溶解于高离子强度的PCR缓冲液中，氯离子是主要离子组份。微流控芯片是实现微流控技术的主要平台，是指在芯片上集成系列操作单元，以可控流体经微通道网络贯穿于整个系统实现芯片操作。芯片毛细管电泳是微流控芯片的一种重要单元操作技术，该技术可以在微流控芯片平台上快速高效地分离DNA片段。传统的十字架式通道结构微流控电泳芯片的样品进样量很少，虽然因为进样区带狭窄而获得高分离度，但却因进样量少不利于微流控芯片电泳检测灵敏度的进一步提高。在传统区带筛分电泳分离条件下，虽然增加芯片有效进样区带长度可以提高进样量，但因为导致分离度下降而不具备实际应用价值。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种用于PCR产物分析的功能化微流控芯片，该芯片在结构上具有显著加长的有效进样通道，集成了等速电泳预浓缩和筛分电泳分离功能。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种用于PCR产物分析的功能化微流控芯片，集成PCR产物等速电泳预浓缩和筛分电泳分离功能，该芯片由有4个储液池、分离通道和进样通道组成，其特征在于，所述的储液池分别为缓冲液池、缓冲液废液池、进样废液池和样品池，分离通道两端分别连接缓冲液池和缓冲液废液池，进样通道两端分别连接样品池和进样废液池；分离通道和进样通道重叠区域为有效进样通道。

为了更好地实现本实用新型，所述有效进样通道的长度范围是0.5～20厘米。

所述样品池和进样废液池位于分离通道的同侧或异侧。

所述用于PCR产物分析的功能化微流控芯片的材料可以为硅、石英、玻璃、塑料，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、硅胶如聚二甲基硅氧烷(PDMS)等，芯片通道内表面可以是修饰或未修饰过的。

本实用新型的功能化微流控芯片用于PCR产物分析时置于芯片分析仪中使用。芯片分析仪包括高压电源、检测器、数据采集和处理系统。高压电源通过电极与芯片储液池连接，输出电压由程序控制作用于芯片两个储液池之间通道。在该功能化微流控芯片上增加有效进样通道长度可以有效提高DNA片段检测灵敏度又不损失分离度，利用等速电泳对该区间内样品区带进行压缩实现预浓缩，继而筛分电泳分离DNA片段。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本实用新型具有灵敏和快速分析的优势，能够通过提高检测灵敏度有效减少PCR反应时间。与传统十字架式微流控电泳芯片结构相比较，本实用新型功能化微流控芯片通过加长有效进样区带提高了进样量，等速电泳预浓缩将PCR产物压缩为狭窄区带继而筛分电泳分离，在显著提高检测灵敏度的同时不损失分离度。与传统等速电泳和筛分电泳集成微流控芯片结构相比较，本实用新型的功能化微流控芯片减少一个缓冲液池，控制上相应地减少一个电极。

附图说明

图1为本实用新型的功能化微流控芯片结构示意图。

图2为本实用新型的功能化微流控芯片另一结构示意图。

图3为本发明的功能化微流控芯片分析PCR产物的电泳图谱。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

采用玻璃材质的功能化微流控芯片构型如图1所示，功能化微流控芯片有4个储液池、分离通道和进样通道组成，4个储液池分别是缓冲液池1、缓冲液废液池2、样品池3和进样废液池4。样品池3和进样废液池4位于分离通道的同侧。分离通道和进样通道重叠区域为有效进样通道。芯片通道尺寸为宽度50μm，深度20μm，有效进样通道长1.9cm，有效进样通道的宽度50μm。芯片通道内表面用线性聚丙烯酰胺进行修饰。利用此芯片分析一个120碱基对的PCR产物，并以DL2000 DNA标准样品作为内参照。缓冲液含有20mMMOPS做为尾随电介质，以及40mM咪唑，1μmol/L SYBR Green作为插入式标记染料和2％羟丙甲级纤维素作为DNA筛分介质。DNA标准样品包含100、250、500、750、1000、2000bp片段。采用激光诱导荧光检测，得到的电泳图谱如图3所示，包括PCR产物与DNA标准样品在内的所有片段均得到基线分离，图中所标注数字为DNA标准样品的碱基对数目。