[发明专利]一种DNA片段化的方法及实现该方法的装置

说明书

本发明公开了一种DNA片段化的方法及实现该方法的装置，在DNA溶液中连续不断地鼓泡，气泡破裂的过程中产生的瞬时的流体剪切力作用于溶液中的DNA分子上，当剪切力大于DNA分子链中的分子间作用力，DNA分子将会被剪切断裂，从而达到DNA分子的片段化作用。本发明所需的DNA样品体积少且实验过程易于控制，所需装置简单，成本低，操作简单，不易堵塞，无需高压，不会出现大量的死体积，不会造成样品污染，实现对DNA样品的随机剪切，具有片段长度相对可控，片段长度分散性小等优点，DNA剪切的片段均匀分布在预定大小内。

技术领域

本发明涉及一种DNA片段化的方法及实现该方法的装置，特别涉及一种利用气泡剪切DNA，且DNA片段长度可控，DNA片段随机断裂的DNA片段化的方法。

背景技术

随机分布的DNA片段，对于基因测序和基于DNA微阵列分析等技术而言是关键性步骤之一。对于基因分析，DNA片段长度的范围通常是选取接近相关生物体内一个单基因的平均长度，或者基于为整个数据库自动生成序列数据的方法来选取。在分子诊断中，采用不同的探测方法将部分基因从一个样品内筛选出来，并使目标基因和一个互补的探针分子杂交，因此对于分子诊断应用而言，DNA片段是一个重要的样品预处理步骤，短的DNA片段在DNA分子快速杂交和高灵敏目标探测中是必不可少的。随着研究的不断深入，对更小更快更有效及低污染的即时检测技术的需求变得越来越大。

目前，常用的DNA片段化的方法有以下几种：DNA限制性酶切法、超声波降解法、喷射雾化法和水动力剪切法。这些方法目前都被用于DNA片段的生成，但是每个方法都有各自的优点和缺点。限制性内切酶切法的优势在于能使DNA在特定的位置被剪切得到片段；但是容易发生样品污染、样品降解、产生的DNA片段长度分散性大，而且会引起相对大量的单链的断裂。超声波降解法利用声波生成一个剪切力，可以导致长DNA链的断裂，此方法快速而简单；但是会引起DNA样品的损害，产生的片段长度分散性较大，且难以集成。喷射雾化法使用加压的喷嘴生成一个机械剪切力来剪切DNA样品，此法快速而有效；但是设备昂贵而且需要大量的DNA样品，很难集成到设备中。基于水动力剪切DNA片段法可以生成片段DNA，得到的DNA片段长度分散度小，此法剪切可以得到双链断裂片段的DNA，属于随机断裂，而且容易集成到器件中；但是此法的缺点是实验体系需要高压，器件制备比较昂贵，有大量的死体积存在，微结构器件易于堵塞，不适于微型化和集成化。

克服现有技术的一些缺点，寻找一种新型的DNA片段化的方法具有非常实际的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种DNA片段化的方法，利用气泡剪切DNA，DNA片段长度可控，而且DNA片段随机断裂。

本发明所采取的技术方案是：

一种DNA片段化的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）准备样品：配制DNA原溶液；

2）鼓泡：将气体出口插入配制好的DNA原溶液中，通过气压控制装置调节气压、气泡的大小和气泡产生速度，在溶液中连续不断地鼓泡，将长链DNA分子剪切成更短的片段。

作为发明的进一步改进，通过气压控制装置调节气压为0.01-10Mpa。

作为发明的进一步改进，所述的调节气泡将气泡大小调为10nm-10mm，将气泡产生速度调为每秒1-10⁶个。产生的气泡越小，其破裂所产生的剪切力越大，因此剪切效果越好；产生气泡的速度越快，对于相同量的样品，其剪切的速度越快，剪切DNA的效率越高。

作为发明的进一步改进，所述的DNA原溶液浓度为1ug/mL-500ug/mL。

作为发明的进一步改进，所述的鼓泡时间为1-60min。