[发明专利]一种基于纸基的DNA电固相萃取方法与装置

说明书

本发明公开了一种基于纸基的DNA电固相萃取方法与装置，所述装置包括纸基核酸电固相萃取芯片、升压控制模块；纸基核酸电固相萃取芯片的上层基片设有两个储液池，一个流体通道，两储液池通过流体通道相连接；萃取芯片下层基片上表面设有至少包含三个电极的多电极结构，所述多电极结构包含的至少三个电极为位于低电势储液池下方的第一电极、位于高电势储液池下方的第二电极，和位于流体通道的下方的第三电极，本发明利用纸基芯片的优良特性，结合可变电场的多模式调控方法，研制成本低廉、体积微小、萃取效率高的纸基核酸电固相萃取装置与方法。本发明对实现基于纸基的核酸微全分析系统，实现核酸分析装置的小型化具有重要意义。

技术领域

本发明属于生物分析领域，特别是涉及一种基于纸基的核酸固相萃取方法与装置。

背景技术

基因检测与疾病密切相关。除外伤、过度饥饿外，几乎所有的疾病都可以通过基因检测测出风险，并可进行疾病的风险预警，针对性进行干预，从而有针对性地主动改善自己的生活环境和生活习惯，预防和避免重大疾病的发生。因此基因检测已经成为影响人类健康的全球性重点研究领域，而在基因检测实际分析中作为第一步的核酸萃取则至关重要，该过程的完成质量直接决定了后续过程分析中扩增与分离检测的成功与否。传统的核酸固相萃取方法主要采用与管柱内的固定相进行吸附解吸来完成，该方法制作工艺难度大，成本高，反应时间长，很难与微流控分析技术相结合。

而自2007年，Whitesides首次提出“纸基微流控分析装置”(microfluidic paper-basedanalyticaldevices,PADs)的概念之后，纸基以其疏松多空、稳定性好、制作方便、成本低廉、体积小、生物兼容性好、功能性强、后处理简单等优点越来越引起微流控研究领域的重视。而纸基同样也是核酸微流控分析中的良好载体。

CN201210193723.9公开了一种基于滤纸的生物大分子提取装置，整个装置需要附加体积较大的驱动设备，并且可控性低，便携性和现场实用性上较差，其富集原理的驱动方式采用的是载样液体流动，遇纸基进行过滤浓缩，因此需要外加流体注射泵，并且由于微流控芯片内流体流型的原因，驱动微泵装置控制能力的滞后性，导致流体内样本可控性不高。

本发明利用纸基芯片的优良特性，结合可变电场的多模式调控方法，研制成本低廉、体积微小、萃取效率高的纸基核酸电固相萃取装置与方法。本发明对实现基于纸基的核酸微全分析系统，实现核酸分析装置的小型化具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于纸基的DNA电固相萃取方法与装置。

一种基于纸基的DNA电固相萃取装置包括纸基核酸电固相萃取芯片、升压控制模块，所述的纸基核酸电固相萃取芯片主要由上层基片、下层基片以及夹持在所述上层基片流体通道内的纸基组成，所述上层基片、下层基片采用上下层键合式结构；上层基片设有两个储液池，一个流体通道，两储液池通过流体通道相连接；萃取芯片下层基片上表面设有至少包含三个电极的多电极结构，所述多电极结构包含的至少三个电极为位于低电势储液池下方的第一电极、位于高电势储液池下方的第二电极，和位于纸基下方的第三电极；所述的升压控制模块与萃取芯片下层基片上表面的电极相连。

所述的储液池与流体通道为微流体管道尺寸为毫米级别，流体通道内的纸基为多孔纤维材料，其形状与大小应与流体通道相适配，流体通道内纸基需要通过化学修饰形成功能化区域。

所述功能化区域的化学修饰方法为：在流体通道内选择一处靠近低电势储液池的区域作为特定区域，在特定区域滴加离子选择性试剂，烘干，形成功能化区域；所述的功能化区域的长度为流体通道长度的1/10；所述的功能化区域位于纸基上、第三电极的上方。

所述的上层基片和下层基片选材为涤纶树脂、丙烯酸类树酯或有机硅胶。

所述的多电极结构为采用丝网印刷、溅射剥离、喷墨打印纳米导电材料在下层基片上加工形成。