[发明专利]一种用于生物样品核酸提取的转动式微流控芯片

说明书

本发明公开了一种用于生物样品核酸提取的转动式微流控芯片，其特征在于，所述转动式微流控芯片包括上子芯片和下子芯片，上子芯片的下表面和下子芯片的上表面相接触，上子芯片被设置为相对下子芯片进行相对位置的转动，所述上子芯片中包括大于2个的试剂孔，所述试剂孔中含有核酸提取所需试剂，所述下子芯片上表面包括反应孔，反应孔或者试剂孔中可以包括核酸纯化所需的磁珠。本装置操作简便，不需要专业的技术人员即可快速完成核酸提取，可以在很多不同的应用场景完成核酸提取，还可以与下游的微流控分析方法方便的进行结合。

技术领域

本发明涉及一种转动式微流控芯片，特别涉及一种用于生物样品核酸提取的转动式微流控芯片。

背景技术

从生物材料中提取核酸(包括DNA和RNA)对生物学研究和临床医学检测有重要的意义。核酸提取已经成为了分子生物学实验中最基本的操作之一。虽然目前核酸提取的方法有很多，但其步骤基本可以归纳为：1.裂解细胞；2.沉淀核酸或者吸附核酸；3.纯化核酸；4.洗脱核酸。

细胞裂解可以有温度裂解(例如热裂解)，机械裂解(例如磁珠打碎bead beating，和研磨等)，超声裂解(通过超声波将细胞膜破损)，化学裂解(例如加入氢氧化钠溶液)，生物裂解(例如加入蛋白酶K，protease K)等。

沉淀核酸可以通过改变核酸在不同有机溶剂中的溶解度是其沉淀分离，例如核酸在乙醇的溶解度低，可以在乙醇中沉淀。吸附核酸主要可以通过固相吸附材料，例如分离柱或分离磁珠等，通过核酸与固相表面的物理或化学吸附将核酸从溶液中分离。例如，经典的BOOM吸附方法，酸碱性电荷吸附方法(Charge Switch，Chitosan)等。

纯化核酸可以通过对沉淀或者吸附的核酸使用清洗液清洗，例如用70％的乙醇对核酸进行清洗或使用高盐的清洗液对吸附核酸的磁珠进行清洗。

洗脱核酸可以根据吸附核酸的原理来选择相应的洗脱溶液，例如水，调控过pH值的Tris缓冲液，调控过pH值的TE缓冲液等。通过控制洗脱溶液的体积达到不同的洗脱浓缩效果。例如使用25微升的小洗脱体积，相比较于通常的50微升或100微升的洗脱体积，核酸在洗脱液中达到浓缩。

根据上述的原理，核酸提取的过程又可以分为手动提取和自动提取。手动提取一般只需要小型仪器，例如离心机，振荡器等，但手动步骤繁琐，实验的效果与操作人员的操作有非常大的关系；自动提取一般是通过移液工作站完成，移液工作站通过机械臂和自动化移液设备完成。自动化核酸提取大多是基于磁珠分离的方法，自动化程度高，通量较大，但其仪器的体积较大并且相对成本较高。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种新的操作简单，能适用于多种不同场景方便实用的核酸提取仪器及方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是核酸提取手动提取操作步骤多，需要专业人员参与切耗时较长，而自动提取仪器通量要求较大且成本较高。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于生物样品核酸提取的转动式微流控芯片，其特征在于，所述转动式微流控芯片包括上子芯片和下子芯片，上子芯片的下表面和下子芯片的上表面相接触，上子芯片被设置为相对下子芯片进行相对位置的转动，所述上子芯片中包括大于2个的试剂孔，所述下子芯片上表面包括反应孔。

进一步地，所述转动式微流控芯片的材料可以是玻璃、塑料、陶瓷、金属等及符合材料构成。

进一步地，所述转动式微流控芯片可以通过多种加工方式完成，包括但不局限于3D打印、玻璃刻蚀、机械加工、注塑成型、热压成型、激光雕刻等。

进一步地，所述上子芯片中的试剂孔含核酸提取试剂，包括含核酸提取裂解液的裂解孔，含核酸清洗液的清洗孔和含核酸洗脱液的洗脱孔。

进一步地，所述转动式微流控芯片还包括用于吸附核酸的磁珠，所述磁珠位于反应孔或裂解孔，当磁珠位于反应孔时，反应孔亦可称为磁珠孔。