一种用于核酸提取纯化的氨基化滤纸/膜及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种用于核酸提取纯化的氨基化滤纸/膜及其制备方法与应用。所述用于提取纯化核酸的氨基化滤纸/膜，其表面为氨基修饰的表面。制备方法为：对滤纸/膜进行或不进行表面氧化改性，再用氨基硅烷化试剂与所述表面氧化改性后的滤纸/膜进行硅烷化反应；或，对滤纸/膜进行或不进行表面氧化改性，浸入富含氨基的长链化合物的溶液中吸附；或，对滤纸/膜进行或不进行表面氧化改性，进行环氧基团化，与富含氨基的长链化合物发生接枝反应，得到氨基化滤纸/膜。包括上述氨基化滤纸/膜的芯片装置也属于本发明专利技术的保护范围。

【技术实现步骤摘要】
一种用于核酸提取纯化的氨基化滤纸/膜及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种用于核酸提取纯化的氨基化滤纸/膜及其制备方法与应用。
技术介绍
基因分析如基于Sanger法的DNA测序、病原体检测、短串联重复序列(ShortTandemRepeat,STR)分析在卫生保健、食品安全、司法科学等领域发挥着越来越重要的作用。为了进一步推动基因分析的发展，结合微流控技术，实现低成本、快速、自动化、现场调度、高通量、以及避免交叉污染的检测是十分必要的。基因分析的过程通常包括核酸提取纯化、核酸靶序列的扩增、靶序列扩增产物的分离三个步骤。核酸提取作为整个基因分析过程的第一步决定了集成化的系统能处理什么样的样品、提供给下游分析步骤的DNA模板的质量高低。传统的核酸提取纯化方法包括液-液提取纯化法、固相提取纯化(SPE)法。酚-氯仿提取法就是一种液-液核酸提取法，涉及有毒试剂且操作繁琐；固相提取方法主要就是将核酸吸附到二氧化硅、玻璃、硅藻土、甚至表面修饰后的塑料等固体物质表面从而实现提取纯化的，这些固体物质可以采用不同的形式，包括分离柱、微球、粉末、磁珠等。固相核酸提取方法相对而言，更适合移植到微流控芯片上进行核酸提取纯化。自从上世纪90年代以来，基于固相提取原理的微流控芯片样品制备技术已经取得了显著的发展。但是这些微流控核酸样品制备芯片仍然有很多不足之处，如成本高、操作繁琐等缺点，使这些微流控集成芯片的应用一直停留在学术界。为了克服这些问题，实现简单、快速、低成本、自动化的微流控芯片核酸提取纯化过程，微流控研究人员将DNA提取作为要攻克的关键点和主要目标之一。它的研究过程，对实现基因分析全过程的芯片全集成和缩型化(即微全分析系统)，促进基因分析的进一步推广应用具有十分重要的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种能够高速、高效、样品消耗少和成本低的用于提取纯化核酸的氨基化滤纸/膜及其制备方法。所述用于提取纯化核酸的氨基化滤纸/膜，其表面为氨基修饰的表面。其中，所述滤纸/膜指的是滤纸或膜。所述滤纸/膜的材质包括但不限于玻璃纤维、陶瓷、硝酸纤维和棉纤维。所述用于提取纯化核酸的氨基化滤纸/膜是通过下述方法(一)、方法(二)或方法(三)制备得到的：方法(一)：直接用氨基硅烷化试剂对滤纸/膜进行硅烷化反应，或，首先对滤纸/膜进行表面氧化改性得到表面氧化改性后的滤纸/膜，再用氨基硅烷化试剂与所述表面氧化改性后的滤纸/膜进行硅烷化反应，从而在所述滤纸/膜的表面修饰上氨基，得到氨基化滤纸/膜；方法(二)：直接将滤纸/膜浸入富含氨基的长链化合物的溶液中吸附，或，首先对滤纸/膜进行表面氧化改性得到表面氧化改性后的滤纸/膜，再将所述表面氧化改性后的滤纸/膜浸入富含氨基的长链化合物的溶液中吸附，从而在所述滤纸/膜的表面修饰上氨基，得到氨基化滤纸/膜；方法(三)：将所述滤纸/膜的表面直接进行环氧基团化得到表面环氧基团化的滤纸/膜，或，首先对滤纸/膜进行表面氧化改性得到表面氧化改性后的滤纸/膜，然后对所述表面氧化改性后的滤纸/膜的表面进行环氧基团化得到表面环氧基团化的滤纸/膜，再将其置于富含氨基的长链化合物的溶液中，发生接枝反应，从而在所述滤纸/膜的表面修饰上氨基，得到氨基化滤纸/膜。上述方法(一)中，所述表面氧化改性为将所述滤纸/膜进行臭氧处理，或通氧条件下Plasma处理。其中，所述臭氧处理的时间为5-120分钟；所述通氧条件下Plasma处理的时间为5-300s。所述氨基硅烷化试剂可选自下述至少一种：3-氨丙基三乙氧基硅烷((3-aminopropyl)triethoxysilane，简称APTES)、3-氨丙基二乙氧基甲基硅烷((3-aminopropyl)diethoxymethylsilane，简称APDMS)和3-氨丙基乙氧基二甲基硅烷((3-aminopropyl)ethoxydimethylsilane，简称APEMS)。上述硅烷化反应包括但不限于用氨基硅烷化试剂在溶液中反应、氨基硅烷化试剂气相沉积。其中，所述用氨基硅烷化试剂在溶液中反应的时间为10分钟-10小时,反应温度为10℃-65℃,反应过程中可以添加催化剂如醋酸。其中，所述氨基硅烷化试剂的溶液中的溶剂可为水，也可为乙醇、异丙醇等有机试剂。所述氨基硅烷化试剂的溶液中氨基硅烷化试剂的浓度为0.005％-5％(质量百分含量)，具体可为0.5％、1％。所述氨基硅烷化试剂气相沉积的操作为：将烧杯放入到120℃-180℃的烘箱中烘烤至少10min，然后在烧杯中滴加100微升氨基硅烷化试剂，立刻放入滤纸/膜，并立即将烧杯用盖子盖严。上述方法(二)中，所述表面氧化改性为将所述滤纸/膜进行臭氧处理，或通氧条件下Plasma处理。其中，所述臭氧处理的时间为5-120分钟；所述通氧条件下Plasma处理的时间为5-300s。所述富含氨基的长链化合物包括但不限于壳聚糖、多聚赖氨酸、多聚组氨酸、聚亚乙基亚胺或聚烯丙基胺等其它富含氨基的长链化合物，具体可为壳聚糖。所述富含氨基的长链化合物的溶液为水相，所述富含氨基的长链化合物的溶液中富含氨基的长链化合物的浓度为0.001％-0.5％(质量百分含量)，具体可为0.05％、0.025％、0.03％。所述吸附的温度为10℃-35℃，时间为0.5h-30h。上述方法(三)中，所述环氧基团化的操作为：将滤纸/膜或表面氧化改性后的滤纸/膜置于环氧基硅烷化试剂的溶液中反应，或进行环氧基硅烷化试剂气相沉积，得到所述表面环氧基团化的滤纸/膜。其中，所述环氧基硅烷化试剂的溶液的溶剂可为水，也可为乙醇、异丙醇等有机相。所述环氧基硅烷化试剂可选自下述至少一种：(3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilane(简称GPTMS)、(3-Glycidoxypropyl)dimethylethoxysilane(简称GPDMES)和(3-Glycidoxypropyl)dimethoxymethylsilane(简称GPDMMS)。所述反应的条件为：反应温度为10℃-65℃,反应时间10分钟-10小时,可以添加催化剂如醋酸。所述气相沉积的操作为：将烧杯放入到120℃-180℃的烘箱中烘烤至少10min，然后在烧杯中滴加100微升氨基硅烷化试剂，立刻放入滤纸/膜，并立即将烧杯用盖子盖严。所述富含氨基的长链化合物包括但不限于壳聚糖、多聚赖氨酸、多聚组氨酸、聚亚乙基亚胺或聚烯丙基胺等其它富含氨基的长链化合物。所述富含氨基的长链化合物的溶液为水相；所述富含氨基的长链化合物的溶液中富含氨基的长链化合物的浓度为0.001％-0.5％(质量百分含量)。所述接枝反应的温度为10℃-35℃，时间为0.5h-30h。上述氨基化滤纸/膜在提取纯化核酸中的应用也属于本专利技术的保护范围。本专利技术的另一目的是提供一种包括上述氨基化滤纸/膜的微流控芯片装置。本专利技术所提供的芯片装置为塑料或玻璃等材料制成的芯片，至少包括氨基化滤纸/膜的上游部分、氨基化滤纸/膜、氨基化滤纸/膜的下游部分三部分，即以氨基化滤纸/膜为核心，分别在其上、下游部分构建上、下游微流体管道。所述上、下游微流体管道的宽度为0.01到10毫米之间，深度为0.01毫米到5毫米之间。所述氨基化滤纸/膜的厚度为0.01本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于提取纯化核酸的氨基化滤纸/膜，其表面为氨基修饰的表面。

【技术特征摘要】
1.一种用于提取纯化核酸的氨基化滤纸/膜，其表面为氨基修饰的表面。2.一种制备权利要求1所述的用于提取纯化核酸的氨基化滤纸/膜的方法，为：用氨基硅烷化试剂对滤纸/膜进行硅烷化反应，或，首先对滤纸/膜进行表面氧化改性得到表面氧化改性后的滤纸/膜，再用氨基硅烷化试剂与所述表面氧化改性后的滤纸/膜进行硅烷化反应，从而在所述滤纸/膜的表面修饰上氨基，得到氨基化滤纸/膜。3.一种制备权利要求1所述的用于提取纯化核酸的氨基化滤纸/膜的方法，为：将滤纸/膜浸入富含氨基的长链化合物的溶液中吸附，或，首先对滤纸/膜进行表面氧化改性得到表面氧化改性后的滤纸/膜，再将所述表面氧化改性后的滤纸/膜浸入富含氨基的长链化合物的溶液中吸附，从而在所述滤纸/膜的表面修饰上氨基，得到氨基化滤纸/膜。4.一种制备权利要求1所述的用于提取纯化核酸的氨基化滤纸/膜的方法，为：将所述滤纸/膜的表面直接进行环氧基团化得到表面环氧基团化的滤纸/膜，或，首先对滤纸/膜进行表面氧化改性得到表面氧化改性后的滤纸/膜，然后对所述表面氧化改性后的滤纸/膜的表面进行环氧基团化得到表面环氧基团化的滤纸/膜，再将其置于富含氨基的长链化合物的溶液中，发生接枝反应，从而在所述滤纸/膜的表面修饰上氨基，得到氨基化滤纸/膜。5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法中，所述表面氧化改性为将滤纸/膜进行臭氧处理或通氧条件下Plasma处理。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述方法中，所述氨基硅烷化试剂选自下述至少一种：3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基二乙氧基甲基硅烷和3-氨丙基乙氧基二甲基硅烷；所述硅烷化反应为氨基硅烷化试剂在溶液中反应或氨基硅烷化试剂气相沉积；其中，所述氨基硅烷化试剂的溶液中的溶剂为水，或乙醇、异丙醇；所述氨基硅烷化试剂的溶液中氨基硅烷化试剂的浓度为，以质量百分含量计，0.005％-5％；所述氨基硅烷化试剂气相沉积的操作为：烧杯放入到120℃-...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，甘五鹏，顾寅，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11