一种具有微流通道的核酸提取装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于生物学检测领域，具体涉及一种具有微流通道的核酸提取装置。所述装置包括核酸提取元件、废液存贮腔以及反应腔，其中，所述反应腔通过微流通道选择性地与所述核酸提取元件或废液存贮腔流体连通。所述微流通道包括一个用于使反应腔与核酸提取元件流体连通的进液微流通道，以及若干个用于使反应腔与废液存贮腔流体连通的出液微流通道。本实用新型专利技术的装置避免了反复微流通路引起的试剂混杂，提高了所提取的DNA的纯度和浓度，进而提高扩增反应效率，使得反应更加流畅迅速。

A device for nucleic acid extraction with microfluidic channels

【技术实现步骤摘要】
一种具有微流通道的核酸提取装置
本技术属于生物学检测领域，具体涉及一种核酸提取装置。
技术介绍
核酸是分子生物学研究的基础，高质量的核酸是进行分子标记、基因克隆及基因表达研究等的必要前提。由于生物样本(例如血液、唾液、精液或其他分泌物)成分复杂，通常需要将其中的目标核酸提取、纯化出来并进行扩增后才能开展后续研究。目前现有的核酸提取、扩增主要存在以下问题：(1)面对数量巨大以及复杂的样本处理、核酸提取、纯化及扩增步骤，人工操作容易出现失误，并且使得整体操作步骤复杂，无法进行高效、快速的目标核酸提取扩增；(2)大多数分子诊断都需要在实验室内进行，很多基层单位不具备建立标准分子诊断实验室的条件，再加上操作人员的操作习惯及熟练程度不同，核酸在提取、扩增的过程中容易发生样品的交叉污染；(3)现有的核酸提取仪器及PCR仪往往体积较大，不适合在取样现场使用，这在一定程度上限制了分子诊断的应用范围。将核酸的提取、扩增进行全自动、全封闭、一体化运行，可以缩短核酸提取、扩增流程，减少人为因素的影响，增强核酸样品制备的安全性和有效性，并且可以实现适应基层或现场快速检测需求的装置小型化、便携化要求。US9212980公开了一种用于核酸提取和扩增的装置，该装置包括多个腔室、流体置换区域以及流体处理区域，其中，流体处理区域设有诸如过滤器的流体处理材料，用于细胞捕集、细胞溶解、粘合分析物等，流体置换区域用于临时存储流体，其与流体处理区域连通。使用时，通过调节旋转阀的位置使流体处理区域选择性地与多个腔室连通，进而通过活塞的上下运动驱动流体在流体处理区域、流体置换区域和腔室之间流动。在这个过程中，流体的控制是通过阀体的一对端口，通过旋转阀体使两个端口依次选择性地与各腔室连通而发生流体的置换或移动，这可能会导致样品在几个通路之间出现交叉污染，影响DNA扩增的效率。另一方面，例如在进行DNA提取时，生物细胞被诸如过滤器的流体处理材料固定在流体处理区域，通过推动活塞向下加压，使清洗液、裂解液依次流经流体处理区域而裂解生物细胞，释放胞内DNA，由于流体置换区域和废液腔中负压的存在，以及生物细胞破碎组织等对过滤器的堵塞，活塞向下运动加压时流体难以从流体置换区排出，此时需要较大的推动力来进行加压，不便于操作。并且，生物细胞被裂解后，胞内DNA与不能被过滤器所吸附或过滤的微小生物组织混合在一起，此裂解液直接进入试剂室与扩增试剂进行混合，导致所提取的模板DNA纯度不够，这可能会对后期PCR结果产生不良影响。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种核酸提取装置。本技术通过微流控DNA提取模块，实现便捷式、微型化DNA提取，达到功能集成、结构微缩、全自动提取DNA的目的。作为本技术的第一方面，本技术提供一种核酸提取装置，所述装置包括：核酸提取元件、废液存贮腔以及反应腔，所述反应腔选择性地与所述核酸提取元件和废液存贮腔连通，其特征在于，所述装置通过废液存贮腔与反应腔之间的压力变化进行流体的交换。这里所称的“流体的交换”是指流体能够从一个地方流动到另一个地方。在本技术中具体是指流体能够从核酸提取元件或废液存贮腔进入反应腔，也可以从反应腔进入核酸提取元件或废液存贮腔，流体能够在上述腔体间进行反复切换。这里所称的“选择性地”是指当反应腔与核酸提取元件流体连通的时候，废液存贮腔与反应腔之间不进行流体连通，当废液存贮腔与反应腔之间进行流体连通的时候，反应腔与核酸提取元件之间不进行流体连通，即反应腔在适当的时候选择性地与核酸提取元件流体连通，或与废液存贮腔流体连通。作为优选，所述装置通过降低废液存贮腔的空气压力使流体从反应腔进入废液存贮腔。作为优选，所述装置通过与废液存贮腔连通的排气元件降低废液存贮腔的空气压力。作为优选，所述排气元件为柱状吸气柱。作为优选，所述排气元件为圆柱状吸气柱。作为优选，所述吸气柱与废液存贮腔连接处设置有密封垫圈。作为优选，所述反应腔内设置有核酸固相萃取材料。作为优选，所述核酸固相萃取材料为磁珠。当核酸固相萃取材料为磁珠时，反应腔体内具有电磁铁，磁珠被固定于反应腔内，磁珠能够与游离DNA特异结合，形成磁珠-DNA复合物，从而使得DNA被固定在反应腔内。作为优选，所述核酸提取元件包括：裂解液腔体，用于加入和存放样品与裂解液的混合物；或，清洗液腔体，用于加入和存放清洗液；或，洗脱液腔体，用于加入和存放洗脱液；其中，所述裂解液腔体、清洗液腔体或洗脱液腔体中的一个或者几个分别与所述反应腔流体连通。作为优选，所述清洗液腔体包括清洗液一级腔体、清洗液二级腔体和清洗液三级腔体，所述清洗液一级腔体、清洗液二级腔体或清洗液三级腔体中的一个或几个分别与所述反应腔流体连通。可以理解，本方案所述的装置可以包括多个清洗液腔体，例如2个，3个，4个，5个等，以满足采用多种不同的清洗液进行核酸纯化，或采用更多量的同一种清洗液进行多次清洗，提高核酸纯度。作为优选，所述装置还包括核酸扩增元件，所述核酸扩增元件为与所述反应腔流体连通的PCR反应液腔体，其内部设置有PCR反应所需的试剂。作为优选，所述核酸扩增元件还包括与所述PCR反应液腔体流体连通的PCR反应管。作为优选，所述PCR反应液腔体侧壁设有用于与所述PCR反应管流体连通的注入孔和排气孔。作为优选，所述PCR反应液腔体包括PCR反应液一级腔体和PCR反应液二级腔体，所述PCR反应液一级腔体与反应腔流体连通，其中，注入孔设置于PCR反应液一级腔体侧壁底部，排气孔设置于PCR反应液二级腔体侧壁上部。PCR反应液与核酸的混合液从PCR反应液一级腔体侧壁底部的注入孔进入PCR反应管，随着液体的进入，PCR反应管中空气从PCR反应液二级腔体侧壁上部的排气孔排出，以使混合液能够顺利进入。作为优选，所述装置包括用于与反应腔、废液存贮腔、核酸提取元件或核酸扩增元件流体连通的微流通道。作为优选，所述微流通道径向延伸分布于一个转动盘上，通过转动盘的旋转使反应腔、废液存贮腔、核酸提取元件或核酸扩增元件之间连通或者不连通。作为优选，所述的流体交换通过微流通道来实现。作为优选，其中，当反应腔与核酸提取元件流体连通的时候，废液存贮腔与反应腔之间不进行流体连通，当废液存贮腔与反应腔之间流体连通的时候，反应腔与核酸提取元件之间不进行流体连通。作为优选，其中，该装置包括活塞，通过活塞的运动让核酸提取元件中的流体进入反应腔。作为优选，其中，活塞的运动为沿着反应腔向上运动。作为优选，该装置还包括让废液存贮腔产生负压的排气元件，从而让反应腔中的流体进入废液存贮腔。作为优选，其中，所述的负压带动活塞沿着反应腔向下运动。作为优选，其中，让废液存贮腔产生负压的排气元件为连接于废液存贮腔的吸气柱。作为本技术的第二方面，本技术提供一种利用便携式装置提取核酸、扩增特异靶核酸的方法。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核酸提取装置，所述装置包括：核酸提取元件、废液存贮腔以及反应腔，其特征在于，所述反应腔通过微流通道选择性地与所述核酸提取元件或废液存贮腔流体连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种核酸提取装置，所述装置包括：核酸提取元件、废液存贮腔以及反应腔，其特征在于，所述反应腔通过微流通道选择性地与所述核酸提取元件或废液存贮腔流体连通。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微流通道包括一个用于使反应腔与核酸提取元件流体连通的进液微流通道，以及若干个用于使反应腔与废液存贮腔流体连通的出液微流通道。


3.根据权利要求2所述的装置，其中，当反应腔与核酸提取元件通过进液微流通道流体连通的时候，废液存贮腔与反应腔之间不进行流体连通，当废液存贮腔与反应腔之间通过出液微流通道流体连通的时候，反应腔与核酸提取元件之间不进行流体连通。


4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的微流通道径向延伸分布于一个转动盘上，通过转动盘的旋转使反应腔、废液存贮腔或核酸提取元件之间连通或不连通。


5.根据权利要求3所述的装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵敏秀，谢廉毅，
申请(专利权)人：杭州比格飞序生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33