一种用于核酸提取的集成微流控芯片及其提取方法技术

本发明专利技术涉及核酸检测技术领域，更具体地，涉及一种用于核酸提取的集成微流控芯片及其提取方法，包括顺次连通的核酸提取芯片、片段化DNA及纯化芯片、单链DNA生物素标记芯片；所述核酸提取芯片用于裂解待测单细胞并得到基因组DNA；所述片段化DNA及纯化芯片用于将所述基因组DNA进行片段化，然后分离提纯；所述单链DNA生物素标记芯片用于将片段化后的基因组DNA进行生物素标记得到双链DNA，然后对所述双链DNA进行解链。本发明专利技术能够将采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等集成在微芯片上，且可以多次使用；还能够实现核酸提取过程的自动化、全封闭，简化人工的操作过程，避免过程污染，提高核酸检测的效率和准确性。

An integrated microfluidic chip for nucleic acid extraction and its extraction method

【技术实现步骤摘要】
一种用于核酸提取的集成微流控芯片及其提取方法
本专利技术涉及核酸检测
，更具体地，涉及一种用于核酸提取的集成微流控芯片及其提取方法。
技术介绍
核酸是遗传信息的载体，是最重要的生物信息分子，是分子生物学研究的主要对象，因此，核酸的提取技术是研究分子生物学最重要、最基础的技术。目前，常用的DNA提取方法是CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)法、SDS(十二烷基硫酸钠)法、酚氯仿法。这些传统的核酸提取方法需要用到的有机试剂较多，其中不乏一些有毒有害物质，并且在核酸提取后，所使用高盐溶液会对后续的扩增反应产生抑制作用，因此需要使用复杂繁复的洗脱操作来保证提取产物的纯度。微流控技术以芯片为操作平台，具有液体流动可控、消耗试剂少以及分析速度快等特点。目前已有将微流控技术运用到核酸提取上，但是仍需要使用其他仪器用以辅助，导致操作繁琐且不易携带。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有的微流控芯片操作繁琐且不易携带的不足，提供一种用于核酸提取的集成微流控芯片及其提取方法，能够将采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等集成在微芯片上，且可以多次使用；还能够实现核酸提取过程的自动化、全封闭，简化人工的操作过程，避免过程污染，提高核酸检测的效率和准确性。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：提供一种用于核酸提取的集成微流控芯片，包括顺次连通的核酸提取芯片、片段化DNA及纯化芯片、单链DNA生物素标记芯片；所述核酸提取芯片用于裂解待测单细胞并得到基因组DNA；所述片段化DNA及纯化芯片用于将所述基因组DNA进行片段化，然后分离提纯；所述单链DNA生物素标记芯片用于将片段化后的基因组DNA进行生物素标记得到双链DNA，然后对所述双链DNA进行解链。本专利技术包括一种用于核酸提取的集成微流控芯片，核酸提取芯片用于裂解待测单细胞并得到基因组DNA；片段化DNA及纯化芯片用于将所述基因组DNA进行片段化，然后分离提纯；单链DNA生物素标记芯片用于将片段化后的基因组DNA与带有生物素标记的适配体连接以及对双链DNA进行解链，获得单链DNA。即能够依次完成细胞悬浮液制备、细胞裂解、DNA提取、DNA片段化、DNA标记和双链DNA解链的过程，不需要借助大型仪器，自动化、全封闭操作，便于DNA测序样本的提取。优选地，所述核酸提取芯片包括顺次连通的细胞消化系统、细胞裂解系统、第一提纯系统，所述细胞消化系统和细胞裂解系统之间还设有检测装置；所述片段化DNA及纯化芯片包括片段化反应系统和与片段化反应系统相连通的第二提纯系统；所述单链DNA生物素标记芯片包括加热系统和与加热系统相连通的生物素标记系统；所述第一提纯系统与片段化反应系统相连通，所述第二提纯系统与加热系统相连通。优选地，所述细胞消化系统包括用于承装PBS缓冲液的第一试剂腔、用于承装胰酶溶液的第二试剂腔、细胞消化池、第一废液池，所述第一试剂腔、第二试剂腔、第一废液池均与细胞消化池相连通。优选地，所述细胞裂解系统包括用于承装PBS缓冲液的第三试剂腔、细胞裂解池、用于承装细胞裂解液的第四试剂腔，所述第三试剂腔、第四试剂腔均与细胞裂解池相连通。优选地，所述片段化反应系统包括用于承装片段化试剂的第五试剂腔、用于承装PBS缓冲液的第六试剂腔、片段化反应池，所述第五试剂腔、第六试剂腔均与片段化反应池相连通。优选地，所述加热系统包括加热池和设于加热池内的微加热器、温度传感器。优选地，所述生物素标记系统包括的用于承装DNA连接酶的第七试剂腔、加热池、用于承装生物素标记的适配体的第八试剂腔、用于承装缓冲液的第九试剂腔，所述第七试剂腔、第八试剂腔、第九试剂腔均与加热池相连通。优选地，所述第一提纯系统包括第一吸附通道和与第一吸附通道相连通的DNA收集池、第二废液池；第二提纯系统包括第二吸附通道和与第二吸附通道相连通的第三废液池。本专利技术还提供一种用于核酸提取的集成微流控芯片的提取方法，包括以下步骤：S1.将待测的单细胞置于所述细胞消化系统中，通过裂解待测单细胞得到单细胞悬浮液；S2.在步骤S1之后，将所述单细胞悬浮液输送至所述细胞裂解系统进行裂解，得到破碎细胞液；S3.在步骤S2之后，通过所述第一提纯系统对所述破碎细胞液进行提纯，得到DNA溶液；S4.在步骤S3之后，将所述DNA溶液输送至所述片段化反应系统进行片段化处理，得到片段化DNA溶液；S5.在步骤S4之后，通过所述第二提纯系统对所述片段化DNA溶液进行提纯；S6.将从所述步骤S5中得到的片段化DNA溶液输送至所述加热系统，并通过所述生物素标记系统对片段化DNA进行标记连接得到双链DNA，然后通过加热系统对双链DNA进行加热使双链DNA解链，得到单链DNA。本专利技术还包括一种用于核酸提取的集成微流控芯片的提取方法，通过运用微流控的提取方法提取核酸，能够大大减少试剂和样品的消耗量，使得实验成本得到减小；同时，还能够实现核酸提取过程的自动化、全封闭，简化操作过程，避免过程污染，提高核酸检测的效率和准确性。进一步地，所述步骤S1具体包括：将待测的单细胞置于所述细胞消化池中，然后向所述细胞消化池中注入胰酶溶液进行消化组织，得到单细胞悬浮液；所述步骤S2具体包括：通过所述检测装置对所述单细胞悬浮液中的细胞进行计数并筛选，并输送至所述细胞裂解池(107)中，然后向所述细胞裂解池(107)注入细胞裂解液进行单细胞裂解，得到破碎细胞液；所述步骤S3具体包括：将所述破碎细胞液输送至所述第一吸附通道，然后向所述第一吸附通道依次注入清洗液、DNA洗脱液，得到DNA溶液；所述步骤S4具体包括：将所诉DNA溶液输送至所述片段化反应池中，然后向所述片段化反应池注入片段化试剂，使DNA片段化；所述步骤S5具体包括：将从所述步骤S4得到的片段化DNA溶液输送至所述第二吸附通道，然后向所述第二吸附通道依次注入清洗液、DNA洗脱液，得到纯化后的片段化DNA溶液；所述步骤S6具体包括：将从所述步骤S5中得到的片段化DNA溶液输送至所述加热池中，然后向所述加热池依次注入DNA聚合酶、带有生物素标记的适配体、DNA连接酶，得到双链DNA，然后通过所述微加热器进行加热，使双链DNA解链得到单链DNA。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)细胞消化系统、细胞裂解系统、第一提纯系统的设置，能够用于制备单细胞悬浮液，细胞裂解，DNA吸附、清洗、洗脱、收集，并得到基因组DNA。(2)片段化反应系统、第二提纯系统的设置，能够用于将基因组DNA进行片段化，然后分离提纯。(3)加热系统、生物素标记系统的设置，能够用于将片段化后的基因组DNA与带有生物素标记的适配体连接以及对双链DNA进行加热解链，获得单链DNA。附图说明图1为本专利技术一种用于核酸提取的集成微流控芯片的结构示意图。图2为本专利技术核酸提取芯片的结构示意图。图3为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于核酸提取的集成微流控芯片，其特征在于，包括顺次连通的核酸提取芯片(1)、片段化DNA及纯化芯片(2)、单链DNA生物素标记芯片(3)；所述核酸提取芯片(1)用于裂解待测单细胞并得到基因组DNA；所述片段化DNA及纯化芯片(2)用于将所述基因组DNA进行片段化，然后分离提纯；所述单链DNA生物素标记芯片(3)用于将片段化后的基因组DNA进行生物素标记得到双链DNA，然后对所述双链DNA进行解链。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于核酸提取的集成微流控芯片，其特征在于，包括顺次连通的核酸提取芯片(1)、片段化DNA及纯化芯片(2)、单链DNA生物素标记芯片(3)；所述核酸提取芯片(1)用于裂解待测单细胞并得到基因组DNA；所述片段化DNA及纯化芯片(2)用于将所述基因组DNA进行片段化，然后分离提纯；所述单链DNA生物素标记芯片(3)用于将片段化后的基因组DNA进行生物素标记得到双链DNA，然后对所述双链DNA进行解链。


2.根据权利要求1所述的一种用于核酸提取的集成微流控芯片，其特征在于，所述核酸提取芯片(1)包括顺次连通的细胞消化系统、细胞裂解系统、第一提纯系统，所述细胞消化系统和细胞裂解系统之间还设有检测装置；所述片段化DNA及纯化芯片(2)包括片段化反应系统和与片段化反应系统相连通的第二提纯系统；所述单链DNA生物素标记芯片(3)包括加热系统和与加热系统相连通的生物素标记系统；所述第一提纯系统与片段化反应系统相连通，所述第二提纯系统与加热系统相连通。


3.根据权利要求2所述的一种用于核酸提取的集成微流控芯片，其特征在于，所述细胞消化系统包括用于承装缓冲液的第一试剂腔(101)、用于承装胰酶溶液的第二试剂腔(102)、细胞消化池(104)、第一废液池(105)，所述第一试剂腔(101)、第二试剂腔(102)、第一废液池(105)均与细胞消化池(104)相连通。


4.根据权利要求3所述的一种用于核酸提取的集成微流控芯片，其特征在于，所述细胞裂解系统包括用于承装缓冲液的第三试剂腔(106)、细胞裂解池(107)、用于承装细胞裂解液的第四试剂腔(110)，所述第三试剂腔(106)、第四试剂腔(110)均与细胞裂解池(107)相连通。


5.根据权利要求4所述的一种用于核酸提取的集成微流控芯片，其特征在于，所述片段化反应系统包括用于承装片段化试剂的第五试剂腔(201)、用于承装缓冲液的第六试剂腔(202)、片段化反应池(205)，所述第五试剂腔(201)、第六试剂腔(202)均与片段化反应池(205)相连通。


6.根据权利要求5所述的一种用于核酸提取的集成微流控芯片，其特征在于，所述加热系统包括加热池(302)和设于加热池(302)内的微加热器(305)、温度传感器(306)。


7.根据权利要求6所述的一种用于核酸提取的集成微流控芯片，其特征在于，所述生物素标记系统包括的用于承装DNA连接酶的第七试剂腔(301)、加热池(302)、用于承装生物素标记的适配体的第八试剂腔(303)、用于承装缓冲液的第九试剂腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁志山，戴敏，王成勇，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44