一种用于DNA提取的微流控芯片制造技术

本实用新型专利技术涉及核酸检测技术领域，具体涉及一种用于DNA提取的微流控芯片，包括：细胞破碎单元、核酸提取单元和LAMP扩增单元；其中，所述细胞破碎单元，用于破碎待检测样品溶液中的细胞并将破碎后得到的细胞液输送至核酸提取单元；所述核酸提取单元，从所述细胞液中提取核酸，分离所述核酸和提取核酸后剩余的细胞残液，并将所述核酸输送至LAMP扩增单元；所述LAMP扩增单元，供所述核酸进行LAMP扩增以及供核酸扩增后的产物进行显色反应，本实用新型专利技术的微流控芯片可以依次完成细胞破碎、核酸提取和扩增显色的过程，不需要借助大型仪器，方便携带，操作简单，效率高，方便于实验室以外的现场实施快速检测。

【技术实现步骤摘要】
一种用于DNA提取的微流控芯片
本技术涉及核酸检测
，具体涉及一种用于DNA提取的微流控芯片。
技术介绍
DNA检测技术，是对DNA分子结构、含量和序列的检测和分析，是生物医药领域研究和应用的基础。DNA检测的一大挑战是获取非常稀少样本的DNA信息，如远古生物化石中的DNA，人类毛发、血液中的稀有DNA片段等，必须依赖DNA的扩增技术。环节导等温扩增技术(LAMP)是一种近年来发展较快的核酸扩增技术，根据链置换DNA聚合酶的扩增特性以及特异性引物(针对靶序列6个区域设计的4条特异性引物)，利用链置换DNA聚合酶保证引物在等温条件下顺利与模板结合并进行扩增反应，与聚合酶链式反应有等同的特异性和灵敏度，可实现在恒温条件下的连续快速扩增，同时还可添加环引物，提高扩增效率，优于PCR。微流控技术是以微加工技术实现微体积反应，用以取代常规分子生物学、化学、免疫学或药物分析反应，并可实现多通量或高通量反应使得实验检测成本大幅降低，显著提高效率。目前许多研究将环介导恒温扩增与微流控芯片结合，对病原体核酸、肿瘤标记基因、耐药位点等进行快速检测，但是以上研究仍然需要借助其他大型仪器，如离心机、荧光检测仪或者凝胶电泳等，而且工艺步骤繁多，如细胞破碎和DNA提取过程中需要反复处理细胞液和试剂，致使无法在实验室以外的现场(包括患者床旁、急诊科室、医师诊所、家庭内等场所)实施快速检测，因此，在实际应用中，开发一种方便携带，操作简单，高效率的检测DNA的芯片，具有重要意义。
技术实现思路
因此，本技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的DNA检测设备体积大型、操作繁多、效率低下的缺陷，从而提供一种用于DNA提取的微流控芯片。本技术提供了一种用于DNA提取的微流控芯片，包括：细胞破碎单元、核酸提取单元和LAMP扩增单元；其中，所述细胞破碎单元，用于破碎待检测样品溶液中的细胞并将破碎后得到的细胞液输送至核酸提取单元；所述核酸提取单元，从所述细胞液中提取核酸，分离所述核酸和提取核酸后剩余的细胞残液，并将所述核酸输送至LAMP扩增单元；所述LAMP扩增单元，供所述核酸进行LAMP扩增以及供核酸扩增后的产物进行显色反应。所述细胞破碎单元包括：破碎腔，用于容置所述待检测样品溶液；第一叉指换能器，用于向所述破碎腔输出声表面波使破碎腔内的所述待检测样品溶液高速旋转；若干微纳柱体，布置于所述破碎腔内，用于与所述待检测样品溶液进行碰撞。所述微纳柱体为三棱柱形、四棱柱形或者六棱柱形。所述核酸提取单元包括：微流道，与所述破碎腔相连通；第一微流控阀门，连通于所述微流道上靠近所述细胞破碎单元的一端，所述第一微流控阀门连通有缓冲池和清洗池；第二微流控阀门，连通于所述微流道上靠近所述LAMP扩增单元的一端，所述第二微流控阀门连通有废液池；磁珠，设于所述微流道内，用于吸附细胞液中的核酸，所述磁珠限位于所述第一微流控阀门和第二微流控阀门之间的微流道内。所述第一微流控阀门沿轴向自下而上依次设置有主流道，第一流道和第二流道；所述破碎腔通过所述主流道与所述微流道相连通；所述清洗池通过所述第一流道与所述微流道相连通；所述缓冲池通过所述第二流道与所述微流道相连通；所述第二微流控阀门沿轴向自上而下依次设置有第三流道和第四流道；所述微流道通过所述第三流道与所述LAMP扩增单元相连通；所述微流道通过所述第四流道与所述废液池相连通。所述核酸提取单元还包括：第三叉指换能器，至少设置有两个，用于向所述微流道输出表面波使微流道内的细胞液高速旋转，所述第三叉指换能器交错设置于所述微流道的两侧，且位于所述第一微流控阀门和第二微流控阀门之间。所述LAMP扩增单元，包括：若干分流道，平行并列设置，所述若干分流道分流分别连通于所述微流道远离所述破碎腔的端部，用于对核酸溶液进行分流；反应槽，连通于所述分流道远离微流道的端部，用于容置LAMP反应液和混合染料。所述反应槽为圆柱形，所述反应槽的深宽比为5:1。该微流控芯片还包括：第二叉指换能器，用于沿细胞液的流动方向输出声表面波，以驱动所述破碎腔内的细胞液输送至微流道。该微流控芯片还包括：缓冲流道，连通于所述破碎腔与所述微流道之间，用于减缓细胞液从破碎腔进入微流道的流道阻力。该微流控芯片还包括：加热单元，用于为所述LAMP扩增单元提供反应温度；温度检测单元，设置于所述LAMP扩增单元上，用于测定核酸扩增反应时的温度。本技术技术方案，具有如下优点：1.本技术提供的用于DNA提取的微流控芯片，通过细胞破碎单元能够破碎待检测样品溶液中的细胞，并将破碎后得到的细胞液输送至核酸提取单元；通过核酸提取单元能够从上述细胞液中提取核酸，分离所述核酸和提取核酸后剩余的细胞残液，并将所述核酸输送至LAMP扩增单元；通过LAMP扩增单元，能够供所述核酸进行LAMP扩增以及使扩增后产物显色，因此，通过细胞破碎单元、核酸提取单元和LAMP扩增单元的设置，使得本技术的微流控芯片可以依次完成细胞破碎、核酸提取和扩增显色的过程，而且检测过程不需要借助大型仪器，方便携带，而且在细胞破碎和DNA提取步骤也不需要对细胞液和各种试剂进行反复手动处理，简化操作，同时通过肉眼即可检测，整个DNA提取和检测时间短，效率高，方便于实验室以外的现场实施快速检测。2.本技术提供的用于DNA提取的微流控芯片，通过第一叉指换能器向破碎腔内输出声表面波，声表面波使破碎腔内的待检测样品溶液高速旋转，待检测样品溶液中的细胞能够与破碎腔内布置的微纳柱体不断碰撞，细胞破碎，得到破碎后的细胞液；进一步地，通过使用三棱柱形、四棱柱形或者六棱柱形的微纳柱体，待检测样品溶液中的细胞能够与微纳柱体的各个棱进行碰撞，从而加速了细胞的破碎。3.本技术提供的用于DNA提取的微流控芯片，通过设有微流道、第一微流控阀门和第二微流控阀门的核酸提取单元，磁珠限位于所述第一微流控阀门和第二微流控阀门之间的微流道内，初始状态下，破碎腔通过第一微流控阀门上的主流道与微流道相连通，废液池通过第二微流控阀门上的第四流道与微流道相连通，当经过细胞破碎单元处理后的细胞液进入微流道时，细胞液中的核酸被磁珠吸附，向下按压第一微流控阀门，使得清洗池与微流道相连通，清洗池内的清洗液输送至微流道，并与磁珠吸附核酸后剩余的细胞残夜一起输送至废液池，使得细胞残液排出微流道；然后，再次向下按压第一微流控阀门和第二微流控阀门，使缓冲池与微流道相连通，微流道与LAMP扩增单元连通，缓冲池内的缓冲液输送至微流道将DNA从磁珠上洗脱下来溶于缓冲液中，并输送至LAMP扩增单元进行扩增反应；整个DNA提取过程，无需反复冲洗和离心操作，只需手动控制第一微流控阀门和第二微流控阀门，操作简单，高效，同时也降低了人为操作误差。4.本技术提供的用于DNA提取的微流控芯片，由于现有技术中的微流道内液体流动是通过毛细管作用驱动的，而毛细管作用为层流运动，不利于细胞液中的DNA与磁珠充分接触，通过第三叉指换能器的设置，向微流道内输出声表面波，使微流道内的细胞液高速旋转，不断搅动，从而增加了磁珠与核酸的接触几率，使得更多的核酸吸附到磁珠上，而且在缓冲液洗脱核酸时，也更容易将核酸从磁珠上洗脱下来，使得能够将更多的核酸输送至LAMP扩增单元。5.本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于DNA提取的微流控芯片，其特征在于，包括：细胞破碎单元(1)、核酸提取单元(2)和LAMP扩增单元(3)；其中，所述细胞破碎单元(1)，用于破碎待检测样品溶液中的细胞并将破碎后得到的细胞液输送至核酸提取单元(2)；所述核酸提取单元(2)，从所述细胞液中提取核酸，分离所述核酸和提取核酸后剩余的细胞残液，并将所述核酸输送至LAMP扩增单元(3)；所述LAMP扩增单元(3)，供所述核酸进行LAMP扩增以及供核酸扩增后的产物进行显色反应。

【技术特征摘要】
1.一种用于DNA提取的微流控芯片，其特征在于，包括：细胞破碎单元(1)、核酸提取单元(2)和LAMP扩增单元(3)；其中，所述细胞破碎单元(1)，用于破碎待检测样品溶液中的细胞并将破碎后得到的细胞液输送至核酸提取单元(2)；所述核酸提取单元(2)，从所述细胞液中提取核酸，分离所述核酸和提取核酸后剩余的细胞残液，并将所述核酸输送至LAMP扩增单元(3)；所述LAMP扩增单元(3)，供所述核酸进行LAMP扩增以及供核酸扩增后的产物进行显色反应。2.根据权利要求1所述的用于DNA提取的微流控芯片，其特征在于，所述细胞破碎单元(1)包括：破碎腔(12)，用于容置所述待检测样品溶液；第一叉指换能器(11)，用于向所述破碎腔(12)输出声表面波使破碎腔(12)内的所述待检测样品溶液高速旋转；若干微纳柱体(13)，布置于所述破碎腔(12)内，用于与所述待检测样品溶液进行碰撞。3.根据权利要求2所述的用于DNA提取的微流控芯片，其特征在于，所述微纳柱体(13)为三棱柱形、四棱柱形或者六棱柱形。4.根据权利要求2所述的用于DNA提取的微流控芯片，其特征在于，所述核酸提取单元(2)包括：微流道(21)，与所述破碎腔(12)相连通；第一微流控阀门(22)，连通于所述微流道(21)上靠近所述细胞破碎单元(1)的一端，所述第一微流控阀门(22)连通有缓冲池(25)和清洗池(26)；第二微流控阀门(23)，连通于所述微流道(21)上靠近所述LAMP扩增单元(3)的一端，所述第二微流控阀门(23)连通有废液池(27)；磁珠，设于所述微流道(21)内，用于吸附细胞液中的核酸，所述磁珠限位于所述第一微流控阀门(22)和第二微流控阀门(23)之间的微流道(21)内。5.根据权利要求4所述的用于DNA提取的微流控芯片，其特征在于，所述第一微流控阀门(22)沿轴向自下而上依次设置有主流道(221)，第一流道(222)和第二流道(223)；所述破碎腔(12)通过所述主流道(221)与所述微流道(21)相连通；所述清洗池(26)通过所述第一流道(222)与所述微流道(21)相连通；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂泳忠，黄思敏，余桂荣，何兴理，
申请(专利权)人：西人马厦门科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35