本技术公开了一种用于cfDNA提取的数字微流控芯片，包括芯片底板、芯片顶板、垫片和扰流柱，所述芯片底板和芯片顶板通过垫片相连接并构成空腔；所述芯片底板包括引脚阵列、电极阵列和引线，所述电极阵列为芯片底板上的关键部位，通过引线与引脚阵列相连接；所述芯片顶板包括进液口和取液口，所述进液口和取液口贯穿芯片顶板；所述扰流柱与芯片顶板内侧相连接，并与芯片底板上的电极阵列相对应。本技术提出的技术方案能够实现自动化、数字化的提取cfDNA，而且消耗试剂量少、成本低、污染小、时间短，混合区和分离区的设计能够极大降低cfDNA的损失，实现高效率提取。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及数字微流控，尤其涉及一种用于cfdna提取的数字微流控芯片。
技术介绍
1、恶性肿瘤是严重威胁人类健康的重要原因之一，而肿瘤的早筛早检可以降低癌症患者的治疗成本，显著改善患者预后，提高患者生存率。基于cfdna的液体活检技术具有微创性，成本低，低样本消耗量等优势得到了人们的广泛关注。目前磁珠法是应用最广泛的cfdna提取方法，具有提取纯度高、回收率高等优势。然而该提取方法步骤非常繁琐，且相应的自动化设备也很笨重和昂贵，因此需要一种更高效和低成本的cfdna提取技术。基于介电润湿的数字微流控技术具有自动化、数字化、试剂样品消耗少、检测时间短、污染小等优势，因此符合cfdna提取的需要。但该过程中存在的磁珠与试剂的不完全混合和分离会降低cfdna的提取率，进而影响后续的检测过程。
技术实现思路
1、根据现有技术存在的问题，本技术公开了一种用于cfdna提取的数字微流控芯片，具体结构包括：芯片底板、芯片顶板、垫片和扰流柱；所述芯片底板和芯片顶板通过垫片相连接并构成空腔；所述芯片底板包括引脚阵列、电极阵列和引线，所述电极阵列通过引线与引脚阵列相连接，所述芯片顶板包括进液口和取液口，所述进液口和取液口贯穿芯片顶板设置，所述扰流柱与芯片顶板的内侧相连接、并与芯片底板上的电极阵列相对应；
2、所述芯片底板包括玻璃基板、电极阵列、介电层和疏水层，所述玻璃基板上覆盖有导电层，通过对所述导电层进行加工得到电极阵列，所述介电层覆盖在电极阵列上，所述疏水层覆盖在介电层上。
>3、所述电极阵列上设置有混合区、分离区、样本储液区、去蛋白液储液区、漂洗液储液区、洗脱液储液区、废液储液区和产物储液区。4、所述玻璃基板厚度为1.1mm，所述电极阵列材料为金、铜、银、铬或氧化铟锡，所述介电层材料为二氧化硅、氮化硅、三氧化二铝或五氧化二钽，所述疏水层材料为特氟龙或cytop材料。
5、所述芯片顶板包括第二玻璃基板、第二导电层和第二疏水层。
6、所述垫片材料为橡胶、塑料、双面胶或玻璃，厚度在0.2mm-1.0mm之间。
7、所述电极阵列上电极形状为正方形、长方形、圆形或三角形，其中电极尺寸在0.1mm-10.0mm之间，相邻电极间间隙在50μm-500μm之间。
8、所述引脚阵列和引线的材料为金、铜、银、铬或氧化铟锡，所述引脚阵列与外部的控制装置相连接。
9、所述进液口和取液口形状为圆形，直径在1.0mm-4.0mm之间，其中进液口为4个和取液口为2个。
10、所述扰流柱的材料为su-8光刻胶并通过光刻工艺制成，其中单个扰流柱形状为圆形，多个扰流柱构成圆形阵列、方形阵列或十字形阵列，所述扰流柱的高度在0.1mm-0.6mm之间。
11、由于采用了上述技术方案，本技术提供的一种用于cfdna提取的数字微流控芯片具有如下有益效果：
12、1)数字微流控芯片上能够实现自动化、数字化的操控样本和试剂，减少了人力的消耗，缩短了时间，极大降低了技术人员的操作难度；
13、2)数字微流控芯片上能够减少样本、试剂的消耗量，极大降低成本，还可以根据试剂的用量来设计电极的尺寸，灵活性更高；
14、3)封闭式的数字微流控芯片能够极大隔绝外界污染，降低感染风险，稳定性更好；
15、4)扰流柱的设计能够加快磁珠与样本、试剂的混合，进而提高cfdna的提取效率；
16、5)电极阵列中分离区的设计和操控能够提高磁珠与试剂的分离效率，极大降低cfdna的损失率。
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【技术保护点】
1.一种用于cfDNA提取的数字微流控芯片，其特征在于包括：芯片底板(1)、芯片顶板(2)、垫片(3)和扰流柱(4)；所述芯片底板(1)和芯片顶板(2)通过垫片(3)相连接并构成空腔；所述芯片底板(1)包括引脚阵列(1-1)、电极阵列(1-2)和引线(1-3)，所述电极阵列(1-2)通过引线(1-3)与引脚阵列(1-1)相连接，所述芯片顶板(2)包括进液口(2-1)和取液口(2-2)，所述进液口(2-1)和取液口(2-2)贯穿芯片顶板(2)设置，所述扰流柱(4)与芯片顶板(2)的内侧相连接、并与芯片底板(1)上的电极阵列(1-2)相对应。
2.根据权利要求1所述的一种用于cfDNA提取的数字微流控芯片，其特征在于：所述芯片底板(1)包括玻璃基板(5)、电极阵列(1-2)、介电层(7)和疏水层(8)，所述玻璃基板(5)上覆盖有导电层(6)，通过对所述导电层(6)进行加工得到电极阵列(1-2)，所述介电层(7)覆盖在电极阵列(1-2)上，所述疏水层(8)覆盖在介电层(7)上。
3.根据权利要求2所述的一种用于cfDNA提取的数字微流控芯片，其特征在于：所述电极阵列(1-2)上设置有混合区(9)、分离区(10)、样本储液区(11)、去蛋白液储液区(12)、漂洗液储液区(13)、洗脱液储液区(14)、废液储液区(15)和产物储液区(16)。
4.根据权利要求2所述的一种用于cfDNA提取的数字微流控芯片，其特征在于：所述玻璃基板(5)厚度为1.1mm，所述电极阵列(1-2)材料为金、铜、银、铬或氧化铟锡，所述介电层(7)材料为二氧化硅、氮化硅、三氧化二铝或五氧化二钽，所述疏水层(8)材料为特氟龙或CYTOP材料。
5.根据权利要求1所述的一种用于cfDNA提取的数字微流控芯片，其特征在于：所述芯片顶板(2)包括第二玻璃基板(5-2)、第二导电层(6-2)和第二疏水层(8-2)。
6.根据权利要求1所述的一种用于cfDNA提取的数字微流控芯片，其特征在于：所述垫片(3)材料为橡胶、塑料、双面胶或玻璃，厚度在0.2mm-1.0mm之间。
7.根据权利要求1所述的一种用于cfDNA提取的数字微流控芯片，其特征在于：所述电极阵列(1-2)上电极形状为正方形、长方形、圆形或三角形，其中电极尺寸在0.1mm-10.0mm之间，相邻电极间间隙在50μm-500μm之间。
8.根据权利要求1所述的一种用于cfDNA提取的数字微流控芯片，其特征在于：所述引脚阵列(1-1)和引线(1-3)的材料为金、铜、银、铬或氧化铟锡，所述引脚阵列(1-1)与外部的控制装置相连接。
9.根据权利要求1所述的一种用于cfDNA提取的数字微流控芯片，其特征在于：所述进液口(2-1)和取液口(2-2)形状为圆形，直径在1.0mm-4.0mm之间，其中进液口(2-1)为4个和取液口(2-2)为2个。
10.根据权利要求1所述的一种用于cfDNA提取的数字微流控芯片，其特征在于：所述扰流柱(4)的材料为SU-8光刻胶并通过光刻工艺制成，其中单个扰流柱(4)形状为圆形，多个扰流柱(4)构成圆形阵列、方形阵列或十字形阵列，所述扰流柱(4)的高度在0.1mm-0.6mm之间。
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【技术特征摘要】
1.一种用于cfdna提取的数字微流控芯片，其特征在于包括：芯片底板(1)、芯片顶板(2)、垫片(3)和扰流柱(4)；所述芯片底板(1)和芯片顶板(2)通过垫片(3)相连接并构成空腔；所述芯片底板(1)包括引脚阵列(1-1)、电极阵列(1-2)和引线(1-3)，所述电极阵列(1-2)通过引线(1-3)与引脚阵列(1-1)相连接，所述芯片顶板(2)包括进液口(2-1)和取液口(2-2)，所述进液口(2-1)和取液口(2-2)贯穿芯片顶板(2)设置，所述扰流柱(4)与芯片顶板(2)的内侧相连接、并与芯片底板(1)上的电极阵列(1-2)相对应。
2.根据权利要求1所述的一种用于cfdna提取的数字微流控芯片，其特征在于：所述芯片底板(1)包括玻璃基板(5)、电极阵列(1-2)、介电层(7)和疏水层(8)，所述玻璃基板(5)上覆盖有导电层(6)，通过对所述导电层(6)进行加工得到电极阵列(1-2)，所述介电层(7)覆盖在电极阵列(1-2)上，所述疏水层(8)覆盖在介电层(7)上。
3.根据权利要求2所述的一种用于cfdna提取的数字微流控芯片，其特征在于：所述电极阵列(1-2)上设置有混合区(9)、分离区(10)、样本储液区(11)、去蛋白液储液区(12)、漂洗液储液区(13)、洗脱液储液区(14)、废液储液区(15)和产物储液区(16)。
4.根据权利要求2所述的一种用于cfdna提取的数字微流控芯片，其特征在于：所述玻璃基板(5)厚度为1.1mm，所述电极阵列(1-2)材料为金、铜、银、铬或氧化铟锡，所述介电层(7)材料为二氧化硅、氮...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜东岳，娄佳，孙舒岚，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：新型
国别省市：
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