可提取革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌核酸的核酸提取芯片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可提取革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌核酸的核酸提取芯片，包括控制通道層、彈性薄膜層和液體通道層，液體通道層上表面設有進核酸提取液通道(6)、進漂洗液通道(5)、進EDTASDS通道(4)、進核酸酶通道(3)、進細胞裂解液通道(2)和進細胞懸液通道(1)，進核酸提取液通道(6)、進漂洗液通道(5)、進EDTA?SDS通道(4)、進核酸酶通道(3)、進細胞裂解液通道(2)和進細胞懸液通道(1)的左端分別設有向下穿透液體通道層的進液口。其目的在于提供一種不需要經(jīng)過離心處理，便于自動化操作，操作簡單、方便，檢測迅速，效果客觀的基于硅珠法提取革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌核酸的核酸提取芯片。
【專利說明】可提取革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌核酸的核酸提取芯片
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種可提取革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌核酸的核酸提取芯片。
【背景技術】
[0002] 核酸的提取是涉及生物操作的一項基本技術。迄今為止，人們已經(jīng)發(fā)展出了多種方法來提取核酸。但是，其中大多數(shù)涉及到離心，這不利于實現(xiàn)核酸提取的微型化和自動化。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種不需要經(jīng)過離心處理，便于自動化操作，操作簡單、方便，檢測迅速，效果客觀，可為科學研究、疾病診斷、基因檢測、法醫(yī)鑒定等提供技術支持的基于硅珠法提取革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌核酸的核酸提取芯片。
[0004]本發(fā)明可提取革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌核酸的核酸提取芯片，包括控制通道層、彈性薄膜層和液體通道層，控制通道層的下表面與彈性薄膜層的上表面緊貼設置，彈性薄膜層的下表面與所述液體通道層的上表面緊貼設置，所述液體通道層上表面的左側沿左右方向自前向后依次設有進核酸提取液通道、進漂洗液通道、進EDTA SDS通道、進核酸酶通道、進細胞裂解液通道和進細胞懸液通道，進核酸提取液通道、進漂洗液通道、進EDTA SDS通道、進核酸酶通道、進細胞裂解液通道和進細胞懸液通道的左端分別設有向下穿透所述液體通道層的進液口，進核酸提取液通道、進漂洗液通道、進EDTA SDS通道、進核酸酶通道、進細胞裂解液通道和進細胞懸液通道的右端分別與匯聚通道相連；
[0005]匯聚通道位于所述液體通道層上表面的中部的前后方向，匯聚通道上位于進EDTASDS通道的右端和進核酸酶通道的右端之間的通道段與反應通道的進口端相連，反應通道位于液體通道層上表面的右側，其軸線位于左右方向，反應通道自左向右依次與排細胞裂解液通道的進口、微球進入通道的出口和排反應液通道的進口相連，排細胞裂解液通道、微球進入通道和排反應液通道位于液體通道層上表面的右側的前后方向，排細胞裂解液通道的出口、微球進入通道的進口和排反應液通道的出口位于液體通道層下表面的前側或后側，所述反應通道的右端設有向下穿透所述液體通道層的DNA收集口 ；
[0006]所述控制通道層下表面的左側沿左右方向自前向后依次設有進核酸提取液控制通道、進漂洗液控制通道、進EDTA SDS控制通道、進核酸酶控制通道、進細胞裂解液控制通道和進細胞懸液控制通道，進核酸提取液控制通道、進漂洗液控制通道、進EDTA SDS控制通道、進核酸酶控制通道、進細胞裂解液控制通道和進細胞懸液控制通道的外端分別設有向上穿透所述控制通道層的進氣口，進核酸提取液控制通道從進核酸提取液通道的上方穿過，進漂洗液控制通道從進漂洗液通道的上方穿過，進EDTA SDS控制通道從進EDTA SDS通道的上方穿過，進核酸酶控制通道從進核酸酶通道的上方穿過，進細胞裂解液控制通道從進細胞裂解液通道的上方穿過，進細胞懸液控制通道從進細胞懸液通道的上方穿過；
[0007]所述控制通道層下表面的右側自左向右依次設有排細胞裂解液控制通道、微球進入控制通道和排反應液控制通道，排細胞裂解液控制通道、微球進入控制通道和排反應液控制通道分別沿前后方向布置，排細胞裂解液控制通道、微球進入控制通道和排反應液控制通道的外端分別設有向上穿透所述控制通道層的進氣口，排細胞裂解液控制通道從排細胞裂解液通道的上方穿過，微球進入控制通道從微球進入通道的上方穿過，排反應液控制通道從排反應液通道的上方穿過；
[0008]所述控制通道層的下表面還設有左處理控制通道、中處理控制通道和右處理控制通道，左處理控制通道、中處理控制通道和右處理控制通道的外端分別設有向上穿透所述控制通道層的進氣口，左處理控制通道從所述反應通道上位于位于排細胞裂解液通道的進口和微球進入通道的出口之間的通道段上方穿過，所述中處理控制通道從所述反應通道上位于位于微球進入通道的出口和所述排反應液控制通道的進口之間的通道段上方穿過，所述左處理控制通道從所述反應通道上位于位于排反應液控制通道的進口和所述DNA收集口之間的通道段上方穿過。
[0009]本發(fā)明的可提取革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌核酸的核酸提取芯片，其中所述進核酸提取液控制通道的里端從進核酸提取液通道右端的上方穿過，所述進漂洗液控制通道的里端從所述進漂洗液通道右端的上方穿過，所述進EDTA SDS控制通道的里端從所述進EDTA SDS通道右端的上方穿過，所述進核酸酶控制通道的里端從進核酸酶通道右端的上方穿過，所述進細胞裂解液控制通道的里端從所述進細胞裂解液通道右端的上方穿過，進細胞懸液控制通道的里端從進細胞懸液通道右端的上方穿過；所述排細胞裂解液控制通道的里端從排細胞裂解液通道中部的上方穿過，所述微球進入控制通道的里端從微球進入通道中部的上方穿過，所述排反應液控制通道的里端從所述排反應液通道中部的上方穿過。
[0010]本發(fā)明的可提取革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌核酸的核酸提取芯片，其中所述控制通道層的厚度為3-5毫米，所述彈性薄膜層的厚度為50微米，所述液體通道層的厚度為150微米，所述進核酸提取液通道、進漂洗液通道、進EDTA SDS通道、進核酸酶通道、進細胞裂解液通道、進細胞`懸液通道、匯聚通道、排細胞裂解液通道、微球進入通道、排反應液通道的高度同為100微米、寬度同為300微米，長度同為5毫米，所述每個控制通道的高度同為100微米、寬度同為300微米。
[0011]本發(fā)明的可提取革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌核酸的核酸提取芯片，其中所述彈性薄膜層為聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0013]I)本發(fā)明可提取革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌核酸的核酸提取芯片能夠用于不便于人工直接操作的環(huán)境下，或者不適合人工直接接觸的樣品中的核酸提取，也可以節(jié)約人力成本，可以促進相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，由于每個通道單獨可控，調控靈活，故可以處理復雜樣品。
[0014]2)本發(fā)明可提取革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌核酸的核酸提取芯片由于不需要經(jīng)過離心處理，便于自動化操作，操作簡單、方便，檢測迅速，效果客觀，可為科學研究、疾病診斷、基因檢測、法醫(yī)鑒定等提供技術支持。
[0015]下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案做進一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】[0016]圖1是本發(fā)明的可提取革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌核酸的核酸提取芯片的實施方式的結構原理示意圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，本發(fā)明可提取革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌核酸的核酸提取芯片，包括控制通道層、彈性薄膜層和液體通道層，控制通道層的下表面與彈性薄膜層的上表面緊貼設置，彈性薄膜層的下表面與液體通道層的上表面緊貼設置，液體通道層上表面的左側沿左右方向自前向后依次設有進核酸提取液通道6、進漂洗液通道5、進EDTASDS通道4、進核酸酶通道3、進細胞裂解液通道2和進細胞懸液通道1，進核酸提取液通道6、進漂洗液通道5、進EDTA SDS通道4、進核酸酶通道3、進細胞裂解液通道2和進細胞懸液通道I的左端分別設有向下穿透液體通道層的進液口，進核酸提取液通道6、進漂洗液通道5、進EDTASDS通道4、進核酸酶通道3、進細胞裂解液通道2和進細胞懸液通道I的右端分別與匯聚通道7相連；
[0018]匯聚通道7位于液體通道層上表面的中部的前后方向，匯聚通道7上位于進EDTASDS通道4的右端和進核酸酶通道3的右端之間的通道段與反應通道8的進口端相連，反應通道8位于液體通道層上表面的右側，其軸線位于左右方向，反應通道8自左向右依次與排細胞裂解液通道9的進口、微球進入通道10的出口和排反應液通道11的進口相連，排細胞裂解液通道9、微球進入通道10和排反應液通道11位于液體通道層上表面的右側的前后方向，排細胞裂解液通道9的出口、微球進入通道10的進口和排反應液通道11的出口位于液體通道層下表面的前側或后側，反應通道8的右端設有向下穿透液體通道層的DNA收集口12 ；
[0019]控制通道層下表面的左側沿左右方向自前向后依次設有進核酸提取液控制通道26、進漂洗液控制通道25、進EDTA SDS控制通道24、進核酸酶控制通道23、進細胞裂解液控制通道22和進細胞懸液控制通 道21，進核酸提取液控制通道26、進漂洗液控制通道25、進EDTA SDS控制通道24、進核酸酶控制通道23、進細胞裂解液控制通道22和進細胞懸液控制通道21的外端分別設有向上穿透控制通道層的進氣口，進核酸提取液控制通道26從進核酸提取液通道6的上方穿過，進漂洗液控制通道25從進漂洗液通道5的上方穿過，進EDTASDS控制通道24從進EDTA SDS通道4的上方穿過，進核酸酶控制通道23從進核酸酶通道3的上方穿過，進細胞裂解液控制通道22從進細胞裂解液通道2的上方穿過，進細胞懸液控制通道21從進細胞懸液通道I的上方穿過；
[0020]控制通道層下表面的右側自左向右依次設有排細胞裂解液控制通道29、微球進入控制通道13和排反應液控制通道14，排細胞裂解液控制通道29、微球進入控制通道13和排反應液控制通道14分別沿前后方向布置，排細胞裂解液控制通道29、微球進入控制通道13和排反應液控制通道14的外端分別設有向上穿透控制通道層的進氣口，排細胞裂解液控制通道29從排細胞裂解液通道9的上方穿過，微球進入控制通道13從微球進入通道10的上方穿過，排反應液控制通道14從排反應液通道11的上方穿過；
[0021]控制通道層的下表面還設有左處理控制通道15、中處理控制通道16和右處理控制通道17，左處理控制通道15、中處理控制通道16和右處理控制通道17的外端分別設有向上穿透控制通道層的進氣口，左處理控制通道15從反應通道8上位于位于排細胞裂解液通道9的進口和微球進入通道10的出口之間的通道段上方穿過，中處理控制通道16從反應通道8上位于位于微球進入通道10的出口和排反應液控制通道14的進口之間的通道段上方穿過，左處理控制通道15從反應通道8上位于位于排反應液控制通道14的進口和DNA收集口 12之間的通道段上方穿過。
[0022]作為本發(fā)明的改進，上述進核酸提取液控制通道26的里端從進核酸提取液通道6右端的上方穿過，進漂洗液控制通道25的里端從進漂洗液通道5右端的上方穿過，進EDTASDS控制通道24的里端從進EDTA SDS通道4右端的上方穿過，進核酸酶控制通道23的里端從進核酸酶通道3右端的上方穿過，進細胞裂解液控制通道22的里端從進細胞裂解液通道2右端的上方穿過，進細胞懸液控制通道21的里端從進細胞懸液通道I右端的上方穿過；排細胞裂解液控制通道29的里端從排細胞裂解液通道9中部的上方穿過，微球進入控制通道13的里端從微球進入通道10中部的上方穿過，排反應液控制通道14的里端從排反應液通道11中部的上方穿過。
[0023]作為本發(fā)明的改進，上述控制通道層的厚度為3-5毫米，彈性薄膜層的厚度為50微米，液體通道層的厚度為150微米，進核酸提取液通道6、進漂洗液通道5、進EDTA SDS通道4、進核酸酶通道3、進細胞裂解液通道2、進細胞懸液通道1、匯聚通道7、排細胞裂解液通道9、微球進入通道10、排反應液通道11的高度同為100微米、寬度同為300微米，長度同為5毫米，每個控制通道的高度同為100微米、寬度同為300微米。
[0024]作為本發(fā)明的改進，上述彈性薄膜層為聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
[0025]本發(fā)明的可提取革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌核酸的核酸提取芯片的工作原理如下:如果向控制通道充入壓力氣體，壓力氣體通常為氮氣，則可以通過壓迫彈性薄膜層的彈性膜，使其發(fā)生形變并被擠進將對應位置的液體通道，壓迫并封閉該液體通道，使液體不能通過。如果控制通道內的壓力氣體被放出，則彈性膜恢復原來位置，對應的液體通道暢通。
[0026]本發(fā)明的可提取革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌核酸的核酸提取芯片的具體的使用步驟如下:
[0027]—、將整合好的芯片液體通道連接不同的溶液，開始時保持所有的控制通道呈充氣狀態(tài)，控制通道將所有的液體通道出入口封閉；
[0028]二、將裝有50微米直徑的二氧化硅小球的PBS懸液通過微球進入通道10注入反應通道，盡量使小球將篩網(wǎng)前的反應通道8的空間占滿；
[0029]三、將其他通道關閉，開啟進細胞懸液通道I和排細胞裂解液通道9，將混懸于Bufferl (20mM Tris-HCl, 2mM EDTA，ρΗ8.0 以及SDS和TritonX-100，對于E.col1.為 0.01%SDS和1.2% TritonX-100對于革蘭氏陽性菌為1% SDS和2.4% TritonX-1O)的菌液由細胞懸液通道I注入通道， 使溶液進入反應通道區(qū)域，多余液體由排細胞裂解液通道9排出。
[0030]四、將其他通道關閉，開啟進細胞裂解液通道2和排反應液通道11，將buf f er2 (含有0.8mg/ml proteinase K的3M GuSCN)通過進細胞裂解液通道2注入通道，多余的液體由排反應液通道11排出。該過程可以將菌體裂解并將DNA析出并吸附在二氧化硅微球上；
[0031]五、將其他通道關閉，開啟進核酸酶通道3和DNA收集口 12，將70%乙醇由進核酸酶通道3注入，多余液體由DNA收集口 12排出，該步驟可以將除DNA外的其他雜質去除；
[0032]六、將其他通道關閉，開啟進EDTA SDS通道4和DNA收集口 12，將100%乙醇由進EDTA SDS通道4注入，多余液體由DNA收集口 12排出，該步驟可以進一步去除雜質并使DNA更緊密貼在微球表面；
[0033]七、將其他通道關閉，開啟液體通道進漂洗液通道5和DNA收集口 12，將干凈的氮氣從進漂洗液通道5引入，從DNA收集口 12排出，將乙醇吹干(約需10分鐘)，該步驟是將乙醇去除；[0034]八、將其他通道關閉，開啟進核酸提取液通道6和DNA收集口 12，將純水從進核酸提取液通道6注入，將二氧化硅微球上的DNA洗脫下來，在至DNA收集口 12將DNA收集起來；
[0035]九、依次開啟液體通道進細胞懸液通道1、進細胞裂解液通道2、、進核酸酶通道3、進EDTA SDS通道4、進漂洗液通道5、進核酸提取液通道6、排細胞裂解液通道9、微球進入通道10、液體由排反應液通道11至DNA收集口 12，依次注入PBS和水，將通道的各個部分清洗干凈，以便芯片可以用于下一次實驗；
[0036]十、上述整個過程的液體流速控制在1000_1500ul/h。
[0037]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.可提取革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌核酸的核酸提取芯片，其特征在于:包括控制通道層、彈性薄膜層和液體通道層，控制通道層的下表面與彈性薄膜層的上表面緊貼設置，彈性薄膜層的下表面與所述液體通道層的上表面緊貼設置，所述液體通道層上表面的左側沿左右方向自前向后依次設有進核酸提取液通道(6)、進漂洗液通道(5)、進EDTA SDS通道(4)、進核酸酶通道(3)、進細胞裂解液通道(2)和進細胞懸液通道(I)，進核酸提取液通道(6)、進漂洗液通道(5)、進EDTA SDS通道(4)、進核酸酶通道(3)、進細胞裂解液通道(2)和進細胞懸液通道(I)的左端分別設有向下穿透所述液體通道層的進液口，進核酸提取液通道(6)、進漂洗液通道(5)、進EDTA SDS通道(4)、進核酸酶通道(3)、進細胞裂解液通道(2)和進細胞懸液通道(I)的右端分別與匯聚通道(7)相連； 匯聚通道(7)位于所述液體通道層上表面的中部的前后方向，匯聚通道(7)上位于進EDTA SDS通道(4)的右端和進核酸酶通道(3)的右端之間的通道段與反應通道(8)的進口端相連，反應通道(8)位于液體通道層上表面的右側，其軸線位于左右方向，反應通道(8)自左向右依次與排細胞裂解液通道(9)的進口、微球進入通道(10)的出口和排反應液通道(11)的進口相連，排細胞裂解液通道(9)、微球進入通道(10)和排反應液通道(11)位于液體通道層上表面的右側的前后方向，排細胞裂解液通道(9)的出口、微球進入通道(10)的進口和排反應液通道(11)的出口位于液體通道層下表面的前側或后側，所述反應通道(8)的右端設有向下穿透所述液體通道層的DNA收集口(12)； 所述控制通道層下表面的左側沿左右方向自前向后依次設有進核酸提取液控制通道(26)、進漂洗液控制通道(25)、進EDTA SDS控制通道(24)、進核酸酶控制通道(23)、進細胞裂解液控制通道(22)和進細胞懸液控制通道(21)，進核酸提取液控制通道(26)、進漂洗液控制通道(25)、進EDTA SDS控制 通道(24)、進核酸酶控制通道(23)、進細胞裂解液控制通道(22)和進細胞懸液控制通道(21)的外端分別設有向上穿透所述控制通道層的進氣口，進核酸提取液控制通道(26)從進核酸提取液通道(6)的上方穿過，進漂洗液控制通道(25)從進漂洗液通道(5)的上方穿過，進EDTA SDS控制通道(24)從進EDTA SDS通道(4)的上方穿過，進核酸酶控制通道(23)從進核酸酶通道(3)的上方穿過，進細胞裂解液控制通道(22)從進細胞裂解液通道(2)的上方穿過，進細胞懸液控制通道(21)從進細胞懸液通道(I)的上方穿過； 所述控制通道層下表面的右側自左向右依次設有排細胞裂解液控制通道(29)、微球進入控制通道(13)和排反應液控制通道(14)，排細胞裂解液控制通道(29)、微球進入控制通道(13)和排反應液控制通道(14)分別沿前后方向布置，排細胞裂解液控制通道(29)、微球進入控制通道(13)和排反應液控制通道(14)的外端分別設有向上穿透所述控制通道層的進氣口，排細胞裂解液控制通道(29)從排細胞裂解液通道(9)的上方穿過，微球進入控制通道(13)從微球進入通道(10)的上方穿過，排反應液控制通道(14)從排反應液通道(11)的上方穿過； 所述控制通道層的下表面還設有左處理控制通道(15)、中處理控制通道(16)和右處理控制通道(17)，左處理控制通道(15)、中處理控制通道(16)和右處理控制通道(17)的外端分別設有向上穿透所述控制通道層的進氣口，左處理控制通道(15)從所述反應通道(8)上位于位于排細胞裂解液通道(9)的進口和微球進入通道(10)的出口之間的通道段上方穿過，所述中處理控制通道(16)從所述反應通道(8)上位于位于微球進入通道(10)的出口和所述排反應液控制通道(14)的進口之間的通道段上方穿過，所述左處理控制通道(15)從所述反應通道(8)上位于位于排反應液控制通道(14)的進口和所述DNA收集口(12)之間的通道段上方穿過。
2.按照權利要求1所述的可提取革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌核酸的核酸提取芯片，其特征在于:所述進核酸提取液控制通道(26)的里端從進核酸提取液通道(6)右端的上方穿過，所述進漂洗液控制通道(25)的里端從所述進漂洗液通道(5)右端的上方穿過，所述進EDTA SDS控制通道(24)的里端從所述進EDTA SDS通道(4)右端的上方穿過，所述進核酸酶控制通道(23)的里端從進核酸酶通道(3)右端的上方穿過，所述進細胞裂解液控制通道(22)的里端從所述進細胞裂解液通道(2)右端的上方穿過，進細胞懸液控制通道(21)的里端從進細胞懸液通道(I)右端的上方穿過；所述排細胞裂解液控制通道(29)的里端從排細胞裂解液通道(9)中部的上方穿過，所述微球進入控制通道(13)的里端從微球進入通道(10)中部的上方穿過，所述排反應液控制通道(14)的里端從所述排反應液通道(11)中部的上方穿過。
3.按照權利要求2所述的可提取革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌核酸的核酸提取芯片，其特征在于:所述控制通道層的厚度為3-5毫米，所述彈性薄膜層的厚度為50微米，所述液體通道層的厚度為150微米，所述進核酸提取液通道(6)、進漂洗液通道(5)、進EDTA SDS通道(4)、進核酸酶通道(3)、進細胞裂解液通道(2)、進細胞懸液通道(I)、匯聚通道(7)、排細胞裂解液通道(9)、微球進入通道(10)、排反應液通道(11)的高度同為100微米、寬度同為300微米，長度同為5毫米，所述每個控制通道的高度同為100微米、寬度同為300微米。
4.按照權利要求3所述的可提取革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌核酸的核酸提取芯片，其特征在于:所述彈性薄膜層 為聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
【文檔編號】C12M1/00GK103484354SQ201310296807
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年7月16日 優(yōu)先權日:2013年7月16日
【發(fā)明者】顧寅, 鄭文富, 譚映軍, 蔣興宇, 李瑩輝 申請人:中國航天員科研訓練中心