[實用新型]DNA分離微流控芯片

無效

• 申請號: 200720094547.8
• 申請日: 2007-11-05
• 公開（公告）號: CN201132835Y
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 左春檉;冀封;曹倩倩
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C12M1/42
• 分類號: C12M1/42;C12N15/10;C12Q1/68
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司
• 代理人: 朱世林

技術領域

本實用新型涉及DNA或生物大分子等分離的微流控芯片設計領域的一種新結構，特別是具體涉及一種前置圓柱體和雙曲線收縮耦合微流控結構。

背景技術

在人類基因組計劃的實施中，為了繪制基因圖譜，需要最大限度地拉伸DNA以提高測序精度。借助微流控芯片的各種結構能夠使DNA鏈產生一定程度的變形，從而實現拉伸或分離的目的。

目前的DNA分離微流控芯片的流道結構是直流道，這種結構的DNA驅動方式單一，僅適于采用電場驅動，并且為了達到一定的狄波拉數條件，需要增大外加電場強度，過大的電場強度容易導致微流控芯片的變形及損壞。而且該結構對纏繞構型的DNA鏈無法進行有效拉伸。

發明內容

本實用新型的目的是針對現有微流控芯片結構的不足，提供一種具有新型前置圓柱體和雙曲線收縮耦合微流控結構的DNA分離微流控芯片。

本實用新型的上述目的是這樣實現，結合附圖說明如下：

一種DNA分離微流控芯片，它包括依次連通的進樣池1、入口流道2、雙曲線微收縮結構4、狹縫流道5、突然擴增口6，出口流道7、廢液池8，位于雙曲線微收縮結構4之前的入口流道2內設有圓柱形障礙物3，圓柱形障礙物3置于微流道中心線上。

所述的入口流道2的長度l₁＝1.5～10mm，入口流道2的寬度w₁＝30～200μm，雙曲線微收縮結構4的長度l_c＝10～180μm，狹縫流道5的長度l₂＝0.01～1.54mm，狹縫流道5的寬度w₂＝0.01～3.8μm，出口流道7的長度l₃＝1.5～10mm，出口流道7的寬度w₃＝30～200μm。

所述的雙曲線微收縮結構4的方程為：以微流道中心線與雙曲線入口處的交點為坐標原點，y=cx+2cw1,]]>其中，系數c＝w₂l_c/(2-2w₂/w₁)。

所述的前置圓柱形障礙物3的半徑可根據需要進行調整，半徑變化范圍5μm～75μm。

所述的前置圓柱形障礙物3的位置可根據需要進行調整，其中心距離雙曲線微收縮結構4入口處的距離變化范圍為10μm～50μm。

所述的突然擴增口6為直角形結構。

本實用新型是通過在流場或電場力驅動作用下，DNA鏈從進樣池進入微流控芯片，經過入口流道，接觸圓柱形障礙物前半個表面時，DNA鏈沿圓柱形障礙物表面進行一定程度的拉伸；當DNA鏈逐漸運動到圓柱形障礙物的后半個表面時，DNA鏈又會有一定程度的收縮，經過了預拉伸變形后，DNA沿雙曲線形微收縮結構到達狹縫流道，經過突然擴增口進入出口流道，最后流入廢液池。

本實用新型采用圓柱形障礙物作為預拉伸結構，可以根據需要調整圓柱形障礙物的半徑大小、圓心相對雙曲線微收縮結構的距離等，以實現不同長度、不同初始構型的DNA鏈的拉伸及分離。本實用新型結構既可采用流場驅動又可采用電場驅動，拉伸及分離對象可擴展到任意聚合物，具有一定的普適性。

附圖說明

圖1表示的是前置圓柱體和雙曲線收縮耦合微流控結構示意圖。

圖2表示的是DNA鏈經過圓柱形障礙物的動態變化過程模擬圖。

圖3表示的是DNA鏈經過圓柱形障礙物的拉伸與收縮主軸示意圖。圖中，灰色實線表示的是DNA的拉伸主軸，黑色實線表示DNA的收縮主軸。

圖4表示的是初始構型為纏繞構型的DNA鏈經過單一雙曲線結構的動態變化過程模擬圖。

圖5表示的是初始構型為纏繞構型的DNA鏈經過前置圓柱體和雙曲線收縮耦合微流控結構的動態變化過程模擬圖。

圖6表示的是30組不同構型的DNA在單一雙曲線結構和前置圓柱體與雙曲線收縮耦合微流控結構中平均拉伸率的對比圖。

圖中1.進樣池??2.入口流道??3.前置圓柱形障礙物??4.雙曲線微收縮結構??5.狹縫流道6.突然擴增口??7.出口流道??8.廢液池

具體實施方式