[發明專利]用于核酸純化的微流體三維電磁激發混勻裝置

有效

• 申請號: 201410063109.X
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN103820304A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 苗保剛;李政;李明;彭年才;李紅東;胡飛
• 申請（專利權）人: 蘇州天隆生物科技有限公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/42;C12M1/36
• 代理公司: 蘇州慧通知識產權代理事務所(普通合伙) 32239
• 代理人: 安紀平

技術領域

本發明涉及核酸提取純化領域，尤其是涉及一種基于三維電磁激發技術將生物樣品、反應液和納米磁珠高速混勻的裝置。

背景技術

核酸提取技術在生物和醫藥領域都有廣泛應用，精確快速的從樣品中提取核酸是進行準確核酸檢驗的前提。磁珠法提取核酸已經是一種很成熟的技術，其基本原理是利用超順磁性氧化硅納米磁珠與核酸分子特異性地識別和高效結合。利用氧化硅納米微球的超順磁性，在Chaotropic鹽(鹽酸胍、異硫氰酸胍等)和外加磁場的作用下，能從血液、動物組織、食品、病原微生物等樣本中的DNA和RNA分離出來。其基本步驟為裂解-結合-洗滌-洗脫。在這些步驟中，主要時間(大約占總的提取時間70％)均花費在混勻步驟，即將磁珠、樣品以及反應液混合充分是核酸提取中的關鍵步驟。如何快速充分的混勻納米磁珠和反應液已經成為進一步提高核酸提取效率的瓶頸問題。微納技術的快速發展為解決這一問題提供了可能性。

快速充分混勻納米磁珠和反應液在微流控中實際為如何高效的驅動微流體或者納米磁珠實現快速充分的運動，現在主流的微流體驅動技術包括機械驅動、光學驅動、電驅動、磁驅動等，這些方法或結構復雜或者效率不夠，均不能有效實現納米磁珠和反應液的快速充分混勻。即微流控技術用于核酸提取最大缺陷就是不能像在宏觀條件下一樣，使樣品和各類試劑充分混合。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種用于核酸純化的微流體三維電磁激發混勻裝置，將在微流道中實現納米磁珠和反應液的快速混勻和核酸提取成為現實。

為實現上述目的，本發明提出如下技術方案：一種用于核酸純化的微流體三維電磁激發混勻裝置，包括混勻微流道、復數組電磁激發源和與所述電磁激發源相連的控制裝置，所述混勻微流道內包括生物樣品、納米磁珠和反應液，所述電磁激發源圍繞所述混勻微流道互成一定角度排列，所述控制裝置控制對所述電磁激發源施加時序控制的電流，在所述混勻微流道內形成時變磁場，使得所述納米磁珠做三維渦流螺旋線運動，所述生物樣品、納米磁珠與所述反應液混勻結合并反應。

優選地，所述混勻微流道包括微流槽和微加熱器，所述微加熱器設置在所述微流槽側面，用以輔助微流槽內生物樣品的裂解結合反應的完成。

所述微加熱器可采用金屬鉑薄膜微加熱器。

所述混勻微流道材料采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)或其他類似材料，另外混勻微流道可采用軟蝕刻技術或其他微流道加工技術進行加工。

所述電磁激發源圍繞所述混勻微流道互成120°分布。

每組所述電磁激發源上設置至少一個電磁激發裝置，每個所述電磁激發裝置包括鐵芯和包裹在所述鐵芯外的鐵芯外繞線，所述電磁激發裝置與所述控制裝置電性相連。

所述電磁激發裝置與所述控制裝置之間還連接有電流放大器。

所述控制裝置控制對所述電磁激發源施加時序控制的半波正弦電流或半波余弦電流。

所述混勻裝置還包括液體分選和驅動裝置、核酸收集腔和廢液儲存腔，所述液體分選和驅動裝置、核酸收集腔和廢液儲存腔均通過閥門與所述混勻微流道相通或分隔。

所述反應液為裂解液、洗滌液和洗脫液中的一種，通過液體分選和驅動裝置依次加入到混勻微流道內，用于進行核酸的提取純化反應。

本發明的有益效果是：(1)本發明采用獨特的三維電磁激發方式，驅使納米磁珠在微流道內做三維渦流螺旋線運動，從而使得納米磁珠上的樣品跟反應液充分混合均勻并快速反應，使在微納條件下實現快速提取核酸成為現實，相對現有核酸提取設備，極大提高了核酸提取效率；(2)本發明設備結構簡單，易加工實現。

附圖說明

圖1是本發明用于核酸純化的微流體三維電磁激發混勻裝置的俯視結構示意圖；

圖2是圖1中A-A方向的剖視結構示意圖；

圖3是本發明電磁激發源上所加電流的時序圖示意圖；

圖4為納米磁珠在三維磁場作用下整體運動軌跡示意圖；

圖5為單個納米磁珠在三維磁場作用下的運動軌跡示意圖；

圖6為裂解后納米磁珠被吸附到混勻微流道一側的原理示意圖；

圖7為洗滌后納米磁珠被吸附到混勻微流道一側的原理示意圖。

附圖標記：1、液體分選和驅動裝置，2、混勻微流道，21、微加熱器，3、電磁激發源，4、核酸收集腔，5、廢液儲存腔，6、控制裝置，7、電流放大器，8、閥門，9密封膜。

具體實施方式

下面將結合本發明的附圖，對本發明實施例的技術方案進行清楚、完整的描述。