[發明專利]基于氣泡界面振動的DNA片段化方法及裝置

在審

• 申請號: 202211488351.2
• 申請日: 2022-11-25
• 公開（公告）號: CN115747302A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 龐明軍;雷原;沈怡
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C12Q1/6806
• 分類號: C12Q1/6806;C12M1/42;C12M1/36;C12M1/00;B01L3/00
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 張秋月

本發明涉及一種基于氣泡界面振動的DNA片段化方法及裝置，方法包括：DNA試樣沿流道流動的過程中，氣泡對的兩個氣泡對稱作用于流道內的兩側，使流道內具有漸縮漸擴段，以產生拉伸流場；DNA試樣中的DNA分子鏈在經過漸縮漸擴段的過程中受到所述拉伸流場的拉伸而發生斷裂。本發明可以在對DNA分子不造成污染的前提下，使DNA分子有效片段化。

技術領域

本發明涉及DNA片段化領域，具體涉及一種基于氣泡界面振動的DNA片段化方法及裝置。

背景技術

由于目前檢測技術的局限性，對于某些疾病的檢測和基因研究，需要將長的DNA分子鏈切成長度約為500個堿基對的小片段，片段化后的長度也不能太短，否則會增加拼接點的數量，可能會導致測序結果的錯誤。目前的DNA片段化技術存在試樣交叉污染、試劑需求量大(如噴射霧化方法)以及斷裂位置不隨機(如酶分解反應方法)等缺點，因此開發一種有效的DNA片段化技術對于某些疾病的檢測和基因研究是非常必要的。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種基于氣泡界面振動的DNA片段化方法，它可以在對DNA分子不造成污染的前提下，使DNA分子有效片段化。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種基于氣泡界面振動的DNA片段化方法，包括：

DNA試樣沿流道流動的過程中，氣泡對的兩個氣泡對稱作用于流道內的兩側，使流道內具有漸縮漸擴段，以產生拉伸流場；

DNA試樣中的DNA分子鏈在經過漸縮漸擴段的過程中受到所述拉伸流場的拉伸而發生斷裂。

進一步為了可以強化拉伸流場，方法還包括：

借助超聲波使氣泡界面振動，在氣泡兩側產生旋向相反的對渦，以強化所述拉伸流場。

本發明還提供了一種基于氣泡界面振動的DNA片段化裝置，包括微流體系統，所述微流體系統包括流道、沿所述流道的延伸方向排布的多個旁路對及連通所有所述旁路對的氣道，所述旁路對具有對稱連通在所述流道兩側的兩個旁路；其中，

DNA試樣沿流道流動的過程中，旁路對的兩個旁路內的氣泡對稱作用于流道兩側，使流道內具有漸縮漸擴段，以產生拉伸流場；

所述拉伸流場用于在DNA試樣中的DNA分子鏈沿流道經過所述漸縮漸擴段的過程中拉伸所述DNA分子鏈以使得DNA分子鏈斷裂。

進一步為了能夠控制拉伸流場的擴張程度，所述氣道的主氣道上配置有調節閥。

進一步增長DNA試樣在流道內的受剪切和拉伸時間，所述流道蜿蜒曲折。

進一步，基于氣泡界面振動的DNA片段化裝置還包括超聲波發生裝置，所述超聲波發生裝置包括控制箱和多個換能器，多個換能器分別與所述控制箱連接，分布于流道外的兩側，用于產生超聲波。

進一步為了提高處理能力，所述微流體系統具有若干個，若干個微流體系統串聯和/或并聯。

進一步，所述流道和所述旁路通過微加工技術加工在一主體板上。

采用上述技術方案后，利用氣泡對形成的漸縮漸擴段所產生的拉伸流場實現DNA分子鏈的片段化，之所以采用氣泡對產生拉伸流場，是因為氣泡界面干凈不會造成二次污染，且在不需要更換和改變任何零部件的前提下僅通過控制氣泡界面形狀就能夠控制拉伸流場的擴張程度，來改變流場的拉伸強度。再者，當DNA試樣含有不純物時，會被吸附在氣泡界面上，當片段化完成后，便于清理吸附的不純物。還可以借助超聲波使氣泡界面振動，產生旋向相反的對渦以強化拉伸流場，產生更強的拉伸作用。

附圖說明

圖1為本發明的由氣泡對形成的漸縮漸擴段的拉伸流場示意圖；

圖2為本發明的氣泡界面振動所產生的對渦的示意圖；