专利名称：利用激光和珠子通过分相来纯化核酸的装置和方法
发明
背景技术：
领域本发明涉及利用激光和珠子通过分相(phase separation)来纯化核酸的装置和方法。
背景技术：
从细胞中有效提取DNA对于许多应用而言是必要的，对于分子诊断学尤其是病原体的鉴定以及定量而言也是必不可少的。分子诊断学通常是通过在DNA提取步骤之后的DNA扩增来进行的。DNA扩增反应包括聚合酶链式反应(PCR)，连接酶链式反应，链置换扩增(stranded-displacementamplification)，基于核酸的扩增，修复链式反应，解旋酶链式反应，QB复制酶扩增，连接活化的转录。
从细胞中分离DNA的方法是利用倾向于结合DNA的材料来提供的。DNA分离方法的材料的实例是硅石(silica)，玻璃纤维，阴离子交换树脂以及磁珠(Rudi，K.等，Biotechniqures 22，506-511(1997)；和Deggerdal，A.等，Biotechniqures 22，554-557(1997))。为了避免人工步骤并排除操作失误，研制出了一些自动化机器用于高通量DNA提取。
细胞裂解作用通常是通过机械的、化学的、热的、电的、超声波的和微波的方法进行的(Michael T.aylor等.，AnaL Chem.，73，492-496(2001))。
激光用于破坏细胞有许多优点，并非常适于Lab-On-a-Chip(LOC)(Huama Li等.，Anal Chem，73，4625-4631(2001))。
公开号2003/96429A1的美国专利公开了一种激光诱导的细胞裂解系统。当只使用激光时，并没有出现有效的细胞裂解。采用置于很澄清的溶液中的大肠杆菌进行实验的结果是，证实了当只用激光照射时，只获得低的细胞裂解效率。由于激光能量没有有效地传递到细胞，因此在激光照射150秒后测得DNA浓度为3.77ng/μl。用传统的加热法在95℃将细胞煮沸5分钟后测得DNA浓度为6.15ng/μl。
美国专利6,685,730公开了用于增强的组织修复的吸光性纳米颗粒。该专利包括一种接合组织的方法，包括将吸收或一多种波长的光的尺寸为1至1000纳米的纳米颗粒传递到要接合的组织中；将所述纳米颗粒暴露于该纳米颗粒可吸收的一或多种波长的光。该方法通过使用激光和纳米颗粒仅导致细胞功能的丧失，其中并没有描述通过振荡含有细胞和颗粒的溶液破坏细胞的方法。
通常，采用固相纯化核酸的方法是已知的。例如，美国专利5,234,809公开了采用核酸结合型固相纯化核酸的方法。具体是，该方法包括将原材料、离液材料和核酸结合型固相混合在一起，从液体中分离出结合了核酸的固相，并洗涤所述固相核酸复合物。
然而，该方法既费时又复杂，因此并不适于LOC。该方法还有一个使用离液材料的问题。就是，当不使用离液材料时，核酸就不结合于固相上。离液材料对人有害，因此应当小心处理。离液材料还是一种干扰后续步骤的材料，因此在纯化过程中或纯化后应当从纯化的核酸中去除。
为了实现LOC，DNA分离的整个过程应当简化，其对于在细胞裂解之后直接进行PCR也是必要的。为了在细胞裂解之后直接进行PCR，应当减小细胞裂解后所产生的PCR抑制物的浓度。因此，就需要一种为了实现LOC进行细胞裂解时去除PCR抑制物的方法。
因此，本发明的发明人研究了用于克服上述问题的方法，并发现利用微磁珠和激光在破坏细胞或病毒时振荡含有所述细胞或病毒的溶液可以有效地纯化核酸，所产生的PCR抑制物附着于磁珠，然后用附着在毛细管状容器壁的磁铁去除粘附了PCR抑制物的磁珠。
发明概述本发明提供了利用激光和珠子通过分相有效纯化核酸的装置和方法。
本发明的一个方面，提供了细胞或病毒的核酸纯化装置，包括具有用于导入样品和磁珠的样品入口并进行分相的细胞裂解毛细管；连接于该毛细管并混合毛细管中的样品和磁珠的振荡器；连接于该毛细管并为毛细管提供激光的激光发生器；以及连接于该毛细管并将磁珠固定于毛细管壁的磁力发生器。
在这种装置中，在细胞裂解毛细管中，混合通过样品入口注射的样品和磁珠，在照射激光束时进行细胞裂解。所述振荡器是用于混合细胞裂解毛细管中的样品和磁珠的装置，其可以是任意能够产生振荡的装置。所述激光发生器是给细胞裂解毛细管提供激光束的装置，其可以发射特定波长的激光束或者两种或更多种波长的光。所述磁珠通过激光能量而被煮沸。
在该装置中，所述振荡器可包括超声波发生器，利用磁场的振荡器，利用电场的振荡器，机械振荡器如涡旋器等，以及压电材料。
在该装置中，所述磁力发生器位于激光通道的上方，并可以是当细胞裂解毛细管中的磁珠被煮沸时接通的电磁铁。
该装置进一步可包括通过由阀控制开关的管道连接于细胞裂解毛细管的DNA扩增室。
在该装置中，所述细胞裂解毛细管指的是具有毛细管形状的容器。
本发明的另一方面，提供了利用所述核酸纯化装置纯化核酸的方法，该方法包括将含有细胞或病毒的溶液注射到含有磁珠的毛细管状容器中；振荡所述磁珠；将激光束照射到所述磁珠上以破坏细胞或病毒，将所得细胞裂解物或病毒裂解物中的化合物结合于所述磁珠；通过磁力发生器将结合了细胞裂解物或病毒裂解物中的化合物的磁珠固定于毛细管状容器的壁；和获得没有磁珠的溶液。
本发明的另一方面，提供了利用所述核酸纯化装置连续纯化和扩增核酸的方法，该方法包括将含有细胞或病毒的溶液注射到含有磁珠的毛细管状容器中；振荡所述磁珠；将激光束照射到所述磁珠上以破坏细胞或病毒，将所得细胞裂解物或病毒裂解物中的化合物结合于所述磁珠；通过磁力发生器将结合了细胞裂解物或病毒裂解物中的化合物的磁珠固定于毛细管状容器的壁；和获得没有磁珠的溶液，并将所得溶液通过连接所述容器与扩增室的管道转移至扩增室中以进行扩增。
该方法中，所述激光可包括脉冲激光或连续波(CW)激光。
该方法中，所述脉冲激光可以是1mJ/脉冲(pulse)或更高，CW激光可具有10mW的功率或更高。在该方法的一个实施方案中，脉冲激光是32mJ/脉冲或更高，CW激光具有10W或更高的功率。
该方法中，所述激光可以400nm或以上的波长产生。在该方法的一个实施方案中，所述激光以750nm至1300nm的波长产生。所述激光可在一个或多个波长范围内产生。
该方法中，所述磁珠的尺寸可以是50nm至1,000μm。在该方法的一个实施方案中，所述磁珠的尺寸是1-50μm。所述磁珠也可以是具有两种或多种尺寸的珠子的混合物。
该方法中，所述容器的直径与长度的比率可以是1∶2至1∶50，直径为1nm至5mm。
该方法中，所述容器可选自由聚合物、有机材料、硅、玻璃和金属组成的组。
该方法中，所述磁珠可包括选自于下组中的至少一种材料铁磁性Fe，Ni，Cr，及其氧化物。
该方法中，所述磁珠可以是包被了铁磁性金属的聚合物、有机材料、硅或玻璃。
该方法中，所述磁珠可具有带负电荷的表面。
该方法中，所述溶液可选自由唾液、尿液、血液、血清和细胞培养物组成的组。
附图简述通过对根据下列附图作为例证的实施方案的详述，本发明的上述及其它特征和优点将会更明显
图1是在利用磁珠和激光进行细胞裂解后分离微磁珠相和DNA溶液相的系统的实施方案的示意图；图2表示的是内径为9.95nm的容器，激光照射后磁珠相与DNA溶液相在所述容器中混合；图3表示的是内径为4.88nm的容器，激光照射后磁珠相与DNA溶液相在所述容器中分离；图4表示的是Pure DynabeadsM-270羧酸的SEM照片；图5表示的是在通过激光照射进行细胞裂解后，连接到玻璃壁的DynabeadsM-270羧酸的SEM照片；图6表示的是在通过激光照射进行细胞裂解后，取自于玻璃容器的中间部分的DynabeadsM-270羧酸的SEM照片；图7图示了根据所述的DNA纯化方法获得的PCR产物的电泳结果。
图8图示了PCR扩增产物的浓度；和图9图示了细胞裂解物中蛋白质的量随激光照射时间的变化。
发明内容
下文中，将更详细地描述本发明。
本发明涉及细胞或病毒的纯化核酸装置，包括具有导入样品和磁珠的样品入口的细胞裂解毛细管；连接于该毛细管并混合毛细管中的样品和磁珠的振荡器；连接于该毛细管并为毛细管提供激光的激光发生器；以及连接于该毛细管并将磁珠固定于毛细管壁的磁力发生器。
图1是在利用微磁珠和激光进行细胞裂解后分离微磁珠相和DNA溶液相的系统的实施方案的示意图。样品和磁珠通过样品入口注射到细胞裂解毛细管中，然后用振荡器混合。当激光束照射在振荡的混合物上时，暴露于激光的磁珠通过激光烧蚀(ablation)将光能转化为热能。由激光束加热的磁珠被煮沸，PCR抑制物(诸如由于沸腾而变性的蛋白质和细胞碎片)结合于磁珠。结合了PCR抑制物的磁珠附着到毛细管壁。因此，位于毛细管较低部分的含有DNA的溶液与位于毛细管较高部分的附着于毛细管壁的大多数磁珠之间出现分相。所述在毛细管较低部分得以分离的含有DNA的溶液相被转移到聚合酶链式反应(PCR)室中进行PCR。该转移通过利用电力、机械力等的泵进行。
细胞裂解毛细管可透过足量激光的材料构成或者可带有这种材料制成的窗口。含有分离珠的相非特异性结合于玻璃壁，这更有效地发生在具有有限直径的毛细管中。可用固定式电磁铁或永磁铁来确保分离相的固定(fixation)以及指定的固定用区域。
在本发明的实施方案中，所述振荡器可包括超声波发生器，利用磁场的振荡器，利用电场的振荡器，机械振荡器如涡旋器等，或压电材料。所述振荡器连接于细胞裂解毛细管，可以是任意一种能够振荡细胞与微磁珠的混合溶液的装置。
在本发明的实施方案中，磁力发生器位于激光路径的上方，其优选是在细胞裂解毛细管中的磁珠被煮沸时接通的电磁铁。如图1所示，该电磁铁应当位于激光路径的上方，这是由于如果其在激光路径内，磁珠在吸附PCR抑制物之前就会附着到电磁铁上，从而导致吸附PCR抑制物的效果减弱。优选在细胞裂解毛细管中的磁珠煮沸时接通的电磁铁。尽管在细胞裂解毛细管中的磁珠被煮沸前电磁铁已经接通，由于磁珠和电磁铁的在空间上分离，磁力不会影响磁珠，以致磁珠不会附着到电磁铁，此外，所述珠子应当是磁化的以通过电磁铁来去除。
在本发明的实施方案中，所述核酸纯化装置可以进一步包括通过由阀控制开关的管道连接于细胞裂解毛细管的DNA扩增室。为了实现LOC，纯化DNA的扩增系统是必要的。可以利用分光光度计，微磁珠，电化学方法，电化学发光，放射和荧光标记、实时PCR方法等检测纯化的DNA。所述PCR方法最适用于充分扩增所需DNA。也可以采用其它的DNA扩增方法，通过实时PCR方法直接检测等也是可能的。
在本发明的实施方案中，所述细胞裂解毛细管直径与长度的比率优选为1∶2至1∶50，优选直径为1nm至5mm。
本发明还涉及利用所述核酸纯化装置纯化核酸的方法，该方法包括将含有细胞或病毒的溶液注射到含有磁珠的毛细管状容器中；振荡所述磁珠；将激光束照射到所述磁珠上以破坏细胞或病毒，将所得细胞裂解物或病毒裂解物中的化合物结合于所述磁珠；通过磁力发生器将结合了细胞裂解物或病毒裂解物中的化合物的磁珠固定于毛细管状容器的壁；和获得没有磁珠的溶液。
该方法中，激光束照射在含有磁珠的溶液中，由于激光的能量将冲击波，蒸汽压和热转移到细胞表面，这些磁珠引起烧蚀。这时，物理冲击也施加于细胞表面。激光烧蚀指的是在暴露于激光束的材料中出现的一般现象。激光烧蚀将材料表面的温度从几百度迅速提高到几千度。如果材料表面的温度提高到汽化点或更高，表面的饱和蒸汽压就会随液相材料的蒸发快速地提高。
所述由激光加热的磁珠提高了溶液的温度并直接破坏细胞。溶液中的磁珠并不是作为简单的导热体而是将热的、机械的和物理的冲击施加到细胞表面，从而有效地破坏细胞表面。
被破坏的细胞裂解物或病毒裂解物包括抑制PCR的化合物。因此，为有效进行PCR，需要进行将PCR抑制物从所得裂解物中去除的分离步骤，其并不适于有效实现LOC。本发明的方法中，结合了PCR抑制物的磁珠通过磁力发生器固定在细胞裂解毛细管壁以便于进行PCR。
具体的是，结合了PCR抑制物(诸如经煮沸变性的蛋白质和细胞碎片)的磁珠被激光的能量煮沸。结合了PCR抑制物的磁珠附着到容器壁。因此，含DNA但不含磁珠的溶液位于该容器的较低部分，而大多数结合了PCR抑制物的磁珠附着到位于容器较高部分的玻璃壁，从而容易地去除PCR抑制物。这种分相更有效地出现在具有有限直径的毛细管中。固定的电磁铁或永磁铁可用于确保分离的相的固定并指定固定用区域。
本发明还涉及利用所述核酸纯化装置连续纯化和扩增核酸的方法，该方法包括将含有细胞或病毒的溶液注射到含有磁珠的毛细管状容器中；振荡所述磁珠；将激光束照射到所述磁珠上以破坏细胞或病毒，将所得细胞裂解物或病毒裂解物中的化合物结合于所述磁珠；通过磁力发生器将结合了细胞裂解物或病毒裂解物中的化合物的磁珠固定于毛细管状容器的壁；和获得没有磁珠的溶液，并将所得溶液通过连接所述容器与扩增室的管道转移至扩增室中以进行扩增。
为了进行LOC，连续地进行核酸的分离、纯化和扩增是必要的。因此，当把通过磁珠纯化的DNA溶液经连接毛细管状容器和扩增室的管道直接转移到扩增室以扩增所述核酸时，可以实现上述目的。可以通过利用电力、机械力等的泵进行核酸向扩增室的转移。
在本发明的实施方案中，所述激光可包括脉冲激光或连续波(CW)激光。
如果所述激光功率过低，就无法有效产生激光烧蚀。CW激光的激光功率是10mw至300w，脉冲激光的激光功率是1mJ/脉冲至1J/脉冲。优选的是，脉冲激光的激光功率是32mJ/脉冲至1J/脉冲，CW激光的激光功率是10w至300w。当CW低于10mw，脉冲激光低于1mJ/脉冲时，则足以破坏细胞的能量不会发生转移。当CW高于300w，脉冲激光高于1J/脉冲时，则DNA就会被损坏。
在本发明的实施方案中，所述激光应当产生于允许磁珠吸收激光的具体波长范围。所述激光优选在400nm或以上的波长范围内产生，更优选在750nm至1300nm的波长范围内产生。这是因为DNA在波长不到400nm时变性或受损。所述波长可在一个或多个波长范围内产生。也就是说，所述激光可以是上述范围内的一种波长或两种或更多种不同的波长。
在本发明的实施方案中，所述磁珠的尺寸优选50nm至1,000μm，更优选的是1-50μm。当磁珠的尺寸小于50nm时，物理和机械冲击就不足以引起细胞裂解。当磁珠的尺寸大于1,000μm时，则不适于LOC。所述磁珠也可以是具有两种或多种尺寸的珠子的混合物。也就是说，磁珠可以彼此具有相同的尺寸或是不同尺寸的珠子的混合物。
在本发明的实施方案中，所述容器的直径与长度的比率是1∶2至1∶50，直径为1nm至5mm。含有珠子的相非特异性结合于玻璃壁上，这有效地出现在具有有限直径的毛细管中。因此，如果容器具有上述范围之外的直径，分相就会变得困难，从而导致纯化效果的降低。
在本发明的实施方案中，所述容器可选自由聚合物、有机材料、硅、玻璃和金属组成的组。所述容器可以由任意能够固定珠子的材料构成。
在本发明的实施方案中，所述磁珠可以是经磁化的任意材料。特别是，所述磁珠优选包括选自于下组中的至少一种材料铁磁性Fe，Ni，Cr，及其氧化物。
在本发明的实施方案中，所述磁珠可以是包被了铁磁性金属的聚合物、有机材料、硅或玻璃。
在本发明的实施方案中，所述磁珠的表面优选带负电荷以使DNA无法与其连接。所述负电荷可以是COO-。因为DNA带负电荷，因此由于排斥力它就不会连接到同样带有负电荷的磁珠上。当DNA连接到磁珠上时，细胞破坏后难以从磁珠中分离出该DNA，这就使得纯化DNA更加困难。
在本发明的实施方案中，所述溶液可选自由唾液、尿液、血液、血清和细胞培养物组成的组。所述溶液可以是任意含有核酸的溶液，例如动物细胞，植物细胞，细菌，病毒、噬菌体等等。
现在根据下面的实施例，将更为详细地描述本发明。下面的实施例只是为了说明的目的，并非意欲限制本发明的范围。
制备实施例1细胞裂解系统如图1所示，在毛细管中混合以下述方式制备的HBV(60μl)，血清(30μl)和微磁珠(30μl，DynabeadsM-270羧酸，DYNAL，挪威)。在各个实验中，在旋涡搅动毛细管时，采用808nm，21.1W高功率的激光束(HLU25F100-808，LIMO，德国)照射所述混合物指定的时间以破坏细胞(参见图1)。
制备实施例2HBV，引物和PCR用如下的PCR引物对检测细胞中释放的DNA引物MP5-F(SEQ ID No1)；和引物TMP5-R(SEQ ID No2)。该引物对对应于HBV基因组的第2,269-2,387位核苷酸。通过Taq聚合酶(Takara，韩国)进行40个循环的PCR(在50℃预变性10分钟，在95℃ 1分钟，在95℃变性5秒钟，在62℃退火并延伸15秒)。在Agilent BoAnalyzer 2100(Agilent Technologies，PaloAlto，CA)中，用可商购的DNA 500尺寸分析试剂组(DNA 500assay sizingreagent sets)分析所扩增的DNA。
实施例1磁珠相与DNA溶液相的分离为了研究根据容器形状导致的磁珠相和含有DNA的溶液相之间的分相程度，用不同形状的容器观察分相的程度。图2显示了一种内径为9.95nm的容器，磁珠与DNA溶液相在激光照射后混合于其中。参照图2，当容器的内径为9.95nm时，结合了PCR抑制物诸如变性的蛋白质和细胞碎片的磁珠并不附着到玻璃壁并与含有DNA的溶液相混合，导致所述磁珠相与含有DNA的溶液相不分离。
图3显示了内径为4.88nm的容器，磁珠相与DNA溶液相在激光照射后于其中分离。图3A显示的是用于分离磁珠相与含有DNA的溶液相的容器，图3B显示的是A中所示容器的放大视图。参照图3，我们注意到当毛细管的内径为4.88nm时，结合了PCR抑制物的磁珠相与与含DNA相明显分离。也就是说，分离的含磁珠相非特异性地结合于玻璃壁，这仅仅发生在直径为5mm或更小的毛细管中。
实施例2PCR抑制物与磁珠的结合为了鉴定PCR抑制物是否结合磁珠，进行了SEM观察。图4显示了Pure DynabeadsM-270羧酸的SEM照片。Pure DynabeadsM-270羧酸的直径为2.8μm±0.2，溶液中珠子的浓度为6×107珠子/30μl。参照图4，纯磁珠没有沉积。此外，由于DNA带负电荷，它不与磁珠连接。图5显示了在经激光处理的细胞裂解后，附着到玻璃壁的DynabeadsM-270羧酸的SEM照片。从图5明显可见，许多颗粒结合于磁珠。这些颗粒主要是变性的蛋白质和细胞碎片，它们是干扰PCR的主要的PCR抑制物。图6显示了在经激光处理的细胞裂解后取自于玻璃容器的中间部分的DynabeadsM-270羧酸的SEM照片。从图6中明显可见，许多颗粒结合于磁珠。因此可利用磁珠轻易地去除作为PCR抑制物的变性的蛋白质和细胞碎片。
实施例3按照DNA纯化方法的PCR扩增效果为了研究根据DNA纯化方法的PCR扩增效果，在Lightcycler毛细管(内径2.42mm，高35.40mm，内径∶高＝1∶14.63)中进行细胞裂解，然后用所得裂解物进行PCR。图7图示了根据DNA纯化方法的PCR产物的电泳结果。用箭头指示的条带对应于所需的PCR产物。泳道1和2分别是在没有磁珠时，激光照射60和90秒钟后进行PCR的结果，泳道3和4分别是在有磁珠时，激光照射5和10秒钟后进行PCR的结果。泳道5显示的是重组HBV(rHBV)的直接PCR的结果，泳道6是PCR阳性对照，其中用QiagenUltrasense试剂盒纯化DNA后进行PCR。泳道7是PCR阴性对照，其仅使用蒸馏水进行PCR。各个样品含有如下表所示的组合物
从图7清楚可见，当仅有激光照射没有磁珠时(泳道1和2)，观察不到PCR产物，当进行rHBV的直接PCR时(泳道5)，观察不到PCR产物。然而，就本发明而言，即当在有磁珠时进行激光照射(泳道3和4)时，可以在所需位置观察到PCR产物。当在使用Qiagen Ultrasense试剂盒纯化DNA后进行PCR时(泳道6)，观察到所需的PCR产物。从这些结果清楚可见，本发明的方法显示了与作为阳性对照的用Qiagen Ultrasense试剂盒纯化的DNA的情况相似的PCR效率，而所述对照需要相当长的时间和很多步骤来纯化。因此，由于不需要单独的DNA纯化步骤就可有效进行PCR，本发明的方法可以有效应用于LOC。
图8图示了PCR扩增产物的浓度。柱子表示的是扩增的DNA的浓度(ng/μl)。用Agent BioAnalyzer 2100确定PCR产物量。从图8中明显可见，采用本发明方法的PCR的结果类似于或者优于采用Qiagen Ultrasense试剂盒的PCR结果。因此，按照本发明的方法，用于DNA分析的PCR不需要单独的纯化步骤就可以容易地进行。
实施例4根据激光照射时间对溶液中蛋白质的量比较为了研究细胞裂解后磁珠吸收的蛋白质的量，根据激光照射时间研究了细胞裂解物中蛋白质的量。用CBQCA蛋白质定量试剂盒(C-6667，Molecular Probes，参见制备指南)测定细胞裂解后所得细胞裂解物中蛋白质的量。图9表示的是根据激光照射时间，细胞裂解物中蛋白质的量。参照图9，在激光照射时间为10和15秒时，细胞裂解物中蛋白质的量显著减少。在激光照射时间为10和15秒时，此细胞裂解物中蛋白质的量显著减少表明PCR扩增得以有效进行，这与图7和8中的结果一致。
如上所述，按照本发明的方法，由于可以通过在毛细管中分相来轻易地去除PCR抑制物，因此可以提高PCR产量。电磁铁的使用确保了PCR抑制物的去除。此外，由于细胞裂解和DNA扩增过程可以同时进行，也可简化LOC步骤。
虽然根据示例性的具体实施方案对本发明进行了详细的展示和说明，但是本领域普通技术人员应当理解的是可以在不脱离如下列权利要求所定义的本发明的精神和范围内对形式和细节作各种改变。
序列表<110> 三星电子株式会社(Samsung Electronics Co，Ltd.)<120> 利用激光和珠子通过分相来纯化核酸的装置和方法<160> 2<170> KopatentIn 1.71<210> 1<211> 19<212> DNA<213> 人工序列<220>
<223> 正向引物<400> 1agtgtggatt cgcactcct 19<210> 2<211> 23<212> DNA<213> 人工序列<220>
<223> 反向引物<400> 2gagttcttct tctaggggac ctg 2权利要求
1.细胞或病毒的核酸纯化装置，包括具有用于导入样品和磁珠的样品入口的细胞裂解毛细管；连接于该毛细管并混合毛细管中的样品和磁珠的振荡器；连接于该毛细管并为毛细管提供激光的激光发生器；以及连接于该毛细管并将磁珠固定于毛细管壁的磁力发生器。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述振荡器选自于超声波发生器，利用磁场的振荡器，利用电场的振荡器，机械振荡器，和压电材料组成的组。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述磁力发生器位于激光路径的上方，并且是当细胞裂解毛细管中的磁珠被煮沸时接通的电磁铁。
4.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括通过由阀控制开关的管道连接于细胞裂解毛细管的DNA扩增室。
5.利用权利要求1所述的核酸纯化装置纯化核酸的方法，其包括将含有细胞或病毒的溶液注射到含有磁珠的毛细管状容器中；振荡所述磁珠；将激光束照射到所述磁珠上以破坏细胞或病毒，将所得细胞裂解物或病毒裂解物中的化合物结合于所述磁珠；通过磁力发生器将结合了细胞裂解物或病毒裂解物中的化合物的磁珠固定于毛细管状容器的壁；和获得没有磁珠的溶液。
6.利用权利要求4所述的核酸纯化装置连续纯化和扩增核酸的方法，该方法包括将含有细胞或病毒的溶液注射到含有磁珠的毛细管状容器中；振荡所述磁珠；将激光束照射到所述磁珠上以破坏细胞或病毒，将所得细胞裂解物或病毒裂解物中的化合物结合于所述磁珠；通过磁力发生器将结合了细胞裂解物或病毒裂解物中的化合物的磁珠固定于毛细管状容器的壁；和获得没有所述磁珠的溶液，并将所得溶液通过连接所述容器与扩增室的管道转移至扩增室中以进行扩增。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述激光包括脉冲激光或连续波(CW)激光。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述脉冲激光是1mJ/脉冲或更高，CW激光可具有10mW或更高的功率。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述脉冲激光为32mJ/脉冲或更高，CW激光具有10W或更高的功率。
10.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述激光束在400nm或400nm以上的波长范围内产生。
11.根据权利要求10的方法，其中所述激光束产生在750nm至1300nm的波长范围内产生。
12.根据权利要求10的方法，其中所述激光在一个或多个波长范围内产生。
13.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述磁珠的尺寸是50nm至1,000μm。
14.根据权利要求13的方法，其中所述磁珠的尺寸是1-50μm。
15.根据权利要求13的方法，其中所述磁珠是具有两种或多种尺寸的珠子的混合物。
16.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述容器的直径与长度的比率是1∶2至1∶50。
17.根据权利要求16的方法，其中所述容器的直径是1nm至5mm。
18.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述容器选自由聚合物、有机材料、硅、玻璃和金属组成的组。
19.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述磁珠包括选自于下组中的至少一种材料铁磁性Fe，Ni，Cr，及其氧化物。
20.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述磁珠是包被了铁磁性金属的聚合物、有机材料、硅或玻璃。
21.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述磁珠有带负电荷的表面。
22.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述溶液选自由唾液、尿液、血液、血清和细胞培养物组成的组。
全文摘要
本发明提供了细胞或病毒的核酸纯化装置和方法。所述核酸纯化装置包括具有导入样品和磁珠的样品入口的细胞裂解毛细管；连接于该毛细管并混合毛细管中的样品和磁珠的振荡器；连接于该毛细管并为毛细管提供激光的激光发生器；以及连接于该毛细管并将磁珠固定于毛细管壁的磁力发生器。根据本发明的装置和方法，由于通过毛细管中的相分离能够轻易地去除PCR抑制物，因此可以提高PCR产量。电磁铁的使用确保了PCR抑制物的去除。此外，由于细胞裂解和DNA扩增过程可以同时进行，因而也可简化LOC步骤。
文档编号C07H21/00GK1814607SQ20051012163
公开日2006年8月9日 申请日期2005年11月3日 优先权日2004年11月3日
发明者李廷健, 权映男, 金玲雅 申请人:三星电子株式会社