基于超疏水磁性薄膜的核酸纯化装置及超疏水磁性薄膜的制备方法

本发明涉及核酸检测，具体涉及一种基于超疏水磁性薄膜的核酸纯化装置以及超疏水磁性薄膜的制备方法。

背景技术：

1、基于核酸检测技术实现病原体的诊断是致病性病原体检测的新方法。基于核酸的检测技术可通过放大特定目标序列至数百万倍后进行检测，能提供更及时和准确的结果。例如聚合酶链式反应(pcr)是目前应用最为广泛的核酸扩增技术，在dna聚合酶的作用下，可实现特定核酸序列的指数放大，具有检测速度快、灵敏度高、特异性强等特点，因此基于核酸检测技术实现病原体的诊断具有巨大的优势与潜力。

2、核酸提取是分子诊断的第一步，核酸的提取质量与效率直接影响实验研究结果和诊断结果。目前，最为常见的是基于磁珠法提取核酸的方法，即固定磁铁产生的磁场在特定区域预置磁珠，通过流体的运动使核酸与磁珠结合。结合后去除流体相，加入后续的处理溶液，去除磁场，将磁珠混合到新的溶液中，并重复这个分离过程直到核酸纯度达到下游应用要求，但该方法提取核酸存在耗时长、操作繁琐、试剂损耗多等缺点，极大的降低了检测效率。

技术实现思路

1、本发明实施方式提供一种基于超疏水磁性薄膜的核酸纯化装置以及超疏水磁性薄膜的制备方法，以至少解决相关技术中存在的问题之一。为实现该目的，本发明通过以下技术方案实现。

2、本发明实施方式一方面提供一种基于超疏水磁性薄膜的核酸纯化装置，包括：薄膜驱动器，所述薄膜驱动器包括pdms(聚二甲基硅氧烷)超疏水磁性薄膜；磁铁，置于所述薄膜驱动器下方，接触或接近所述pdms超疏水磁性薄膜；支撑盘，用于固定所述磁铁，所述支撑盘的下部与马达连接；轨道，所述马达可在所述轨道上移动。

3、进一步的，所述pdms超疏水磁性薄膜包括pdms磁性衬底和形成在所述pdms磁性衬底上的微结构。

4、进一步的，所述微结构包括用于核酸的吸附和洗脱的微腔室、微柱、微凹槽、微通道。

5、进一步的，核酸提纯所需试剂以冻干粉的形式预埋在所述微结构的微腔室中。

6、进一步的，所述pdms超疏水磁性薄膜的厚度为10-2000微米。

7、进一步的，所述微结构的高度为5-500微米。

8、进一步的，该基于超疏水磁性薄膜的核酸纯化装置还包括控制器，所述控制器与所述马达和所述磁铁连接，用于控制所述马达带动所述支撑盘在所述轨道上运动，以及控制所述磁铁的磁场。

9、本发明实施方式另一方面提供一种pdms超疏水磁性薄膜的制备方法，包括：提供衬底，并在所述衬底上形成微结构；将第一pdms混合液均匀平铺在所述衬底上，使得第一pdms混合液进入所述微结构；去除所述衬底表面的残留第一pdms混合液；将磁性纳米颗粒与第二pdms混合液相混合得到混合物；将所述混合物通过自旋涂布的方式涂布在所述衬底上；对所述衬底进行烘烤，使所述第一pdms混合液和所述混合物固化，从所述衬底剥离得到具有微结构的pdms超疏水磁性薄膜。

10、进一步的，所述微结构包括用于核酸的吸附和洗脱的微腔室、微柱、微凹槽、微通道。

11、进一步的，所述pdms超疏水磁性薄膜的厚度为10-2000微米。

12、进一步的，所述微结构的高度为5-500微米。

13、本发明实施方式具有以下有益效果：

14、本发明提供一种基于超疏水磁性薄膜的核酸纯化装置，通过具有微流控芯片结构的pdms超疏水磁性薄膜，一方面将该超疏水磁性薄膜作为驱动，另一方面在薄膜表面直接形成微流控芯片结构，使得芯片(pdms超疏水磁性薄膜的微结构)内的液体处于可控的流动状态，通过控制磁场分布使试剂在芯片腔室中移动，并在移动过程完成核酸的吸附与洗脱，最终实现核酸的纯化。该方法大大加强了磁珠与目标分子的结合，减少了人工操作步骤，提高试剂利用率，消除了对微流控芯片液体流动控制的要求，并允许简单的自动化操作。本发明提供的基于超疏水磁性薄膜的核酸纯化装置同样适用于数字pcr液滴样本的核酸提取。

技术特征：

1.一种基于超疏水磁性薄膜的核酸纯化装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于超疏水磁性薄膜的核酸纯化装置，其特征在于，所述pdms超疏水磁性薄膜包括pdms磁性衬底和形成在所述pdms磁性衬底上的微结构。

3.根据权利要求2所述的基于超疏水磁性薄膜的核酸纯化装置，其特征在于，所述微结构包括用于核酸的吸附和洗脱的微腔室、微柱、微凹槽、微通道。

4.根据权利要求3所述的基于超疏水磁性薄膜的核酸纯化装置，其特征在于，核酸提纯所需试剂以冻干粉的形式预埋在所述微结构的微腔室中。

5.根据权利要求1所述的基于超疏水磁性薄膜的核酸纯化装置，其特征在于，所述pdms超疏水磁性薄膜的厚度为10-2000微米，所述微结构的高度为5-500微米。

6.根据权利要求1所述的基于超疏水磁性薄膜的核酸纯化装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述马达和所述磁铁连接，用于控制所述马达带动所述支撑盘在所述轨道上运动，以及控制所述磁铁的磁场。

7.一种权利要求1-6任一项所述的pdms超疏水磁性薄膜的制备方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述微结构包括用于核酸的吸附和洗脱的微腔室、微柱、微凹槽、微通道。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述pdms超疏水磁性薄膜的厚度为10-2000微米。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述微结构的高度为5-500微米。

技术总结
本发明提供一种基于超疏水磁性薄膜的核酸纯化装置和PDMS超疏水磁性薄膜的制备方法。该装置包括：薄膜驱动器，所述薄膜驱动器包括PDMS超疏水磁性薄膜；磁铁，置于所述薄膜驱动器下方，接触或接近所述PDMS超疏水磁性薄膜；支撑盘，用于固定所述磁铁，所述支撑盘的下部与马达连接；轨道，所述马达可在所述轨道上移动。通过超疏水磁性薄膜驱动，将芯片(即薄膜微结构)内的液体处于可控的流动状态，通过控制磁场分布使样本溶液在芯片腔室中移动。该核酸纯化装置大大加强了磁珠与目标分子的结合，减少了人工操作步骤，提高试剂利用率，消除了对微流控芯片液体流动控制的要求。

技术研发人员：温维佳,刘裔腾,高一博
受保护的技术使用者：香港科技大学深港协同创新研究院（深圳福田）
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21