专利名称：检测核苷酸和单核苷酸多态性用的毛细管电泳芯片装置的制作方法
技术领域：
一种检测核苷酸和单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism简称SNP)用的毛细管电泳芯片装置属于毛细管电泳芯片装置技术领域。
本发明的特征在于，它含有具有微流体通道和加样用电极孔结构的上层通道层，封闭上层微流体通道以构筑起完整毛细管且为电泳芯片提供所需电压的中层电极层以及为电泳提供稳定温度梯度的加热层，其中，上、中、下三层是可导热且相互粘合的。所述的微流体通道是一维、或二维、或多维微流体通道中的任何一种。所述的微流体通道的截面宽度或直径在5-200μm之间，微流体通道的深度在5-200μm之间，电泳分离通道的长度在1-30cm之间。所述的中层电极层的材料是金或铂或石墨中的任何一种。所述的中层电极层的上表面涂布着一层聚二甲基硅氧烷(PDMS)。所述的加热层带有相间隔地分成二组或多组且各自分别保持不相同的恒定温度以便形成稳定的空间温度梯度的温控元件。所述加热层的稳定温度梯度是一种把芯片整体均匀逐渐升温而形成的时间温度梯度。
使用证明它可达到预期目的。
图2.本发明提出的检测核苷酸和单核苷酸多态性用的优选实施例装置的上层通道层的俯视示意图。
图3.本发明提出的检测核苷酸和单核苷酸多态性用的优选实施例装置的中层电极层的俯视示意图。
图4.本发明提出的检测核苷酸和单核苷酸多态性用的优选实施例装置的下层加热层的俯视示意图。
图5.本发明提出的检测核苷酸和单核苷酸多态性用的优选实施例装置中
图1A-A向的纵剖视图。
图6.图2中虚线框的俯视放大示意图。
图7.本发明优选实施例装置所用样品的预处理过程示意图。
图7为本发明优选实施例装置所用样品的预处理过程原理示意图。11是PCR聚合酶链式反应过程，12是变性、复性过程。其中，B代表AGCT中任一碱基，B*表示该位点为SNP点，″+″、″-″用以区分DNA的两条链。图7为存在SNP的情况，得到相同长度的4种DNA片段，有的存在错配。若不存在SNP，则只能有一种DNA片段。现结合该图简要描述用本发明检测SNP的过程。对于可能存在SNP位点的待分析样品进行预处理，使得DNA在存在SNP位点的地方发生错配，具体方法见图7。第一维电泳使不同长度的DNA片段得到有效分离，但是存在SNP位点的DNA和与其长度相同的DNA片段仍然存在于同一区带中。在第一维电泳分离时，第二维电泳分离通道两端加一定电压，防止样品扩散到第二维电泳分离通道3中。第二维电泳分离通道3是一排阵列。第一维电泳分离出的各区带通过电压控制进入第二维阵列电泳通道3中继续进行电泳，在这个电泳过程中，加热层在电泳前进方向提供了逐渐升高的温度梯度。有错配的DNA解链温度较无错配的低，在电泳前进不断升温的过程中，首先解链，从而受到更大的阻滞力，与其他尚未解链的相同长度的DNA片段分离。只要系统分辨率足够高，就可以把尚未解链的相同长度的DNA片段分离。若只分离得到1条区带，就可以断定无SNP位点，若分离得到多于一条区带，则可以断定存在SNP。综合以上信息还可以指出SNP存在于哪一段DNA限制性片段上。
温度梯度也可以考虑在时间上实现温度梯度。在第二维电泳分离时，对电泳芯片均匀加热，控制好升温速率，可以达到与前述相同的目的。只要分离通道足够长，电泳分离效率足够高，也可用普通毛细管作一维电泳分离。分离出不同长度的DNA片段，然后采用时间温度梯度继续电泳。
由此可见，本申请既有毛细管电泳技术所特有的高速、高效、消耗样品少的优点，又可避免使用变性剂，使检测过程易于控制，其梯度也易于实现。
权利要求
1.一种检测核苷酸和单核苷酸多态性用的毛细管电泳芯片装置，含有电泳芯片，其特征在于，它含有具有微流体通道和加样用电极孔结构的上层通道层，封闭上层微流体通道以构成起完整毛细管且为电泳芯片提供所需电压的中层电极层以及为电泳提供稳定温度梯度的加热层，其中，上、中、下三层是可导热且相互粘合的。
2.根据权利要求1所述的检测核苷酸和单核苷酸多态性用的毛细管电泳芯片装置，其特征在于所述的微流体通道是一维、或二维、或多维微流体通道中的任何一种。
3.根据权利要求1所述的检测核苷酸和单核苷酸多态性用的毛细管电泳芯片装置，其特征在于所述的微流体通道的截面宽度或直径在5-200μm之间，微流体通道的深度在5-200μm之间，电泳分离通道的长度在1-30cm之间。
4.根据权利要求1所述的检测核苷酸和单核苷酸多态性用的毛细管电泳芯片装置，其特征在于所述中层电极层的材料是金或铂或石墨中的任何一种。
5.根据权利要求1所述的检测核苷酸和单核苷酸多态性用的毛细管电泳芯片装置，其特征在于所述的中层电极层的上表面涂布着一层聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
6.根据权利要求1所述的检测核苷酸和单核苷酸多态性用的毛细管电泳芯片装置，其特征在于所述的加热层带有相间隔地分成二组或多组且各自分别保持不同的恒定温度以便形成稳定的空间温度梯度的温控元件。
7.根据权利要求1所述的检测核苷酸和单核苷酸多态性用的毛细管电泳芯片装置，其特征在于所述加热层的稳定温度梯度是一种把芯片整体均匀逐渐升温而形成的时间温度梯度。
全文摘要
检测核苷酸和单核苷酸多态性用的毛细管电泳芯片装置属于毛细管电泳装置,其特征在于,它含有:具有一维、或二维或多维微流体通道和加样用电极孔结构的上层通道层,封闭上层微流体通道以构筑完整的毛细管且为电泳提供所需电压的中层电极层以及为电泳提供稳定温度梯度的加热层,所述上、中、下三层是可导热且相互粘合的。加热层带有相间隔地分成二组或多组各自分别保持恒定温度以便形成稳定的空间温度梯度的温控元件;同时,加热层稳定的温度梯度也可是一种把芯片整体均匀逐渐升温而形成的时间温度梯度。它既有毛细管电泳技术所特有的高速、高效、消耗样品少的优点,又可避免使用变性剂,而用温度来代替,使得检测过程易于控制,梯度也易于实现。
文档编号G01N27/447GK1353309SQ0113983
公开日2002年6月12日 申请日期2001年11月30日 优先权日2001年11月30日
发明者刘鹏, 邢婉丽, 梁冬, 程京 申请人:清华大学, 北京博奥生物芯片有限责任公司