[发明专利]一种多功能的集成化微流控核酸分析芯片及制备和分析方法

权利要求书

1.一种多功能的集成化微流控核酸分析芯片，其特征在于：所述芯片包括基底，液路层基片，弹性薄膜，气路层基片四层结构；

液路层基片的上表面嵌有多个试剂腔、多个混合腔和提取腔，下表面嵌有裂解腔、废液腔和多个扩增反应腔，上下表面腔体间的连接通过微通道和微孔道实现；

气路层基片下表面含有凹陷的多个微阀气腔和上表面凸起的卡合接头，气路层基片中心以微孔道贯穿；

液路层基片的下表面与基底键合，上表面与弹性薄膜下表面键合，以气路层基片的下表面与弹性薄膜上表面键合形成一块完成的多功能的集成化微流控核酸分析芯片。

2.根据权利要求1所述的多功能的集成化微流控核酸分析芯片，其特征在于：所述基底是硅片、玻璃，或能与液路层基片材料键合的材料。

3.根据权利要求1所述的多功能的集成化微流控核酸分析芯片，其特征在于：所述液路层基片和气路层基片的材料是PDMS，PC，PMMA或PS多种聚合物材料。

4.根据权利要求1所述的多功能的集成化微流控核酸分析芯片，其特征在于：所述卡合接头为卡合结构，利用PDMS具有的弹性，实现接口密封。

5.一种制备权利要求1所述的多功能的集成化微流控核酸分析芯片的方法，其特征在于实现步骤如下：

(1)液路层基片通过模具生成，此模具分上模具和下模具两种，结构为尺寸与基片凹陷大小相同的凸显结构，两者构成组合模具，使用该组合模具通过注塑法可快速生成液路层基片；

(2)气路层基片也是通过模具生成，此模具分为上模具和下模具两种，结构尺寸与基片凸凹大小相同但相反的凹凸结构，两者构成组合模具，使用该组合模具通过注塑法可快速生成气路层基片；

(3)以等离子体清洗基底、液路层基片、弹性薄膜、气路层基片键合成一块完整的微流控核酸分析芯片。

6.一种利用权利要求1所述多功能的集成化微流控核酸分析芯片进行分析的方法，其特征在于：

(1)样品加载

芯片上核酸分析所需要的试剂事先加载到多个试剂腔里，而样品直接加载到起始的试剂腔即可；

(2)裂解试剂混合

裂解所试剂在受外力的驱动下，从每个试剂腔流经微通道进行扰动混合，流动到对应的混合腔进行开口比混合和自由扩散混合，混合后进行到裂解腔内；

(3)加热裂解

根据试剂里面的酶活性需求，对裂解腔内的试剂加热，DNA被释放到溶液中；加热裂解后的溶液与每个试剂腔的试剂在对应的混合腔进行扰动和自由扩散混合，又经过开口比的混合形式被驱动到提取腔内；

(4)硅胶膜上DNA吸附、清洗、洗脱

在提取控内，基于固相萃取法，采用硅胶膜提取核酸，DNA在高盐低pH条件下能吸附在硅胶膜上，低盐高pH条件下被释放，可纯化DNA，获得高质量DNA；提取后的DNA在其中一个试剂腔的清洗试剂I进行清洗，在另一个试剂腔的清洗试剂II又再一次清洗去除杂质，清洗后的废液均被抽至废液腔内，然后再经另外试剂腔中的洗脱试剂进行DNA的洗脱；

(5)反应试剂的混合以及扩增反应

基于PCR或等温扩增技术用于扩增硅胶膜上洗脱下来的DNA上的一段特异的基因片段，在其中一个试剂腔的试剂一部分进入一个扩增反应腔，另一部分与DNA溶液混合进入另一个扩增反应腔，相同温控条件下进行扩增反应，两个反应腔形成阴阳对照，根据扩增的结果可判别特定基因的存在性以及含量的相对量。

7.根据权利要求6所述的分析的方法，其特征于：所述高盐低pH条件是指3-5M的盐酸胍，5.0-6.5的低PH值。

8.根据权利要求6所述的分析的方法，其特征于：所述低盐高pH条件是指2.5mMtris-HCL或者水溶液，8-8.5的高PH值。