[发明专利]一种微流控芯片、微流控芯片制备方法及核酸提取方法

说明书

本发明提供的一种微流控芯片、微流控芯片制备方法及核酸提取方法，基于微流控技术，设计并制备一种特征为微柱阵列结构的微流控芯片，结合表面改性修饰化学基团，利用微柱微小尺寸所提供的比表面积大的特性，在临床液体样本如血液、尿液、唾液等流经时，以共价结合、静电吸附等作用捕获样本中的核酸分子。经过洗涤液将其余杂质排除后，通过合适的洗脱缓冲液将微柱上捕获的核酸分子洗脱、收集。同时，微流控技术的特性，允许低至微升级别的样本在微尺度下充分与微柱吸附载体接触，从而提取足量的核酸分子以进行下游的生化检测流程。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种微流控芯片、微流控芯片制备方法及核酸提取方法。

背景技术

生物标志物作为生物学过程、病理过程或治疗干预药理学反应的指示因子，在生命健康领域吸引了海量的科学研究，其围绕生物标志物的发现、筛选、验证及应用等环节而延伸的相关产业也在不断发展。其中，核酸作为生物标志物，相比其他类型的生物标志物如糖类、蛋白类等更具敏感性和特异性，其检测成本也更低。同时，核酸标志物也更能反映细胞动态和调控过程，对于研究疾病的基因调制、免疫调控通路机制具有重大的意义。

在研究核酸标志物的过程中，尤其在早期疾病诊断方面，存在如单一标志物可信度差、特异性标志物丰度低等问题。现阶段多以测序或基因芯片等技术进行检测及下游的分析研究，成本高，耗时长，且具有一定错误率，极大限制了其市场的应用推广。归根到底，尤其在临床检测中，对微量样本中的低含量核酸进行有效提取、富集成为研究核酸的重要前提。

传统的核酸提取方式主要分为液相和固相两种方式。液相方法通过使用化学试剂指向性分离液体样本中的核酸分子，如密度梯度离心法、苯酚-氯仿、热裂解碱法等。液相提取法耗时长，提取效率低，分离不完全致使有害化学物质残余，逐渐被以固相吸附支持物为基础的方法所替代。常见的固相材料有硅胶柱、磁珠等。在固相提取过程中，在适当的缓冲液中核酸分子与固相支持物产生交联、吸附，在去除液相杂质后，再将吸附在固相支持物上的核酸分子进行洗脱、收集。硅胶柱法纯化核酸的纯度、回收效率较优，但样本耗费量较大，且需要快速离心、抽滤等步骤，不便于高通量、自动化操作；而磁珠法利用磁场代替离心分离，容易实现自动化、标准化流程，在对于自动化高通量需求日益增长的临床分子诊断、疾病检测等场景显现优势，但其提取核酸的纯度、回收效率往往不如硅胶柱法。

另外，上述传统的核酸提取方式涉及多个不同的仪器及反应体系，大量步骤需要在专业实验室中由专业人员进行人手操作，成本高，标准化程度低。在床旁检测需求日益提升的现下，能够对微量临床样本进行核酸有效提取、分离的微型化、自动化芯片逐渐成为了业界的一大发展方向。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种能够对微量临床样本进行核酸有效提取、分离的微型化及集成化程度高的筛选效率高的微流控芯片。

为解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

第一方面，本发明提供了一种微流控芯片，包括至少一层芯片单元，所述芯片单元包括进样口、核酸提取单元及出样口，包括核酸分子的液体样本由所述进样口通入所述芯片单元，所述核酸提取单元包括微柱阵列，所述微柱阵列吸附所述核酸分子，所述出样口收集所述核酸分子，所述圆柱状直径为1～1000微米，相邻圆柱间距为0.5～500微米，所述芯片单元的深度为10～2000微米，宽度为10～5000微米。

在其中一些实施例中，所述微柱阵列呈圆柱状或方形或菱形。

在其中一些实施例中，所述液体样本的种类为血液或尿液或唾液。

第二方面，本发明还提供了一种所述的微流控芯片的制备方法，包括下述步骤：

在衬底上形成一层正性光刻胶，利用相应的微柱阵列掩膜版曝光形成微柱阵列阳膜，作为下一步刻蚀的牺牲层；

以所述微柱阵列阳膜层为掩膜，刻蚀所述的牺牲层，形成了最终的微柱阵列，并去除剩余的微柱阵列阳膜层；