專利名稱：一種基于納米金顆粒修飾dna微流控芯片微通道的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于DNA微流控芯片電泳分析的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用含有納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)修飾DNA微流控芯片微通道的方法。
背景技術(shù)：
近年來，微全分析系統(tǒng)受到很大的關(guān)注，由于其具有分析速度快、分離柱效高以及可靈活組合和規(guī)模集成等突出優(yōu)點，而被廣泛應(yīng)用于DNA等生物大分子的研究。但在實際分離過程中DNA微流控芯片通道對DNA等生化樣品有一定程度的吸附，引起峰拖尾和分辨率低，限制了 DNA微流控芯片分析技術(shù)的應(yīng)用推廣。因此，在保證芯片分析可靠性、重復性的基礎(chǔ)上，對DNA微流控芯片的微通道進行修飾，成為推廣DNA微流控芯片分析技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵途徑之一?，F(xiàn)有技術(shù)中有直接利用共聚物對DNA微流控芯片微通道進行修飾的方法，但共聚物的制備過程復雜，產(chǎn)率低，并容易堵塞微通道。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中對DNA微流控芯片通道進行修飾的方法中存在的過程復雜、易對微通道造成阻塞等缺陷，提出了一種基于納米金顆粒修飾DNA微流控芯片微通道的方法，具有操作簡單、不易堵塞通道、篩分介質(zhì)穩(wěn)定、壽命較長等有益效果，經(jīng)本發(fā)明方法修飾的DNA微流控芯片的篩分效果好，分析時間短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種基于納米金顆粒修飾DNA微流控芯片微通道的方法，包括以下步驟
第一步DNA微流控芯片及其微通道的預處理
將DNA微流控芯片放入H2SO4溶液進行浸泡，依次經(jīng)去離子水、鹽酸溶液、去離子水沖洗后，吹干備用；
第二步制備納米金顆粒
將HAuCl4在劇烈攪拌條件下加熱至沸騰，加入檸檬酸鈉，經(jīng)反應(yīng)得到納米金顆粒，冷卻至室溫后，于4°C溫度下避光保存?zhèn)溆茫?br> 第三步制備含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)
將所述納米金顆粒加入經(jīng)超聲處理的聚乙烯基吡咯烷酮與羥乙基纖維素的混合溶液中并混合均勻，在攪拌下滴入丙酮，得到絮狀沉淀物，經(jīng)沉淀、洗滌、干燥后得到所述含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)；所述含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)儲存于TBE緩沖溶液中備用； 第四步修飾步驟
將第三步得到的含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)灌入經(jīng)第一步處理的所述DNA微流控芯片的微通道中，使之充滿，靜置直到所述含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)與微通道充分相互作用，完成修飾過程。本發(fā)明方法中，所述第一步中H2SO4的質(zhì)量濃度為98%，鹽酸溶液濃度為lmol/L。
本發(fā)明方法中，所述第二步中HAuCl4濃度為2. 5X 10_4mOl/L，所述檸檬酸鈉濃度為 2. 5Xl(T4mol/L。本發(fā)明方法中，所述第三步中丙酮為無水丙酮。本發(fā)明方法中，所述納米金顆粒表面上的負電荷被復合篩分介質(zhì)中的中性聚合物分子鏈部分取代或屏蔽，納米金顆粒穩(wěn)定地分散于復合篩分介質(zhì)中。針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是推出一種基于納米金顆粒修飾DNA微流控芯片微通道的方法。該方法繼承了現(xiàn)有技術(shù)修飾方法的全部優(yōu)點，并克服了其存在的不足之處。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案。第一步DNA微流控芯片及其微通道的預處理
先將DNA微流控芯片及其微通道放入質(zhì)量濃度為98%的溶液浸泡20分鐘，去離子水洗凈，再用濃度為lmol/L的鹽酸溶液沖洗10分鐘，去離子水沖洗10分鐘，吹干備用。第二步制備納米金顆粒(GNPs)
在制備金溶膠之前，所有的玻璃儀器都應(yīng)用王水浸泡，然后用水沖洗干凈，并完全干燥。使用不同量的檸檬酸鈉水溶液來制備不同粒徑的GNPs。在三個裝有回流冷凝管的圓底燒瓶中，分別加入50 ml, HAuCl4水溶液，在劇烈攪拌條件下加熱至沸騰。分別快速向該溶液中加入0.6 ml, 0.3 ml和0. 05 ml的檸檬酸鈉水溶液。溶液的顏色從淡黃色變?yōu)樯钏{色，然后變?yōu)樽霞t色，表明生成了納米金顆粒。持續(xù)沸騰10-15 min后，移去熱源。金溶膠繼續(xù)攪拌，并冷卻至室溫，放入4°C的冰箱中并避光保存。根據(jù)粒徑大小分別命名為GNPs3， GNPs30, GNPs70o第三步制備含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)
將2 ml上述金膠溶液(GNPs3，GNPs30與GNPs70)分別加入簡單超聲處理混合的聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)與羥乙基纖維素(HEC)的混合溶液中待完全混合均勻后，將上述3份水溶液分別在攪拌下滴入處理好的丙酮溶液中，得到絮狀沉淀物，抽過濾沉淀并用丙酮洗滌，干燥后得到含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)。將上述制備好的含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)加入IXTBE的緩沖溶液中，待用。第四步修飾步驟
將第三步得到的含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)的修飾劑吸入醫(yī)用注射器，通過醫(yī)用注射器的針頭把所述的含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)的修飾劑灌入經(jīng)第一步處理的DNA微流控芯片的微通道中，使之充滿，靜置20分鐘，使該修飾劑與微通道充分相互作用，至此修飾過程全部完成。與背景技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點 1、操作步驟簡便易行。2、微通道經(jīng)本發(fā)明的方法修飾的DNA微流控芯片作DNA片段的分析時，對生化樣品DNA的篩分效果好，分析時間短，修飾劑的使用壽命較長，連續(xù)使用一周未見其性能明顯改變，數(shù)據(jù)見下表1。__翻(
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圖1所示為微流控芯片結(jié)構(gòu)示意圖。1是樣品池，2是緩沖液池，3是樣品廢液池、 4是緩沖液廢液池、5是樣品通道、6是進樣通道、7是微通道、8是微通道。圖2所示為含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式結(jié)合以下具體實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的保護內(nèi)容不局限于以下實施例。在不背離發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的變化和優(yōu)點都被包括在本發(fā)明中，并且以所附的權(quán)利要求書為保護范圍。本發(fā)明基于納米金顆粒修飾DNA微流控芯片微通道的方法，包括以下步驟 第一步DNA微流控芯片及其微通道的預處理
先將DNA微流控芯片及其微通道放入質(zhì)量濃度為98%的溶液浸泡20分鐘，去離子水洗凈，再用濃度為lmol/L的鹽酸溶液沖洗10分鐘，去離子水沖洗10分鐘，吹干備用。第二步制備納米金顆粒(GNPs)
在制備金溶膠之前，所有的玻璃儀器都應(yīng)用王水浸泡，然后用水沖洗干凈，并完全干燥。使用不同量的檸檬酸鈉水溶液來制備不同粒徑的GNPs。在三個裝有回流冷凝管的圓底燒瓶中，分別加入50 ml, HAuCl4水溶液，在劇烈攪拌條件下加熱至沸騰。分別快速向該溶液中加入0.6 ml,0.3 ml和0.05 ml的檸檬酸鈉水溶液。溶液的顏色從淡黃色變?yōu)樯钏{
5色，然后變?yōu)樽霞t色，表明生成了納米金顆粒。持續(xù)沸騰10-15 min后，移去熱源。金溶膠繼續(xù)攪拌，并冷卻至室溫，放入4°C的冰箱中并避光保存。根據(jù)粒徑大小分別命名為GNPs3， GNPs30, GNPs70o第三步制備含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)
將2 ml上述金膠溶液(GNPs3，GNPs30與GNPs70)分別加入簡單超聲處理混合的聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)與羥乙基纖維素(HEC)的混合溶液中待完全混合均勻后，將上述3份水溶液分別在攪拌下滴入處理好的丙酮溶液中，得到絮狀沉淀物，抽過濾沉淀并用丙酮洗滌，干燥后得到含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)。將上述制備好的含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)加入IXTBE的緩沖溶液中，待用。第四步修飾步驟
將第三步得到的含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)的修飾劑吸入醫(yī)用注射器，通過醫(yī)用注射器的針頭把所述的含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)的修飾劑灌入經(jīng)第一步處理的DNA微流控芯片的微通道中，使之充滿，靜置20分鐘，使該修飾劑與微通道充分相互作用，至此修飾過程全部完成。
實施例本實施例完全按照上述方法的具體操作步驟進行操作，相同步驟不再贅述。第一步中，H2SO4的質(zhì)量濃度為98%，鹽酸溶液濃度為lmol/L ；第二步中，HAuCl4濃度為2.5X10—4 mol/L，檸檬酸鈉濃度為2.5X10—4 mol/L ；第三步中，丙酮為無水丙酮。本實施例中，第三步制備得到的含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)結(jié)構(gòu)如圖2所示， 圖中黑色小球所示為復合篩分介質(zhì)中的GNPs納米金顆粒，由于其表面上的負電荷被中性聚合物分子鏈部分取代或屏蔽，GNPs的電荷密度會明顯下降，GNPs接近中性并穩(wěn)定地分散于復合篩分介質(zhì)的聚合物溶液中。利用本實施例修飾的DNA微流控芯片對DNA樣品分析的電泳過程包括以下步驟 分析實驗前，取5 yL的OX174-Haein digest DNA maker溶解于50 μ L的去離子
水中，作為DNA樣品，加入1 μ L的熒光染料T0-PR0-3，放入4°C的冰箱備用。在DNA微流控芯片的四個液槽中分別加入等量的含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)， 作為修飾劑；先進行預電泳20分鐘；待基線穩(wěn)定后，將樣品池1中的復合篩分介質(zhì)用等量的DNA樣品代替，進行進樣。如圖1所示，樣品由液槽1經(jīng)樣品通道5、進樣通道6進入樣品廢液池3，40秒后轉(zhuǎn)換成分離電壓進行分離，樣品在微通道7被分離后，在微通道8處被檢測，分離后的樣品進入緩沖液廢液池4。具體的DNA片段電泳進樣及分離的電壓條件如下表 2進行設(shè)置
表
權(quán)利要求
1.一種基于納米金顆粒修飾DNA微流控芯片微通道的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟第一步DNA微流控芯片及其微通道的預處理將DNA微流控芯片放AH2SO4溶液進行浸泡，依次經(jīng)去離子水、鹽酸溶液、去離子水沖洗后，吹干備用；第二步制備納米金顆粒將HAuCl4在劇烈攪拌條件下加熱至沸騰，加入檸檬酸鈉，經(jīng)反應(yīng)得到納米金顆粒，冷卻至室溫后，于4°C溫度下避光保存?zhèn)溆?；第三步制備含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)將所述納米金顆粒加入經(jīng)超聲處理的聚乙烯基吡咯烷酮與羥乙基纖維素的混合溶液中并混合均勻，在攪拌下滴入丙酮，得到絮狀沉淀物，經(jīng)沉淀、洗滌、干燥后得到所述含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)；所述含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)儲存于TBE緩沖溶液中備用；第四步修飾步驟將第三步得到的含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)灌入經(jīng)第一步處理的所述DNA微流控芯片的微通道中，使之充滿，靜置直到所述含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)與微通道充分相互作用，完成修飾過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于納米金顆粒修飾DNA微流控芯片微通道的方法，其特征在于，所述第一步中H2SO4的質(zhì)量濃度為98%，鹽酸溶液濃度為lmol/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于納米金顆粒修飾DNA微流控芯片微通道的方法，其特征在于，所述第二步中HAuCl4濃度為2. 5X 10_4mol/L，所述檸檬酸鈉濃度為2. 5X 10_4mol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于納米金顆粒修飾DNA微流控芯片微通道的方法，其特征在于，所述第三步中丙酮為無水丙酮。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于納米金顆粒修飾DNA微流控芯片微通道的方法，其特征在于，所述納米金顆粒表面上的負電荷被復合篩分介質(zhì)中的中性聚合物分子鏈部分取代或屏蔽，納米金顆粒穩(wěn)定地分散于復合篩分介質(zhì)中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于納米金顆粒修飾DNA微流控芯片微通道的方法，對DNA微流控芯片進行預處理，制備含納米金顆粒的復合篩分介質(zhì)，進行DNA微流控芯片微通道的修飾。本發(fā)明具有操作簡單、不易堵塞通道等優(yōu)點，經(jīng)本發(fā)明方法修飾的DNA微流控芯片的篩分效果好，分析時間短。
文檔編號C12M1/34GK102517202SQ20111038435
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者何品剛, 張俊慶, 成雙, 方禹之, 李剛, 汪志芳, 王歡, 王清江, 王霞, 葛淑麗 申請人:華東師范大學