背景技術(shù)：
：從樣品中分離核酸可能是遺傳分析的重要步驟，所述樣品例如為細胞、組織、植物、細菌、病毒顆粒、血液、血清或血漿。通常，廣泛使用諸如苯酚/氯仿沉淀之類的液相提取技術(shù)。盡管這些方法可以產(chǎn)生高質(zhì)量的核酸，但是這樣方法費力、耗時并且高度依賴于操作者。固相提取技術(shù)是常見的替代方法。當(dāng)處理大量樣品時，固相提取技術(shù)通常是所選擇的方法。通常使用的固相基材包括(例如)可提供用于核酸結(jié)合的大表面積的硅石旋轉(zhuǎn)柱和硅石磁性顆粒。然而，這些多孔基材和微/納米顆?？赡苡捎诹鲃雍皖w?；旌隙鴮?dǎo)致核酸剪切，致使核酸的完整性降低。自從最初引入旋轉(zhuǎn)柱和磁性微粒開始，核酸提取(例如dna提取)的主要方法基本保持不變。盡管諸如旋轉(zhuǎn)柱和磁性微粒之類的方法快速且容易，但是通過這些方法施加的剪切力可能會使核酸斷裂，并且對于新一代的長讀長測序和基因組測繪技術(shù)而言，可能不具有足夠的核酸質(zhì)量。因此，仍需要開發(fā)新型分離材料和能夠更容易地從生物樣品中分離和純化核酸的方法。先前已經(jīng)公開了這樣的熱塑性基材，其包含微觀尺度折疊的分層結(jié)構(gòu)，該分層結(jié)構(gòu)層疊有納米尺度的硅石薄層，該熱塑性基材是通過使用廉價的熱收縮性聚烯烴(po)膜容易地制造的。該納米膜可以被微調(diào)以產(chǎn)生能夠捕獲大量核酸而不施加使核酸斷裂的剪切力的無孔大表面積結(jié)合基材。通過使斷裂最小化，可以將核酸結(jié)合偏離傾斜構(gòu)象(proneconformation)而朝向觸角構(gòu)象(tentacleconformation)，從而將結(jié)合能力提高到例如比以前報道的硅石微粒高約100至約1,000,000倍。此外，硅石納米膜使用簡單的結(jié)合、洗滌和洗脫方案，其將柱和磁珠提取的容易性與苯酚-氯仿的性能相結(jié)合，使得核酸產(chǎn)量可以比任何柱或磁珠的產(chǎn)量高大約10倍，且獲得高純度和高分子量的核酸。為了便于從細胞、組織和體液中提取大量高質(zhì)量的高分子量核酸，本文公開了一種磁性硅石納米膜材料，其通過在除了至少一層硅石層之外還將磁性部分沉積到或嵌入到熱塑性基材中而制備。磁性硅石納米膜可通過類似于磁選法的方式進行萃取，由此可以使用磁體將納米膜拉伸到試管等容器的側(cè)面或底部，從而便于移液和洗滌，而不會干擾納米膜或被結(jié)合的核酸。本文公開了廉價的磁性熱塑性納米膜材料，其使用微米級和納米級硅石薄片的分層和磁化層，從而得到了能夠捕獲大量未斷裂的高分子量核酸的高表面積和低剪切基材。技術(shù)實現(xiàn)要素：本文公開了一種磁性硅石納米膜，其包括：具有第一表面和第二表面的聚合物芯；設(shè)置在所述聚合物芯上的至少一層二氧化硅層，所述二氧化硅層包括選自多個(a)微觀尺寸硅石結(jié)構(gòu)和(b)納米尺寸硅石結(jié)構(gòu)中的至少一種表面形態(tài)；以及至少一個磁性部分。在某些實施方案中，所述至少一個磁性部分包含至少一種選自抗磁性材料、順磁性材料、亞鐵磁性材料和鐵磁性材料中的磁性材料，并且在某些實施方案中，所述至少一個磁性部分包含至少一種選自鐵、鎳、鈷、磁鐵礦、赤鐵礦、磁赤鐵礦、以及磁性材料的合金(如鋼、阿爾帕姆合金、坡莫合金、費爾尼柯低膨脹系數(shù)合金、森達斯特鋁硅鐵合金、鍍銅鐵鎳合金和阿爾尼科合金)中的磁性材料。在某些實施方案中，所述至少一個磁性部分選自設(shè)置在聚合物芯上的至少一層磁性材料、嵌入聚合物芯內(nèi)的至少一種磁性材料、以及至少一個磁性聚合物芯。在某些示例性實施方案中，所述至少一個磁性部分是厚度為約5nm至約10μm的磁性層。在某些實施方案中，所述至少一個磁性部分包括設(shè)置在所述至少一層二氧化硅層上的磁性材料層。在本文公開的某些實施方案中，所述至少一層二氧化硅層設(shè)置在所述聚合物芯的第一表面上，并且所述至少一個磁性部分是設(shè)置在第二表面上的磁性層。在某些實施方案中，第一層二氧化硅層設(shè)置在聚合物芯的第一表面上，所述至少一個磁性部分是設(shè)置在第二表面上的磁性層，并且第二層二氧化硅層設(shè)置在所述至少一個磁性部分上。在各種其他示例性實施方案中，第一層二氧化硅層設(shè)置在聚合物芯的第一表面上，所述至少一個磁性部分是設(shè)置在第二表面上的磁性層，第二層二氧化硅層設(shè)置在所述至少一個磁性部分上，并且第三層二氧化硅層設(shè)置在聚合物芯的第一表面和所述至少一個磁性部分之間。在其他實施方案中，第一層二氧化硅層設(shè)置在聚合物芯的第一表面上，所述至少一個磁性部分設(shè)置在聚合物芯的第二表面上，第二層二氧化硅層設(shè)置在所述至少一個磁性部分上，第三層二氧化硅層設(shè)置在聚合物芯的第二表面和所述至少一個磁性部分之間，第二磁性部分設(shè)置在位于聚合物芯的第一表面上的第一層二氧化硅層上，并且第四二氧化硅層設(shè)置在第二磁性部分上。在各種實施方案中，第二磁性部分設(shè)置在聚合物芯的第一表面和所述至少一層二氧化硅層之間。在某些實施方案中，本文公開的磁性納米膜還包括設(shè)置在所述至少一個磁性部分上的鈍化層，并且在某些實施方案中，所述至少一個二氧化硅層的厚度在約2nm至約500nm厚的范圍內(nèi)。在本文公開的某些實施方案中，所述至少一層二氧化硅層是通過使用選自電子束蒸鍍、濺射、化學(xué)氣相沉積、等離子體增強化學(xué)氣相沉積、電鍍、原子層沉積、化學(xué)溶液沉積和旋涂中的沉積方法而沉積的。在本文公開的各種其他實施方案中，本文公開的磁性硅石納米膜進一步包括選自氨基丙基、氯丙基、十八烷基、辛基、季銨基、二乙基氨基乙基、磺酸基、苯基、殼聚糖、生物素、鏈霉親和素、抗體、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、聚乙二醇和酶中的至少一種的表面官能化。在某些示例性實施方案中，本文公開的磁性硅石納米膜的聚合物芯包含至少一種選自聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、環(huán)狀聚烯烴聚合物、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、氟化乙烯丙烯、聚四氟乙烯和聚偏二氟乙烯中的熱塑性材料。本文還公開了從樣品中提取核酸的方法，所述方法包括：獲得包含核酸的樣品；使所述樣品與至少一個磁性納米膜接觸，所述至少一個磁性納米膜包括至少一層二氧化硅層和至少一個磁性部分；使樣品中的核酸吸附在所述至少一個磁性納米膜上；使用磁體操縱所述至少一個磁性納米膜；并使所述核酸從所述至少一個磁性硅石納米膜上解吸，以從所述樣品中獲得提取的核酸。在本文公開的用于從樣品中提取核酸的方法的某些實施方案中，所述核酸選自dna、rna、以及dna和rna的混合物。在某些實施方案中，核酸分散在包含裂解緩沖液的上清液中，或者在某些實施方案中，核酸分散在反應(yīng)溶液中。在本文公開的方法的某些實施方案中，操縱所述至少一個磁性納米膜包括利用磁體將磁性納米膜保持在期望的位置，同時移除溶液以使其不與磁性納米膜接觸，并釋放磁性，并且在某些實施方案中，操縱所述至少一個磁性納米膜包括用磁體轉(zhuǎn)移磁性納米膜，并在轉(zhuǎn)移后磁性釋放所述至少一個磁性納米膜。在本文公開的方法的某些實施方案中，洗滌所述至少一個磁性納米膜包括：a)使所述至少一個磁性納米膜與洗滌溶液接觸；以及b)操縱所述至少一個磁性納米膜以將所述洗液與所述磁性納米膜分離。在各種實施方案中，本文公開的方法還可以包括將步驟a)和b)的過程重復(fù)一次或多次。在本文公開的方法的某些實施方案中，解吸核酸包括使樣品與洗脫液接觸并將所述至少一個磁性納米膜釋放到洗脫液中，并且在某些實施方案中，所提取的核酸的平均長度為至少約100千堿基。本文還公開了這樣的實施方案，其中從樣品中提取核酸的方法由自動化儀器以自動方式進行。從下文提供的詳細描述中，本文公開的實施方案的其他適用范圍將變得顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解，詳細描述和具體實施方案僅是為了說明的目的，而不是為了限制本公開的范圍。附圖說明由詳細描述和附圖將更全面地理解本公開，其中：圖1示出了包括聚合物芯、二氧化硅層和鐵層的磁性硅石納米膜的制造方法的圖示。圖2示出了包括聚合物芯、多層二氧化硅層、以及鐵層的磁性硅石納米膜的制造方法。圖3示出了使用磁性硅石納米膜進行dna提取的示例性方法的流程圖。圖4是通過使用磁體而被吸引至微量離心管側(cè)的磁性納米膜片的照片。圖5是比較使用磁性硅石納米膜與苯酚-氯仿、qiagenminispin柱、和qiagen磁性顆粒技術(shù)進行萃取的dna收率的柱狀圖。圖6是示出了uv吸光度與通過使用苯酚-氯仿、磁性硅石納米膜、磁珠微粒和旋轉(zhuǎn)柱從mcf-7細胞中提取的dna波長間的關(guān)系的曲線圖。圖7示出了使用苯酚氯仿、磁性硅石納米膜、磁珠微粒和旋轉(zhuǎn)柱從mcf-7細胞中提取的基因組dna的大小的脈沖場凝膠圖像。圖8示出了使用磁性納米膜和非磁性納米膜從人全血中提取的總核酸收率的柱狀圖。圖9示出了由thermoscientifickingfishertmduoprime自動dna提取系統(tǒng)的機器人臂上的磁棒捕獲的磁性納米膜的照片。圖10示出了在自動dna提取系統(tǒng)上運行的八個樣品的dna回收的柱狀圖。圖11是使用磁性納米膜和磁棒驅(qū)動的儀器的自動dna提取的示意圖。圖12是使用磁棒驅(qū)動的儀器在自動dna提取中的溶液之間的磁性納米膜的示例性轉(zhuǎn)移的示意圖。圖13是掃描電子顯微鏡(sem)圖像，其示出了磁性硅石納米膜的表面形貌。插圖示出了較高放大倍數(shù)下的區(qū)域。圖14a、14b和14c示出了包括聚合物芯、至少一層二氧化硅和至少一個磁性部分的磁性硅石納米膜的各種示例性實施方案。發(fā)明詳述各種實施方案的以下描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，并且絕不旨在限制本公開、其應(yīng)用或其用途。如本文所使用的，范圍用作描述在該范圍內(nèi)的各個值和每個值的簡寫?？梢赃x擇范圍內(nèi)的任何值作為該范圍的終點。此外，本文引用的所有參考文獻通過引用的方式整體并入本文。在本公開的定義和引用的參考文獻中的定義中發(fā)生沖突的情況下，以本公開為準。如本文所使用的，涉及項目的列舉如a和b的術(shù)語“…中的一個或多個”指的是單獨的a、單獨的b、或a和b。術(shù)語“…中的至少一個”用于表示可以選擇所列舉項目中的一個或多個。除非另有說明，否則本說明書和本說明書其他部分所表述的所有百分比和量應(yīng)理解為指重量百分比。給出的量基于材料的有效重量。本文公開的是基于新穎且相對廉價的分層磁性硅石納米膜的核酸提取方法。本文公開的磁性硅石納米膜是包含微觀尺寸和/或納米尺寸硅石結(jié)構(gòu)和至少一個磁性部分的分層形貌的聚合物基材。如本文所用，微觀尺寸結(jié)構(gòu)應(yīng)被理解為特征尺寸小于或等于約1000μm，例如小于或等于約500μm、小于或等于約200μm或小于或等于約100μm。如本文所用，納米尺寸結(jié)構(gòu)應(yīng)被理解為特征尺寸小于或等于約1000nm，例如小于或等于約500nm、小于或等于約200nm或小于或等于約100nm。與硅石磁珠和柱(其會施加使dna/rna片段斷裂的剪切力)不同，本文公開的無孔硅石納米膜基材可以結(jié)合并釋放dna/rna而不使其斷裂，實現(xiàn)更高的dna/rna尺寸(高達mb范圍)，這可能超過被認為是本領(lǐng)域金標準的苯酚-氯仿萃取。此外，本文公開的通過使用磁性硅石納米膜的核酸提取方法在許多方面比磁珠和柱更簡單。此外，本文公開的方法的提取率可以比使用磁珠和/或柱的已知方法高至少約五倍至約三十倍。本文公開的磁性硅石納米膜可用于從培養(yǎng)的細胞、組織、細菌、病毒、植物細胞、全血、血清、血塊黃層、血漿、尿液、唾液、糞便、胸腔積液、腦脊髓液、導(dǎo)管灌洗液、福爾馬林固定石蠟包埋(ffpe)組織樣品或其他含核酸材料中提取核酸。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，可能需要對提取緩沖體系進行修改對于適應(yīng)不同的樣品類型。如本文所用，術(shù)語“硅石納米膜”是指硅石在聚合物芯上的三維構(gòu)象，其可以包括尺寸在數(shù)十納米至微米范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)，例如微褶皺、納米褶皺和硅石薄片。術(shù)語薄片、褶皺、折疊、小薄片、芯片等是用于描述納米膜表面上的硅石結(jié)構(gòu)的外觀的描述性術(shù)語。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的，硅石在微觀尺寸和/或納米尺寸水平所呈現(xiàn)的形貌可以根據(jù)各種因素而變化，這些因素包括(例如)所沉積的二氧化硅的量和由收縮期間的聚合物芯所采用的獨特的構(gòu)造，并且本文公開的實施方案不受沉積在聚合物芯上的至少一個二氧化硅層所呈現(xiàn)的形貌的限制。本文所用的術(shù)語“硅石”是指氧化硅、二氧化硅和二氧化硅衍生物，例如sio2晶體和其他形式的sio2，例如由sio2組成的硅藻、沸石、無定形二氧化硅、玻璃粉末、硅酸、水玻璃、硼硅酸鹽以及硅酸鋁和活化硅酸鹽。如本文所用的術(shù)語“樣品”或“生物樣品”是指包含細胞或細胞材料的任何樣品，例如細胞、冷凍細胞團、固定細胞、排泄物/糞便、血塊黃層(即白細胞血液部分)、腹水、拭子(例如臉頰或咽喉拭子、子宮頸拭子)、痰液、器官穿刺物、精液、組織樣品、固定組織樣品、固定或非固定組織樣品的組織切片(如冷凍切片和石蠟切片，例如福爾馬林固定的石蠟切片)、腫瘤材料、活檢樣品、血液樣品(例如全血或血液部分)、細胞懸浮液，并且在最廣泛的意義上，包括細胞成分的所有樣品，其中包括完整細胞和細胞組分。此外，該術(shù)語還包括其他含核酸的生物材料，例如血清或血漿(如含病毒血清或血漿、hiv感染和hcv感染的血清樣品)、分泌物、csf、膽汁、淋巴液和尿液。類似地，其可以是來自生物化學(xué)或生物技術(shù)過程并且隨后將被純化的含有核酸的材料。如本文所用，術(shù)語“核酸”包括“多核苷酸”、“寡核苷酸”和“核酸分子”，通常是指dna或rna聚合物，所述dna或rna聚合物可以是單鏈或雙鏈的，合成的或者天然來源獲得的(例如，分離和/或純化的)，其包含天然的、非天然的或改變的核苷酸，其可以包含天然的、非天然的或改變的核苷酸間鍵合，例如氨基磷酸酯鍵或硫代磷酸酯鍵，而不是未修飾寡核苷酸的核苷酸之間發(fā)現(xiàn)的磷酸二酯。在某些實施方案中，核酸不包括任何插入、缺失、反轉(zhuǎn)和/或取代。然而，如本文所討論的，在一些情況下，核酸包含一個或多個插入、缺失、反轉(zhuǎn)和/或取代可能是合適的。在某些實施方案中，本文公開的核酸是重組的。如本文所用，術(shù)語“重組”是指(i)通過將天然或合成核酸區(qū)段連接到可在活細胞中復(fù)制的核酸分子而構(gòu)建在活細胞外部的分子，或(ii)由上述(i)中描述的那些的復(fù)制而得到的分子。出于本文的目的，復(fù)制可以是體外復(fù)制或體內(nèi)復(fù)制。如本文所用，術(shù)語“聚合物”是指能夠熱收縮的任何聚合物基材。在一些實施方案中，聚合物是熱塑性聚合物。如本文所用，術(shù)語“熱塑性”是指在高于特定溫度時變得柔軟或可模塑、并且在冷卻時返回固態(tài)的聚合物。熱塑性塑料可包括(例如)諸如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯、聚苯乙烯(ps)和環(huán)狀聚烯烴(po)聚合物之類的聚合物。本文使用的二氧化硅納米膜可以使用常用的聚合物基材制造，包括例如預(yù)拉伸熱塑性塑料，例如pmma、聚碳酸酯、ps和環(huán)狀po聚合物。可以用作硅石納米膜的聚合物芯的其他示例性聚合物基材包括(例如)聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、氟化乙烯丙烯、聚四氟乙烯和聚偏二氟乙烯。在某些實施方案中，可以將硅石沉積在可收縮的po膜上。在高溫下培養(yǎng)后，聚合物膜收縮，并且由于上述機理，硅石形成納米結(jié)構(gòu)。在某些實施方案中，磁性硅石納米膜的聚合物芯的收縮厚度范圍為約5μm至約5mm。在某些實施方案中，磁性硅石納米膜的聚合物芯的預(yù)收縮厚度范圍為約5μm至約500mm。在本文公開的某些實施方案中，磁性硅石納米膜可以通過用至少一層二氧化硅覆蓋聚合物芯(例如聚烯烴聚合物膜)來制造。在某些實施方案中，至少一層二氧化硅的厚度范圍可以為約2nm至約500nm，例如約50nm至約200nm、約75nm至約150nm或約100nm。在一個實施方案中，使用電子束蒸鍍，用100nm厚的二氧化硅層覆蓋20μm厚的聚烯烴膜的一側(cè)。二氧化硅可以直接沉積在聚合物芯上，或者在某些實施方案中，當(dāng)首先用至少一個磁性部分、至少一層惰性層和/或至少一層另外的二氧化硅層覆蓋聚合物芯后，再在其上沉積二氧化硅。在聚合物芯已經(jīng)覆蓋有至少一層硅石之后，聚合物芯的另一側(cè)可以被至少一個磁性部分覆蓋，或者在某些實施方案中，聚合物芯的另一側(cè)可以被第二層硅石覆蓋。在某些實施方案中，然后已經(jīng)覆蓋有硅石的聚合物芯的另一側(cè)可被至少一個磁性部分覆蓋，并且在某些實施方案中，已經(jīng)覆蓋有硅石的聚合物芯的另一側(cè)首先被第二硅石層覆蓋，其中該第二硅石層隨后被至少一個磁性部分覆蓋。在本文公開的某些實施方案中，然后可以用磁性部分覆蓋聚合物芯的另一側(cè)(例如聚烯烴膜)。在某些實施方案中，磁性部分可以是厚度為約15nm至約200nm，例如約30nm至約100nm、約100nm或約30nm厚的磁性層。在某些實施方案中，磁性部分可以嵌入在聚合物芯內(nèi)。在某些實施方案中，聚合物芯可以由具有固有磁性的材料構(gòu)成。在某些實施方案中，聚合物芯(例如厚度為約10μm至約100μm的聚烯烴膜)的一側(cè)可被二氧化硅層覆蓋。然后聚合物芯的另一側(cè)可被磁性層(如20nm至100nm厚的磁性層)覆蓋。然后可以使被覆蓋的聚合物芯基材熱收縮，例如在烘箱中。這產(chǎn)生了可以用于磁性核酸提取的納米膜，該納米膜的一側(cè)具有微觀尺寸和納米尺寸的硅石結(jié)構(gòu)，另一側(cè)具有磁性層。在某些實施方案中，磁性層也可以具有由所述制造過程中產(chǎn)生的納米尺寸和微觀尺寸的結(jié)構(gòu)。圖1示出了根據(jù)本文公開的實施方案的示例性制造工藝的流程圖。如圖1所示，至少一層二氧化硅層101可沉積在聚合物芯100(例如聚烯烴膜)的第一表面上。接下來，在納米膜熱收縮之前，可以在聚合物芯100的第二表面上沉積至少一個磁性部分102(例如鐵)。在某些實施方案中，一側(cè)覆蓋有二氧化硅的納米膜的另一側(cè)可交替覆蓋有鐵和二氧化硅，然后可以使被覆蓋的聚烯烴基材熱收縮。這產(chǎn)生了在兩側(cè)均具有微觀尺寸和納米尺寸的硅石結(jié)構(gòu)的納米膜。背側(cè)硅石結(jié)構(gòu)包括被硅石覆蓋的鐵磁鐵層，使得可以進行磁性操控，并且核酸可以結(jié)合到納米膜的兩側(cè)。覆蓋鐵的硅石用作核酸的結(jié)合表面，并保護鐵不與緩沖組分發(fā)生反應(yīng)。圖2示出了根據(jù)本文公開的實施方案的各種示例性制造工藝的流程圖。如圖2所示，至少一層二氧化硅層201可沉積在聚合物芯200(例如聚烯烴膜)的第一表面上。接下來，至少一個磁性部分202(例如鐵)可沉積在聚合物芯200的第二表面上。在某些實施方案中，在納米膜熱收縮之前，第二層二氧化硅層201可沉積在所述至少一個磁性部分202上?；蛘?，如圖2所示，至少一層二氧化硅層201可以沉積在聚合物芯200的第一表面上，并且第二層二氧化硅層201可沉積在聚合物芯200的第二表面上。接下來，可以在第二層二氧化硅層201上沉積至少一個磁性部分202(例如鐵)。最后，在納米膜熱收縮之前，可以在所述至少一個磁性部分202上沉積第三層二氧化硅層201。在本公開的某些實施方案中，可以在聚合物芯的第一表面上沉積第一層二氧化硅層，并且可在聚合物芯的第二表面上沉積至少一個磁性部分，其中可以在所述至少一個磁性部分上沉積第二層二氧化硅層。此外，在某些實施方案中，可以在第一層二氧化硅層與聚合物芯的第一表面之間沉積第二磁性部分。如圖14a所示，在某些實施方案中，至少一層二氧化硅層1401可沉積在聚合物芯1400的第一表面上，并且至少一個磁性部分1402可沉積在所述至少一層二氧化硅層1401。在某些實施方案中，第二層二氧化硅層1401可以沉積在所述至少一個磁性部分1402上。任選地，在聚合物芯1400的第二表面上沒有沉積任何層，使得(例如)納米膜包括聚合物芯1400、第一層二氧化硅層1401、磁性部分1402和第二層二氧化硅層1401?；蛘撸谀承嵤┓桨钢胁⑷鐖D14a所示，至少一層二氧化硅層1401可以沉積在聚合物芯1400的第一表面上，并且至少一層第二層二氧化硅層1401可以沉積在聚合物芯1400的第二表面。接下來，至少一個磁性部分1402可以沉積在所述至少一層二氧化硅層1401上，并且第二磁性部分1402可以沉積在第二層二氧化硅層1401上。最后，在如圖14a所示的各種可任選的實施方案中，第三層二氧化硅層1401可以沉積在所述至少一個磁性部分1402上，并且任選地，第四層二氧化硅層1401可以沉積在所述第二磁性部分1402上。如圖14b所示，在某些實施方案中，至少一個磁性部分1402可以沉積在聚合物芯1400的第一表面上，并且至少一層二氧化硅層1401可沉積在所述至少一個磁性部分上。在各種任選的實施方案中，在聚合物芯1400的第二表面上沒有沉積層，使得(例如)納米膜包括聚合物芯1400、磁性部分1402和二氧化硅層1401。在圖14b所示的某些其他實施方案中，至少一個第一磁性部分1402可以沉積在聚合物芯1400的第一表面上，并且至少一層二氧化硅層1401可沉積在聚合物芯1400的第二表面上。接下來，第二磁性部分1402可以沉積在所述至少一層二氧化硅層1401上?？蛇x地，在某些實施方案中，第二層二氧化硅層1401可以沉積在第二磁性部分1402上。在圖14b中示出的某些其他實施方案中，第三層二氧化硅層1401可沉積在所述至少一個第一磁性部分1402上。如圖14c所示，在某些實施方案中，至少一個第一磁性部分1402可以沉積在聚合物芯1400的第一表面上，并且至少一個第二磁性部分1402可以沉積在聚合物芯1400的第二表面上。磁性部分可以相同或不同。在某些實施方案中，至少一層二氧化硅層1401可沉積在所述至少一個第一磁性部分1402上。在某些示例性實施方案中，任選地，第二層二氧化硅層1401可沉積在第二磁性部分1402上。在各種其他實施方案中，可以用二氧化硅覆蓋聚烯烴膜的一側(cè)，然后使該聚烯烴膜熱收縮。接下來，在熱收縮之后，可以在納米膜的另一側(cè)上沉積磁性層。在本文公開的可替代實施方案中，在聚烯烴膜熱收縮之后，可以用二氧化硅覆蓋至少一個磁性部分以用作鈍化層。在本文公開的某些實施方案中，磁性部分可以是抗磁性的、順磁性的、鐵磁性的或亞鐵磁性的。在各種實施方案中，磁性部分是順磁性的，使得納米膜不會彼此粘附。在各種實施方案中，磁性部分可以由鐵、鎳、鈷、磁鐵礦、赤鐵礦、磁赤鐵礦、磁性合金(如鋼、坡莫合金和阿爾尼科合金)或任何此類材料制成。在某些示例性實施方案中，磁性材料可以具有高磁化率，使得可以沉積較薄的磁性材料層，同時獲得足夠的磁力以在溶液中拉動納米膜。對于給定的施加磁場，較厚的層可能導(dǎo)致較大的磁拉力。為了有效的磁力操縱，需要足夠的磁力來克服粘力、表面張力、浮力等。在一個實施方案中，磁性層的厚度可以從約2nm到約10μm不等。在某些實施方案中，磁性材料可以是化學(xué)惰性和生物惰性的，使得其不會被緩沖組分或生物材料所降解、水解或發(fā)生不利地反應(yīng)。磁性材料也不會受到高應(yīng)力，并且不會破壞核酸提取所需的二氧化硅薄片結(jié)構(gòu)的形成。沉積后，將被覆蓋的聚合物芯在烘箱中熱收縮。這產(chǎn)生了這樣的納米膜，該納米膜的一側(cè)具有微觀尺寸和納米尺寸的二氧化硅結(jié)構(gòu)，例如薄片，另一側(cè)具有磁性層，然后可以將其用于磁性核酸提取。當(dāng)聚合物薄膜收縮時，薄膜應(yīng)力的差異產(chǎn)生了微觀尺寸折疊的分層結(jié)構(gòu)，其上層疊有納米尺寸的二氧化硅薄片，其可以通過二氧化硅沉積厚度進行精細調(diào)節(jié)。在本文公開的各種實施方案中，聚合物芯的一側(cè)可被第一層二氧化硅層覆蓋。然后聚烯烴膜的另一側(cè)可以交替地覆蓋有第二層二氧化硅層，隨后是位于第二層二氧化硅層上的磁性材料層，以及位于磁性材料層之上的第三層二氧化硅層。然后可以將被覆蓋的聚合物基材熱收縮，例如在烘箱中。在某些實施方案中，被覆蓋的聚合物基材可以熱收縮。這產(chǎn)生了在兩側(cè)具有微觀尺寸和納米尺寸的二氧化硅薄片的納米膜。背側(cè)二氧化硅薄片包括夾在硅石之間的磁性中心，使得可以進行磁性操作，并且核酸可以結(jié)合或吸附到納米膜的兩側(cè)。包封磁性材料兩側(cè)的二氧化硅充當(dāng)核酸的結(jié)合表面，并保護磁性材料不與緩沖組分發(fā)生反應(yīng)。在某些實施方案中，磁性材料可以是鐵。在其他實施方案中，磁性材料可以是合金，例如鋼、阿爾尼科合金、坡莫合金、阿爾帕姆合金、費爾尼柯低膨脹系數(shù)合金、森達斯特鋁硅鐵合金、鍍銅鐵鎳合金等。在另一個實施方案中，聚合物芯的一側(cè)可被第一層二氧化硅層覆蓋。然后，聚合物膜的另一側(cè)可以交替地被磁性材料層和第二層硅石層覆蓋。然后可以將被覆蓋的聚合物基材熱收縮。在另一個實施方案中，聚合物芯的一側(cè)可以覆蓋有二氧化硅層，然后熱收縮。接下來，在熱收縮之后，可以在納米膜的另一側(cè)上沉積磁性層。在本文公開的實施方案中，層的沉積可以通過本領(lǐng)域已知的任意方式進行。在某些實施方案中，可以通過熱蒸發(fā)、電子束蒸鍍、濺射、化學(xué)氣相沉積、等離子體增強的化學(xué)氣相沉積、電鍍、原子層沉積、化學(xué)溶液沉積、旋涂或任意其他沉積方法來沉積這些層。在一個實施方案中，可以通過電子束蒸鍍沉積這些層。在其他實施方案中，可以通過沉積其他的層或覆層使磁性層鈍化，從而使其變得更加化學(xué)惰性或生物學(xué)惰性。在本文公開的某些實施方案中，可以用本領(lǐng)域已知的其他化合物或組分對包含硅石的硅石納米膜進行衍生化或官能化，以提供所需的化學(xué)、物理或電學(xué)性質(zhì)或執(zhí)行特定功能，例如促進或防止吸附或結(jié)合、以及促進生化反應(yīng)。在一些實施方案中，可用氨基丙基、氯丙基、十八烷基、辛基、季銨基、二乙基氨基乙基、磺酸基、苯基、生物素、鏈霉親和素、抗體、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、殼聚糖或酶將二氧化硅衍生化。在各種實施方案中，磁性部分可以被硅石層覆蓋以使核酸結(jié)合于納米膜的兩側(cè)。在一些實施方案中，將納米膜在約100°f至500°f、例如約200°f至約400°f、或約250°f至約300°f的溫度范圍內(nèi)加熱。在一些實施方案中，將納米膜加熱約10秒至約10分鐘，例如約1分鐘至約5分鐘，或約2分鐘至約3分鐘。在一些實施方案中，可以向納米膜施加應(yīng)力以控制收縮率和方向。在一個實施方案中，可以在熱收縮后通過切割或沖壓從而將納米膜成形為特定尺寸。在某些實施方案中，例如，可以熱收縮之后使用沖頭形成納米膜的盤，例如盤的范圍為約1μm至數(shù)米，例如約1mm至約6mm。在另一個實施方案中，可以在熱收縮之前通過切割或沖壓將納米膜成形為特定尺寸。本文公開的硅石納米膜上的分層圖案基于沉積有硅石的熱收縮性聚合物膜的熱誘導(dǎo)表面褶皺。使用由預(yù)拉伸的軟質(zhì)聚合物基材涂覆的金屬薄膜收縮或膨脹引起的表面褶皺是制造納米材料的簡單且低成本的方法。由于聚合物基體和剛性膜之間的收縮或膨脹系數(shù)不同，應(yīng)力將積聚在膜內(nèi)并最終導(dǎo)致自發(fā)的表面起皺現(xiàn)象。在制備磁性硅石納米膜的過程中形成的精確納米結(jié)構(gòu)取決于二氧化硅的涂層或?qū)右约八练e的磁性材料的厚度。隨著硅石層變厚，可以大大提高硅石納米膜的比表面積，同時增強核酸結(jié)合能力。因此，與商業(yè)硅石柱和磁性顆粒相比，本文公開的磁性硅石納米膜可具有更高的核酸回收率。與其他已知方法(如苯酚-氯仿方法)相比，本文公開的磁性硅石納米膜能夠以高產(chǎn)率和高質(zhì)量從培養(yǎng)的人細胞中提取核酸，例如dna。針對特定的目的，本文公開的磁性硅石納米膜可以制造成任何合適的形狀，例如平面狀或珠狀構(gòu)造。在某些實施方案中，磁性硅石納米膜可以是圓形、正方形或任何特定形狀，包括不規(guī)則形狀、新穎的形狀和三維形狀。在一個實施方案中，本文公開的磁性硅石納米膜可以是圓形的并且可以裝配到試管中。在某些實施方案中，磁性硅石納米膜可適于裝入用于流通分析的柱或移液管末端或能夠容納樣品的任何其他裝置。在某些實施方案中，磁性硅石納米膜可以折疊、彎曲或附著在一起以形成三維形狀。在某些實施方案中，本文公開了制備磁性硅石納米膜的方法，其包括：a)在具有原始尺寸的聚合物芯上沉積至少一層二氧化硅；b)在聚合物芯上沉積至少一個磁性部分；以及c)在足夠的溫度下將聚合物芯加熱足夠的時間以使聚合物芯收縮，并且其中聚合物芯的收縮在硅石納米膜的表面上產(chǎn)生了硅石微結(jié)構(gòu)和/或納米結(jié)構(gòu)。在某些實施方案中，本文公開了制備磁性硅石納米膜的方法，其包括：a)在具有原始尺寸的聚合物芯的第一側(cè)上沉積至少一層二氧化硅層；b)在所述聚合物芯的第二側(cè)上沉積至少一個磁性層；以及c)在足夠的溫度下將聚合物芯加熱足夠的時間以使聚合物芯收縮，并且其中聚合物芯的收縮在硅石納米膜的表面上產(chǎn)生了硅石微結(jié)構(gòu)和/或納米結(jié)構(gòu)。本文公開的磁性硅石納米膜可以使用簡單、廉價的和/或本發(fā)明的熱塑性方法制造。在一些實施方案中，通過任何已知的沉積方法將約2nm至約500nm范圍內(nèi)的二氧化硅沉積在約5μm至約500μm厚的聚合物芯(例如聚烯烴膜)上。沉積方法的實例可以包括但不限于化學(xué)氣相沉積、電泳沉積、浸涂、物理氣相沉積、電子束氣相沉積、濺射、旋涂或液相沉積。然后在烘箱中將被二氧化硅覆蓋的聚合物膜在足以使聚合物收縮的溫度下使其熱收縮。溫度可以根據(jù)所用聚合物的類型和聚合物的起始厚度而變化?？梢允褂萌魏渭訜嵫b置，例如紅外加熱器、熱槍或電阻加熱元件。在某些實施方案中，聚合物在約100°f至約500°f、例如約250°f或約300°f的溫度范圍內(nèi)加熱。收縮過程的加熱時間也可以根據(jù)聚合物類型和聚合物的起始厚度而變化。在一些實施方案中，聚合物可以加熱約10秒至約10分鐘，例如約2分鐘至約3分鐘。聚合物的熱收縮可造成膜的面積的收縮尺寸超過95％，同時增加厚度，并產(chǎn)生了頂部為納米級薄片的微觀尺寸折疊的分層結(jié)構(gòu)。然后可以根據(jù)需要為各種應(yīng)用制造各種形狀或尺寸的磁性硅石納米膜。在一些實施方案中，當(dāng)受熱收縮時，聚合物芯膜可以收縮至其原始尺寸的約0.1％至約95％或約75％。可以設(shè)想，本文公開的方法能夠以任何規(guī)模實施，包括小規(guī)模批量處理和工業(yè)規(guī)模的卷對卷工藝。在某些實施方案中，磁性硅石納米膜可以沖壓成不同直徑的圓。在一個實施方案中，可以使用6mm直徑的片，其能夠裝配到普通的1.5ml管中。在某些實施方案中，可以使用1mm直徑或更小的片，以減少潤濕體積和流體死體積，從而促進微觀體積和低豐度樣品的提取。在某些實施方案中，本文公開的磁性硅石納米膜分別能夠結(jié)合大于約150μg的dna，例如大于約160μg的dna或約175μg或更多的dna。在某些實施方案中，本文公開的磁性硅石納米膜分別能夠結(jié)合大于約250μg的總核酸，例如大于約500μg的總核酸，或約1000μg或更多的總核酸。在本文公開的某些實施方案中，磁性硅石納米膜可以保持穩(wěn)定超過至少約六個月。在一個實施方案中，可以將6mm的圓形硅石納米膜裝入1.5ml管的帽中并用于核酸分離。這些管可以是預(yù)制的并且可作為試劑盒使用，其可以包括(例如)使用說明書、以及用于樣品制備和清潔的試劑。根據(jù)某些實施方案，本文公開了一種從樣品中提取核酸的方法，包括：a)獲得包含核酸的樣品；b)使樣品與足夠量的磁性硅石納米膜接觸；c)允許樣品中的核酸吸附到磁性硅石納米膜上；d)使用磁體移動磁性硅石納米膜；e)任選地洗滌磁性硅石納米膜以除去任何非核酸組分；和f)使核酸從磁性硅石納米膜上解吸下來以從樣品中獲得分離和純化的核酸。在圖3所示的流程圖中示意性地示出了用于從樣品中提取核酸的示例性方法300。在一些實施方案中，使用本文公開的磁性硅石納米膜提取核酸的方法可在步驟a)中包括使核酸與離液劑接觸。這可能有助于核酸吸附或結(jié)合至納米膜上的硅石微結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)。離液劑或化合物是改變或破壞蛋白質(zhì)、核酸和蛋白質(zhì)-核酸復(fù)合物的二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)并同時使初級結(jié)構(gòu)保持完整的化合物。在溶液中，在離液條件下，生物分子(例如蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-核酸復(fù)合物和核酸)的分子內(nèi)相互作用被破壞，這是因為離液化合物會干擾生物分子中的穩(wěn)定化分子內(nèi)相互作用，例如氫鍵、范德瓦爾力和疏水作用。由于離液化合物的尺寸較大，所以其通常具有大體積離子，其可能干擾分子間相互作用并因此降低溶劑的極性，從而破壞分子間和分子內(nèi)氫鍵。因此，許多蛋白質(zhì)析出；然而，雙鏈核酸片段的螺旋結(jié)構(gòu)得以維持。通過向細胞裂解物或細胞懸浮液中添加離液化合物，可以使蛋白質(zhì)析出，同時可以將核酸保留在溶液中。在離液條件下，非常有利于核酸在二氧化硅類基材上的結(jié)合。離液化合物包括(例如)高濃度尿素溶液(例如6至8摩爾/升尿素)、胍鹽溶液(例如6摩爾/升氯化胍)、高濃度鋰鹽(例如4.5摩爾/升高氯酸鋰)。離液陰離子包括陰離子f-、po43-、so42-、ch3coo-、ci-，以及例如br-、i-、no3-、c1o4-、scn-和ci3ccoo-。離液陽離子包括陽離子li+、mg2+、ca2+、ba2+，以及例如異硫氰酸胍([ch6n3]+scn-)和氯化胍。離液化合物還有助于裂解細胞膜和使蛋白質(zhì)變性。在一些實施方案中，使用如本文公開的磁性硅石納米膜提取核酸的方法進一步包括在步驟b)中在含水醇溶液(如乙醇或異丙醇)的存在下，使樣品與足量的磁性硅石納米膜接觸。眾所周知，含水醇溶液可以有助于使核酸從樣品中的其他細胞或組織成分中析出。在一些實施方案中，使用本文公開的磁性硅石納米膜提取核酸的方法可以包括例如兩個、三個或更多個洗滌步驟，例如在步驟e)中。這些洗滌劑可以包括緩沖液、醇、洗滌劑或已知適用于分離和純化核酸的其他試劑。對于dna的純化，可以優(yōu)選將生物學(xué)有效量的rna酶添加到樣品中，由此rna可以被消化并且可以從樣品中分離出完整的dna。rna酶消化可以在提取期間的不同時間進行，最早在裂解后進行，并且最遲在純化結(jié)束時的洗脫之后進行。然而，在某些實施方案中，dna的檢測可以在共純化的rna的存在下進行，即通過省略rna酶步驟或通過使用能夠排除rna來選擇性分離dna的緩沖條件。為了分離rna，可以優(yōu)選將生物有效量的dna酶添加到樣品中。這可能導(dǎo)致dna被“消化”并進入溶液，而未消化的rna可以從溶液中分離出來。dna酶消化可以在提取期間的不同時間進行，最早在裂解后進行，最遲在純化結(jié)束時的洗脫后進行。本文公開的方法可用于富集樣品中特定類型的核酸(例如dna或rna)。例如，在步驟e)中，可以添加dna酶以從樣品中的核酸中除去dna，并富集樣品中的rna。類似地，可以在步驟e)中向樣品中加入rna酶，以從樣品中的核酸中除去rna并富集樣品中的dna。本文公開的方法可用于富集樣品中的特定類型的核酸，例如dna、rna、長核酸或短核酸。例如，在結(jié)合步驟c)和洗滌步驟e)的過程中，可利用緩沖液中的醇的百分比以調(diào)節(jié)溶解度，從而對特定物質(zhì)進行優(yōu)選的結(jié)合和洗脫。也可使用鹽來調(diào)節(jié)相對溶解度，從而優(yōu)先提取特定類型的核酸。還可利用有機溶劑以將目標分子分成不同的液相，從而優(yōu)先提取特定類型的核酸。在一些實施方案中，使用本文公開的磁性硅石納米膜提取核酸的方法可包括在步驟e)之后的干燥步驟。在本文公開的某些實施方案中，無孔磁性硅石納米膜可以將核酸保留在栓系(tethered)構(gòu)象中，其能夠通過保護核酸免受斷裂并遠離傾向構(gòu)象的偏斜結(jié)合而提取大量的超高分子量(uhmw)核酸。與微粒和旋轉(zhuǎn)柱(其中核酸會因顆粒混合或流過多孔基材而被剪切)相反，用本文公開的磁性硅石納米膜提取的核酸可以直接結(jié)合并從二氧化硅薄片中釋放而不斷裂。這種溫和的方法確保了高質(zhì)量的mb型核酸的快速分離(例如少于約1小時)，并且核酸損傷(如切口)和脫堿基位點的量最小，該方法可用于產(chǎn)生高質(zhì)量的長的單分子測序文庫。例如，在某些實施方案中，當(dāng)提取的核酸是長核酸時，本文公開的新型觸手結(jié)合方法可以捕獲超高分子量dna，長度高達兆堿基，并且結(jié)合能力比硅石微粒的結(jié)合能力高1,000,000倍。在某些實施方案中，本文公開的方法可以相對較快，例如小于約1小時、小于約45分鐘、小于約30分鐘、小于約15分鐘、或約15分鐘。本文公開的提取方法能夠?qū)崿F(xiàn)超高分子量和低dna損傷，如此可以產(chǎn)生高質(zhì)量測序文庫，其具有至少約20kb、例如至少約50kb、至少約75kb、至少約100kb、至少約150kb、至少約200kb、至少約500kb或至少約1mb的單分子平均讀取長度。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，通過使用本領(lǐng)域已知的任何洗脫液，可以將結(jié)合或吸附在本文公開的磁性硅石納米膜上的核酸從納米膜上解吸。典型的洗脫溶液可以是(例如)包含(0.5m)乙酸銨、10mm乙酸鎂和1mmedta的混合物的緩沖液。另一種典型的洗脫液可以是(例如)包含10mmtris堿和1mmedta的混合物的緩沖液。另一種典型的洗脫溶液可以是水。根據(jù)另一個實施方案，本文還公開了從福爾馬林固定-石蠟包埋(ffpe)樣品中提取核酸的方法，其包括：a)獲得包含核酸的ffpe樣品；b)使樣品脫蠟；c)使樣品與足夠量的磁性硅石納米膜接觸；d)使樣品中的核酸吸附到磁性硅石納米膜上；e)使用磁鐵移動磁性納米膜；f)洗滌磁性硅石納米膜以除去任何非核酸成分；以及g)使核酸從磁性硅石納米膜上解吸下來，以從樣品中獲得分離并純化的核酸。在本文公開的某些實施方案中，ffpe組織樣品可以通過加入有機溶劑如二甲苯來脫蠟。然后除去二甲苯，并用梯度乙醇溶液洗滌樣品微球，以除去二甲苯并再次使dna水解。在其他實施方案中，可以通過改變二甲苯濃度、孵育時間和洗滌方案來改變脫蠟方法，以確保所有的石蠟被去除并且二甲苯進行量(carrythrough)是最小的。ffpe組織樣品也可能含有高度交聯(lián)的dna。在一些實施方案中，交聯(lián)反轉(zhuǎn)可以通過加熱進行，例如加熱至約95℃的溫度。在其他實施方案中，可以通過化學(xué)方式進行反轉(zhuǎn)。在脫蠟和交聯(lián)反轉(zhuǎn)后，使用如上所述的方法進行核酸提取。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還將理解，使用本文公開的磁性硅石納米膜的組合物、裝置和方法可以與本領(lǐng)域已知的用于分離、純化和分析核酸的任何其他分析技術(shù)組合。根據(jù)某些實施方案，本文公開了一種試劑盒，其包括一個或多個磁性硅石納米膜和使用磁性硅石納米膜從樣品中分離或純化核酸如dna或rna的說明書。可以在容器中提供這樣的試劑盒以及進行核酸分離和純化所需的其他試劑或材料。本文公開的試劑盒還可以包括包含磁性硅石納米膜的裝置或設(shè)備。在一個實施方案中，磁性納米膜用于從細胞樣品中提取dna?？梢允紫葘⒓毎麡悠酚靡鹊鞍酌柑幚恚砑拥饺萜髦?，并重懸于緩沖液(如磷酸鹽緩沖鹽水(pbs))中。然后可以裂解細胞樣品。樣品的裂解可以包括通過本領(lǐng)域已知的任何方式破碎樣品中的細胞或細胞結(jié)構(gòu)。裂解可以包括(例如)機械裂解方法(如超聲或珠打漿)、熱裂解(例如凍融循環(huán)或加熱樣品)和化學(xué)裂解(例如用洗滌劑或酶)。在某些實施方案中，然后將裂解緩沖液添加到細胞中。在某些實施方案中，裂解緩沖液可以包含例如蛋白酶k、鹽酸胍和tritonx-100。裂解后，可以向裂解的細胞中加入本文所公開的磁性硅石納米膜，以使核酸與磁性納米膜結(jié)合。另外，在某些實施方案中，可以將異丙醇添加到溶液中。在其他實施方案中，可以向溶液中添加乙醇。結(jié)合后，可以使用磁體將磁性硅石納米膜拉至容器的側(cè)面，從而能夠吸出裂解緩沖液和未結(jié)合的細胞雜質(zhì)。然后可以將洗滌緩沖液添加到容器中，并釋放磁體以使洗滌溶液充分接觸納米膜。在某些示例性實施方案中，洗滌緩沖液可以包含(例如)異丙醇或乙醇。在其他實施方案中，洗滌溶液可以包含離液鹽。也可以利用磁體將納米膜拉至一側(cè)以吸出洗滌溶液，并且洗滌可以重復(fù)多次，例如兩次、三次或四次。這一系列洗滌步驟可以作為嚴格洗滌。在最終洗滌之后，可將洗脫緩沖液添加到容器中并釋放磁體。在某些實施方案中，可以將容器溫育以使dna能夠從納米膜釋放或解吸。最后，可以再次使用磁鐵將納米膜拉到一側(cè)，從而可以吸出純化的dna。本文公開的磁性硅石納米膜的低剪切、平面、非多孔形式能夠提取長度超過約100kb的大基因組片段，例如大于約250kb、大于約500kb、大于約1mb、大于約5mb或大于約10mb。在本文公開的某些實施方案中，可以使用永磁體或電磁體。在一些實施方案中，結(jié)合和洗滌緩沖液可以包含高濃度的異丙醇(70％)或乙醇(70％)，以及高濃度的離液鹽，如鹽酸胍(6m)、硫氰酸胍(6m)、過氯化鈉(4m)或碘化鈉(4m)，以促進核酸結(jié)合到二氧化硅納米膜上并去除污染物鹽、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等。在某些實施方案中，提取緩沖液可以具有與磁性材料不相容并且導(dǎo)致降解或浸出到溶液中的組分。因此，在一個實施方案中，提取緩沖液可以被優(yōu)化以保持與磁性材料的化學(xué)相容性。在另一個實施方案中，可以使用鈍化層來保護磁性材料免受攻擊。在另一個實施方案中，磁性硅石納米膜用于自動提取系統(tǒng)中的自動化核酸提取。自動提取系統(tǒng)可以包括(例如)移液式儀器，如qiagenqiasymphony、qiagenbiorobot、tecanfreedomevo和beckmancoulterbiomek工作站，以及磁棒式儀器，如thermoscientifickingfisher和perkinelmerchemagic。在一些實施方案中，可將多片磁性硅石納米膜用于一個提取管中。根據(jù)又另一個實施方案，磁性硅石納米膜可以以微流體芯片形式使用。在某些實施方案中，微流體芯片是這樣的裝置，其包括包含多個離散的磁性硅石納米膜區(qū)域的固體基底。磁性硅石納米膜可以位于基底上的空間限定的地方。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，磁性硅石納米膜可以以各種各樣的方式附著到芯片上，或者限制在芯片的某些區(qū)域內(nèi)?？梢允紫群铣纱判怨枋{米膜，隨后附著或限制在芯片上，或者可以直接在芯片上合成磁性硅石納米膜或作為芯片的一部分。實施例實施例1-磁性納米膜制造使用電子束蒸鍍，用100nm厚的二氧化硅層覆蓋20μm厚的聚烯烴膜的一側(cè)。然后使用電子束蒸鍍，在另一側(cè)交替地覆蓋20nm厚的二氧化硅層、30nm厚的鐵層和20nm厚的二氧化硅層。然后將被覆蓋的聚烯烴基材在300°f的烘箱中熱收縮3分鐘。這產(chǎn)生了兩側(cè)具有微觀尺寸和納米尺寸的二氧化硅薄片的納米膜。背側(cè)二氧化硅薄片包括夾在硅石之間的磁鐵中心，使得可以進行磁性操控，核酸可以結(jié)合或吸附到磁性納米膜的兩側(cè)。包裹鐵兩側(cè)的硅石作為核酸的結(jié)合表面，并保護鐵不與緩沖組分發(fā)生反應(yīng)。圖2為示出了示例性制造過程的流程圖。圖13示出了磁性硅石納米膜的表面形貌的sem圖像，顯示了微觀尺寸和納米尺寸的硅石結(jié)構(gòu)，如薄片、薄層、褶皺和折疊。右側(cè)的插圖示出了更高放大倍數(shù)下的區(qū)域。實施例2-mcf-7細胞的磁性納米膜提取方法將上述實施例1中制備的磁性硅石納米膜用于從2×106個mcf-7培養(yǎng)細胞中提取dna。將培養(yǎng)細胞用胰蛋白酶處理并重懸于磷酸鹽緩沖鹽(pbs)溶液中。然后將包含蛋白酶k、鹽酸胍和tritonx-100的裂解緩沖液添加到細胞中并孵育1小時。然后將磁性硅石納米膜和異丙醇添加到裂解的細胞中以使核酸與磁性硅石納米膜結(jié)合。然后使用磁體將磁性納米膜拉向微量離心管側(cè)，使得可以吸出裂解緩沖液和未結(jié)合的細胞雜質(zhì)。圖4示出了通過使用磁性架而被拉至微量離心管側(cè)的磁性納米膜的照片。然后將含有70％etoh的洗滌緩沖液添加到管中，并釋放磁體以使洗滌溶液能夠充分接觸納米膜。然后利用磁體拉動納米膜，使得可以吸出洗滌溶液。再次重復(fù)洗滌兩次。第三次洗滌后，將洗脫緩沖液加入管中，然后釋放磁體。將管孵育15分鐘以使dna能夠從納米膜中釋放或解吸。最后，再次施加磁鐵，將納米膜拉至一側(cè)，純化的dna被吸出。根據(jù)測定法進行測量，回收了61μg的dna。相比之下，通過使用苯酚-氯仿對2×106個mcf-7培養(yǎng)細胞進行dna提取，回收了45μg的dna，qiagenminispin柱回收了41μg的dna，通過qiagen磁性顆粒技術(shù)進行dna提取回收了49μg的dna。圖5示出了磁性硅石納米膜的dna提取結(jié)果與使用苯酚-氯仿、qiagenminispin柱和磁性顆粒技術(shù)的dna提取結(jié)果間的對比的柱狀圖。如圖5所示，磁性硅石納米膜能夠提取更高產(chǎn)量的dna。使用分光光度計通過uv吸光度測定所有提取方法中提取的dna的純度。提取的dna的純度與所有四種方法相當(dāng)。使用苯酚-氯仿提取的dna具有高純度，260/230比值和260/280比值分別為1.91和2.15。使用磁性硅石納米膜提取的dna也具有非常高的純度，260/280比值和260/230比值分別為1.96和2.16。用磁珠微粒提取的dna的純度為：260/280比值和260/230比值分別為1.99和2.23，而用旋轉(zhuǎn)柱提取的dna的純度為：260/280比值和260/230比值分別為1.89和2.16。圖6是說明uv吸光度與波長的關(guān)系的曲線圖，下表1示出了分析的所有四種dna提取方法的uv吸光度的純度結(jié)果。表1提取方法260/280260/230苯酚-氯仿1.912.15納米膜1.962.16微顆粒1.992.23旋轉(zhuǎn)柱1.892.16對通過納米膜、苯酚-氯仿、旋轉(zhuǎn)柱和磁珠提取的dna進行脈沖場凝膠電泳以比較dna尺寸，脈沖場凝膠電泳圖像如圖7所示。如圖7所示，納米薄膜的低剪切、平面、非多孔形式能夠提取長度超過100kb、并且一些長度超過300kb的dna的基因組片段。實施例3-使用人全血的磁性納米膜提取方法將上述實施例1中制備的磁性硅石納米膜用于從人全血中提取dna。將包含蛋白酶k、鹽酸胍和tritonx-100的裂解緩沖液添加到細胞中并孵育1小時。然后將磁性硅石納米膜和異丙醇添加到裂解的細胞中，以使核酸與磁性硅石納米膜結(jié)合。然后使用磁體將磁性納米膜拉向微量離心管側(cè)，使得可以吸出裂解緩沖液和未結(jié)合的細胞雜質(zhì)。然后將含有70％etoh的洗滌緩沖液添加到管中，并釋放磁體以使洗滌溶液能夠充分接觸納米膜。然后使用磁體以將納米膜拉至一側(cè)，使得可以吸出洗滌溶液。再次重復(fù)進行兩次洗滌。在第三次洗滌之后，將洗脫緩沖液加入到管中，然后釋放磁體。將管孵育15分鐘以使dna能夠從納米膜中釋放或解吸。最后，再次施加磁鐵，以將納米膜拉至一側(cè)，吸出純化的dna。磁性納米膜提取了18.9μg的總核酸(dna+rna)。如圖8所示，柱形圖比較了由磁性納米膜提取的總核酸量和由非磁性納米膜提取的總核酸量，使用磁性納米膜的核酸產(chǎn)量與非磁性納米膜相當(dāng)，表明存在磁性層對提取效率沒有不利影響。實施例4–利用kingfishertmduoprime的自動磁性納米膜提取方法在thermoscientifickingfishertmduoprime上進行自動提取。并未如圖3所示使用磁鐵來保持磁性納米膜并從管中吸出和吸入溶液，而是如圖11所示利用了kingfisherduoprime，其使用包括排列的磁棒的磁性頭將磁性納米膜從一個溶液轉(zhuǎn)移到下一個溶液從而提取dna。如圖11中的方法1100所示，使磁棒進出溶液使得磁性納米膜能夠從一個緩沖液轉(zhuǎn)移到下一個緩沖液。將磁棒拉出塑料桿蓋，使得磁性納米膜能夠釋放到溶液中，以方便洗滌和混合。以這種方式，可以通過將磁性納米膜連續(xù)轉(zhuǎn)移到結(jié)合緩沖液中以捕獲裂解的dna，然后進入洗滌緩沖液中以沖洗掉鹽和雜質(zhì)，最后進入洗脫緩沖液中以洗脫dna并除去使用過的磁性納米膜，從而進行dna提取。可以跳過洗滌步驟來加速處理。例如參見圖11。在thermoscientifickingfishertmduoprime上進行mcf-7細胞中的自動dna提取。使用自動化提取系統(tǒng)同時運行8個樣品。對培養(yǎng)的細胞進行胰蛋白酶化并重懸于磷酸鹽緩沖鹽水(pbs)溶液中。如圖12所示，將1x106個細胞置于96深孔板1200的a行中的七個分開的孔洞中。將八個單獨的磁性納米膜添加到c行的孔洞中，將洗滌緩沖液加入到d、e和f行，并將洗脫緩沖液加入到洗脫條中。例如參見圖12。然后將包含蛋白酶k、鹽酸胍和tritonx-100的裂解緩沖液添加到樣品孔洞(a行)中，并輕輕攪拌孵育10分鐘。將異丙醇手動添加到a行中的每個孔洞中。包括一系列磁性棒的kingfishertm機器臂然后從c行捕獲磁性納米膜，并將其移動到a行以使其與樣品接觸，使dna吸附磁性納米膜。圖9示出了由頭部捕獲的磁性納米膜的照片，其包括機器臂上的一組磁棒。然后如圖12所示，機器臂將磁性納米膜依次移動到d、e和f行中的洗滌緩沖液中。在第三次洗滌之后，機器臂將磁性納米膜移動到洗脫緩沖液以洗脫吸附的dna。然后通過機器臂去除磁性納米膜，留下純化的dna。用自動dna提取系統(tǒng)從八個樣品中的每一個樣品中回收的dna的量顯示在圖10的柱形圖中。使用自動提取系統(tǒng)的dna產(chǎn)量為9.1±3.5μg。當(dāng)前第1頁12