集成式微流控芯片数字化等温扩增分析用于大肠埃希菌尿路感染快速诊断

发布时间：2022-01-12 04:36

　　目的:发展一种基于微流控芯片的集成式数字化等温扩增分析方法,并将其应用于大肠埃希菌尿路感染的快速诊断。方法:研究设计并加工了一种集成核酸提取、液滴样品分散和数字化等温扩增的微流控芯片。芯片核酸提取结合液滴与磁珠技术,借助于磁力驱动磁珠依次通过含有样品裂解/结合缓冲液、洗涤液、洗脱液和反应液的一系列微池,完成细胞裂解、核酸结合、洗涤和洗脱等一系列步骤,之后将核酸提取液与环介导等温扩增（LAMP）反应液混合;继而,将生成的反应混合液采用负压驱动的流体剪切方式分散为大规模液滴体系并收集于反应池中;最后,在65℃等温条件下对反应池中液滴内核酸进行扩增。反应后通过荧光呈像确定扩增反应阳性液滴的比例,依此使用Poisson分布算法推算出样品中待检靶标的数量。研究首先以大肠埃希菌标准样品进行了分析方法发展与优化,之后以批量尿路感染病人尿液样本验证分析方法的实际应用可行性。结果:本研究发展的集成式微流控芯片数字化等温扩增分析方法能够以“样品进-结果出”的方式完成病原细菌定性和定量检测。在优化的实验条件下,整个分析过程可在2.5 h时间内完成。该方法的检测动态范围跨越4个数量级,在2.36?10

【文章来源】：广州医科大学广东省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

微流控芯片整体结构

单个分析单元

广州医科大学硕士学位论文12芯片设计包含三层结构，顶层包含核酸提取模块的的裂解池、洗涤池、洗脱池、反应池、油相储存池，中间层包含数字化核酸分析单元的液滴发生器与液滴反应池，底层是无结构平板玻璃。微流控芯片每个分析单元包含上游的核酸提取模块和下游的数字化液滴分析模块(图2)。核酸提取单元以狭缝串联的4个微池，分别用来承载裂解液/磁珠、洗涤液、洗脱液和反应液。数字化液滴分析模块包含液滴发生器以及下游的液滴反应池。液滴发生器的水相通道入口与核酸提取模块洗脱池底部对接，而油相通道与储油微池连接。在液滴收集池出口处施加负压时，油相和水相溶液共同进入通道，在液滴发生器处水相在油相的剪切力作用下被切割成微小液滴，进入下游的液滴反应池。完成液滴样品分散后，芯片反应池中的液滴在65℃下进行环介导等温扩增反应。2.1.2芯片加工2.1.2.1核酸提取单元使用AB胶制作条形通道模具（图3），主要是用于连接各个储液池形成磁珠运输通道。制作流程如下:(1)将A、B两种胶按照1:1的比例混匀;(2)将混合好的AB胶均匀涂至固定好位置的漆包线上;(3)120℃加热1h固化AB胶;(4)除去多余的漆包线;(5)用手术刀将通道削成长约4cm、高约1mm、宽约2mm通道;(6)用10:1比例的PDMS前体-引发剂预混物倒模，80℃加热15min取出;(7)按标记好的位置打孔，样品池直径13mm，洗涤、洗脱池直径10mm，反应池直径5mm，储油池直径3.5mm。图3AB胶制作的模具2.1.2.2通道层的加工

【参考文献】：
期刊论文
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[4]“十三五”技术标准科技创新规划[J].   科技创新与生产力. 2017(07)
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硕士论文
[1]ITO玻璃电化学微流控芯片制作及低温键合工艺研究[D]. 祁娜.大连理工大学 2008



本文编号：3584112