Integration, Automatisierung, und Parallelisierung von Silika-basierten Nukleinsäure-Extraktionen mit dem virtuellen Coriolis-Schalter

Abstract:
In dieser Arbeit wird ein mikrofluidisch integriertes und automatisiertes Protokoll zur Extraktion von Nukleinsäuren präsentiert. Die Flüssigkeiten werden mittels der Zentrifugalkraft durch rotierende Mikrokanäle transportiert. Die zentrale Einheitsoperation für eine saubere räumliche Trennung von biologischer Probe und der aufgereinigten DNA-Lösung ist ein fluidischer Schalter, der eine Querkontamination ausschließt. Dieser Schalter basiert auf der von der Coriolis-Scheinkraft bewirkten Ablenkung von Flüssigkeitstropfen, während sie frei durch eine luftgefüllte Kammer fliegen. Aufbauend auf dem Coriolis-Schalter wird ein komplettes Extraktions- Protokoll vorgestellt, welches auf der reversiblen Anlagerung von DNA-Molekülen an eine Silika-Festphase basiert. Auf 11 mg Silika-Partikeln, welche in die Mikrokanäle integriert werden, können bis zu 0.7 myg aufgereinigter DNA mit einer Ausbeute von 16 % extrahiert werden. Die aufgereinigte DNA kann entweder in ein Reservoir auf der Fluidik-Cartridge, oder in Standard Eppendorf-Tube auf einem Ausschwingrotor gesammelt werden.