基于语音控制的全自动核酸提取微系统与检测研究

李江伟; 王路彬; 李海军; 武京治; 安玉; 王艳红

doi:10.12452/j.fxcsxb.241123553

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于语音控制的全自动核酸提取微系统与检测研究

实验技术与方法 | 更新时间：2025-04-10

- 基于语音控制的全自动核酸提取微系统与检测研究
- Research on Fully Automated Nucleic Acid Extraction Microsystem and Detection Based on Voice Control
- 分析测试学报 2025年44卷第4期页码：675-681
- 作者机构：
  
  1.中北大学仪器与电子学院，山西太原 030051
  2.中北大学信息与通信工程学院，山西太原 030051
  3.中国人民解放军31619部队，江苏南京 210000
- 作者简介：
  
  王艳红，博士，教授，研究方向：纳米等离子体光学、纳米生物传感、光纤传感、光电测试，E-mail：wanyanhong@nuc.edu.cn
- 基金信息：
  
  装发预研项目（315**010601）
- DOI：10.12452/j.fxcsxb.241123553
  中图分类号： O629.74
- 收稿日期：2024-11-23，
  
  修回日期：2024-12-31，
  
  纸质出版日期：2025-04-15
- 稿件说明：
移动端阅览
李江伟,王路彬,李海军,武京治,安玉,王艳红.基于语音控制的全自动核酸提取微系统与检测研究[J].分析测试学报,2025,44(04):675-681.

LI Jiang-wei,WANG Lu-bin,LI Hai-jun,WU Jing-zhi,AN Yu,WANG Yan-hong.Research on Fully Automated Nucleic Acid Extraction Microsystem and Detection Based on Voice Control[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(04):675-681.
李江伟,王路彬,李海军,武京治,安玉,王艳红.基于语音控制的全自动核酸提取微系统与检测研究[J].分析测试学报,2025,44(04):675-681. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.241123553.

LI Jiang-wei,WANG Lu-bin,LI Hai-jun,WU Jing-zhi,AN Yu,WANG Yan-hong.Research on Fully Automated Nucleic Acid Extraction Microsystem and Detection Based on Voice Control[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(04):675-681. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.241123553.

摘要

针对微尺度环境下高效、精准核酸提取的难题，该研究提出了一种全自动核酸提取微系统。该系统整合了核酸提取芯片、空气通道、压力和真空管路等组件，通过微控制器集成控制，实现了样品溶液、洗涤液和洗脱液的自动流动操作。通过智能手机应用程序的控制，用户能够轻松实现从生物样本中提取核酸的全自动化过程，有效避免了人为操作的干扰，并显著降低了接触感染的风险。为了验证核酸是否成功提取，实验采用二苯胺试剂进行初步的颜色变化检测，并通过固态纳米孔传感实验和核酸测序技术进一步验证提取效果，确保了提取结果的准确性和可靠性。实验结果表明，该全自动核酸提取微系统不仅操作简便，而且具有高效率和准确性。

Abstract

To solve the problem of high efficiency and precision nucleic acid extraction in microscale environment，an automatic nucleic acid extraction microsystem was proposed in this study. The system integrates nucleic acid extraction chip，air channel，pressure，and vacuum tube，and realizes automatic flow operation of sample solution，washing solution，and eluent through integrated control of microcontroller. Through the control of a smartphone app，users can easily implement the fully automated process of extracting nucleic acids from biological samples，effectively avoiding human interference and significantly reducing the risk of exposure to infection. To verify the success of nucleic acid extraction，diphenylamine reagent was used for preliminary color change detection to quickly determine whether nucleic acid was successfully extracted，and the extraction effect was further verified by solid-state nanopore sensing experiment and nucleic acid sequencing technology to ensure the accuracy and reliability of the extraction results. The experimental results show that the automatic nucleic acid extraction microsystem is not only easy to operate，but also has high efficiency and accuracy.

关键词

Keywords

references

Manz A ， Graber N ， Widmer H M . Sens. Actuators B. ， 1990 ， 1 ： 244 - 248 .

Yager P ， Edwards T ， Fu E ， Helton K ， Nelson K ， Tam M R ， Weigl B H . Nature ， 2006 ， 442 ： 412 – 418 .

Chen Y T ， Wang Z L . J. Instrum. Anal . （陈阳天，王遵亮. 分析测试学报）， 2022 ， 41 （ 4 ）： 498 - 508 .

Nguyen H Q ， Bui H K ， Phan V M ， Seo T S . Biosens. Bioelectron. ， 2022 ， 195 ： 113655 .

Jung J H ， Park B H ， Choi Y K ， Seo T S . Lab. Chip ， 2013 ， 13 （ 17 ）： 3383 - 3388 .

Kant K ， Shahbazi M A ， Dave V P ， Ngo T A ， Chidambara V A ， Than L Q ， Bang D D ， Wolff A . Biotechnol. Adv. ， 2018 ， 36 ： 1003 - 1024 .

Christie A ， Brooks J T ， Hicks L A ， Sauber-Schatz E K ， Yoder J S ， Honein M A . Morb. Mortal. Wkly. Rep. ， 2021 ， 70 （ 30 ）： 1044 - 1047 .

Li A Y ， Lu X F ， Deng Y L ， Li X Q ， Li K J . Chin. J. Anal. Lab. （李安一，吕雪飞，邓玉林，李晓琼，李堃杰. 分析试验室）， 2021 ， 40 （ 7 ）： 761 - 771 .

Cheng J ， Cai S S ， Wang Q Y ， Chen Z G ， Tong Y L . J. Instrum. Anal . （程洁，蔡霜霜，王其友，陈缵光，童艳丽. 分析测试学报）， 2024 ， 43 （ 3 ）： 373 - 381 .

Tissenbaum M ， Sheldon J ， Seop L ， Lee C H ， Lao N . 2017 IEEE EDUCON. ， 2017 ， 1705 - 1708 .

Wang S ， Liu N ， Zheng L ， Cai G ， Lin J . Lab. Chip ， 2020 ， 20 （ 13 ）： 2296 - 2305 .

Mitchell K A ， Chua B ， Son A . Biosens. Bioelectron. ， 2014 ， 54 ： 229 - 236 .

Li B ， Li L ， Guan A ， Dong Q ， Ruan K ， Hu R ， Li Z . Lab. Chip ， 2014 ， 14 （ 20 ）， 4085 - 4092 .

Patton E W ， Tissenbaum M ， Harunani F . Comput. Think. Educ. ， 2019 ， 31 - 49 .

Shan Z ， Zhou Z W ， Wu Q ， Chen H . J. Sichuan Agric. Univ . （单志，周中午，吴琦，陈惠. 四川农业大学学报）， 2011 ， 29 （ 2 ）： 230 - 234 .

Ling Y ， Wang J ， Wang Y F ， Peng Z R . Jiangsu Agric. Sci . （凌云，王晶，王越非，彭自然. 江苏农业科学）， 2016 ， 44 （ 12 ）： 61 - 64 .

Zhao Y H ， Li X ， Cui J L ， Zhao L Q ， Li D W ， Zhang J H ， Zhou H . Experim. Tech. Manage . （赵玉红，李欣，崔建林，赵立青，李登文，张金红，周浩. 实验技术与管理）， 2017 ， 34 （ 3 ）： 35 - 38 .

Guo B Y ， Zeng T ， Wu H C . Sci. Bull. ， 2015 ， 60 （ 3 ）： 287 - 295 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于微流控芯片的核酸检测技术研究进展

电裂解芯片及其在细菌核酸分析中的应用

微流控芯片非接触电导法快速测定盐酸美金刚片中盐酸美金刚的含量