Research on Fully Automated Nucleic Acid Extraction Microsystem and Detection Based on Voice Control

LI Jiang-wei; WANG Lu-bin; LI Hai-jun; WU Jing-zhi; AN Yu; WANG Yan-hong

doi:10.12452/j.fxcsxb.241123553

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Research on Fully Automated Nucleic Acid Extraction Microsystem and Detection Based on Voice Control

Experimental Techniques and Methods | 更新时间：2025-04-10

- Research on Fully Automated Nucleic Acid Extraction Microsystem and Detection Based on Voice Control
- Journal of Instrumental Analysis Vol. 44, Issue 4, Pages: 675-681(2025)
- 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：
- 基金信息：
- DOI：10.12452/j.fxcsxb.241123553
  CLC： O629.74
- Received：23 November 2024，
  
  Revised：31 December 2024，
  
  Published：15 April 2025
- 稿件说明：
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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

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