Eine schnelle und effiziente Nukleinsäureextraktion und -konzentration ist für die Point-of-Care-Analyse erforderlich, um den Ausbruch einer Epidemie/Pandemie zu verhindern. Typische NA-Extraktionsmethoden auf Siliziumdioxidbasis sind zeitaufwändig, erfordern menschliches Eingreifen und führen zu einer geringen Ausbeute. In dieser Studie haben wir ein Gerät zur Extraktion pathogener DNA entwickelt, das auf einer elektrokinetischen Trennung mit einem Siliziumnitrid (SiNx)-Nanofilter basiert und das DNA-Extraktionsverfahren beschleunigt, da es bequem, effizient und kostengünstig ist. Diese DNA-Extraktionsvorrichtung besteht aus einer CNC-gefrästen Teflon-Vorrichtung mit einer cis-Kammer als Zelllysat-Reservoir und einer trans-Kammer als Elutionslösungs-Reservoir, wobei der SiNx-Nanofilter zwischen den beiden Kammern eingesetzt ist. Der SiNx-Nanofilter wurde mit Hilfe eines photolithografischen Verfahrens in Verbindung mit Nanoimprinting hergestellt. Etwa 7,2 Millionen Nanoporen mit einem Durchmesser von 220 nm befanden sich in der Mitte des Nanofilters. Wenn ein elektrisches Gleichstromfeld durch die Nanoporen angelegt wird, wird die DNA von der cis-Kammer in die trans-Kammer übertragen, um die DNA aus den Zelltrümmern zu isolieren. Um die Leistung der DNA-Extraktion zu demonstrieren, haben wir die Absorption bei 260 und 280 nm gemessen und eine Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (Real-Time-PCR) mit der zurückgewonnenen DNA durchgeführt, um ihre Eignung für die nachgeschaltete genetische Analyse zu überprüfen. Außerdem wurde das DNA-Extraktionsgerät erfolgreich mit einer 1,5-V-Alkalibatterie betrieben, was die Tragbarkeit des Geräts für Point-of-Care-Tests belegt. Ein solches fortschrittliches DNA-Extraktionssystem kann in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden, darunter klinische Analyse, Erregernachweis, forensische Analyse und Vor-Ort-Nachweis.

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