CN111607635B

CN111607635B - 一种基于3d打印特形功能体的血液基因组dna提取方法及其应用试剂盒

Info

Publication number: CN111607635B
Application number: CN202010585509.2A
Authority: CN
Inventors: 李佩佩; 姜晓滨; 李蒙航; 袁志杰; 范琦
Original assignee: Dalian University of Technology
Current assignee: Dalian University of Technology
Priority date: 2020-06-23
Filing date: 2020-06-23
Publication date: 2024-03-22
Anticipated expiration: 2040-06-23
Also published as: CN111607635A

Abstract

本发明公开了一种基于3D打印特形功能体的血液基因组DNA提取方法及其应用试剂盒，属于核酸提取分离领域。本发明用裂解液对样本进行裂解处理，用3D打印特形功能体进行核酸的结合、分离与纯化。该方法通过手持或机器持在裂解液、清洗液、洗脱液中快速转移3D打印功能体，无需移液、离心等耗时繁琐步骤，人工劳动密度低、成本低、通量高、获得的核酸质量高、对设备和操作空间需求小，具有自动化和高通量下游应用前景。进一步，本发明还提供了该核酸提取过程的应用试剂盒。本发明解决了针对现行PCR体外扩增技术靶标核酸制备复杂、耗时、通量低等问题，具有广泛的血液病原快速检测的应用前景。

Description

一种基于3D打印特形功能体的血液基因组DNA提取方法及其应用试剂盒

技术领域

本发明属于核酸提取分离领域，具体涉及基于3D打印特形功能体的血液基因组DNA提取方法及其应用试剂盒。

背景技术

通过血液进行传播的疾病往往引起重大的传染病，带来全球公共卫生安全问题。预防此类传染病主要根据三条原理：控制传染源、切断传播途径以及保护易感人群，其中最有效的预防手段是从通过检测病原尽早发现传染源并切断传播，寻求一种方便、快捷、高通量、高灵敏度的病原检测方法，是提高检测效率和精确度的关键问题。目前常用的病原检测方法有：病原学检测、免疫学检测及分子生物学检测。

病原学检测常用的是厚、薄血膜染色镜检法，该方法具有操作简单、价格低廉和可鉴别病原种属等优点，广泛用于疾病的病原学诊断，是目前最常用的方法之一。但血膜染色镜检法耗时费力、对镜检人员的要求高、灵敏度低，容易造成漏检病原而引起疾病的持续传播。免疫层析技术作为病原检测的另一常用方法，具有操作简捷、便于携带、设备要求低的优点。但该方法的经济成本较高，检测受环境、湿度、样品状态而检测结果差异显著，假阴性或假阳性率高，检测灵敏度低。

PCR(聚合酶链式反应)技术作为分子生物学检测常用的技术，基于核酸为靶标进行扩增，相较于病原学检测和免疫学诊断具有灵敏度高、特异性好、检测快速的优点，目前广泛应用于疾病病原的体外PCR诊断。然而，从血液中提取基因组DNA用于疾病病原的体外PCR诊断，过程复杂、耗时、通量低等问题已经成为限制分子检测技术应用于临床的瓶颈。

从复杂的生物体样本中提取核酸，酚氯仿抽提和trizol法等液相提取手段，因为污染重，样本需求量大，逐渐被淘汰。固相分离，尤其是磁力分离，借助磁性纳米颗粒结合核酸并能在外加磁场中快速移动的性能，可以避免传统核酸分离过程中的繁琐离心操作和诸多手动操作误差，被认为具有下游高通量和自动化应用的前景。然而，纳米颗粒固有的聚集、沉降效应难以避免，严重制约了核酸提取的效率及稳定性。磁性纳米颗粒解吸核酸困难、核酸提取效率低也是共性问题，虽有报道提出将磁性纳米粒子与核酸的复合物直接作为PCR模板可以避免这个问题，但磁性颗粒对PCR扩增过程具有强抑制作用，洗脱过程不可避免。而对于非磁力的固相分离技术，如传统柱式提取等，将结合核酸的固相载体从裂解液体系中分离，仍然需要依赖多步离心或反复移液等繁琐操作，导致劳动密集、通量低。

基于此，开发一种过程简单、高通量、快捷的核酸提取及检测方法是研究的重点。而限制全过程高通量的控制步骤——核酸提取，如何保证提取质量同时提高通量，达到高通量、快速、简便的目的是需要解决的首要问题。

发明内容

本发明针对目前从血液中提取基因组DNA过程复杂、耗时、通量低等问题，提供了一种基于3D打印特形功能体的血液基因组DNA提取方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于3D打印特形功能体的血液基因组DNA提取方法，包括如下步骤：

(1)用裂解液对待测血液样本进行裂解处理；

(2)通过手持或机器持将3D打印特形功能体的核酸结合区伸入步骤(1)所得溶液中，进行核酸的结合；

(3)通过手持或机器持移动完成步骤(2)的3D打印特形功能体，将核酸结合区伸入清洗液中，进行核酸清洗；

(4)通过手持或机器持将完成步骤(3)的3D打印特形功能体取出，进行干燥；

(5)通过手持或机器持将完成步骤(4)的3D打印特形功能体的核酸结合区置入洗脱液中，进行洗脱，所得洗脱液即为血液基因组DNA。

具体的，上文所述的技术方案中，所述步骤(1)中待测血液样本包括脱离人体或动物体的血液全血、去掉上清的血红细胞、干血斑。

具体的，上文所述的技术方案中，所述3D打印特形功能体为以光敏树脂或热塑性塑料为原料，通过3D打印技术获得的具有“伞”型结构的微元件，包括核酸结合区和手柄区。

具体的，上文所述的技术方案中，所述3D打印特形功能体含有1个或至少两个核酸结合区，为至少两个核酸结合区时，手柄区依靠连接区并排连接在一起；所述核酸结合区为圆锥体，尺寸为：2-5mm(锥底直径)×5-20mm(高)；所述手柄区为圆柱体或长方体，手柄区的一端与核酸结合区的锥底中心位置连接，构成“伞”型结构；所述核酸结合区表面平整或具有不平整微观结构，所述不平整微观结构包括螺纹衬托结构、凹槽结构、多孔结构、凸起结构；所述不平整微观结构可以是任意形状、分布在核酸结合区外表面的任意部位；所述多孔结构可以是纳米、微米尺寸，多孔结构的形状可以是球体、方体或不规则形状；所述核酸结合区负载或不负载颗粒材料，所述颗粒材料包括无机盐颗粒和金属颗粒材料，所述无机盐颗粒包括二氧化硅、二氧化钛、二氧化锰；所述核酸结合区有或者没有官能团修饰，所述官能团包括羟基、羧基、氨基。所述手柄区的形状为圆柱体或长方体，圆柱体的直径为2-5mm，长方体的长度为2-5mm，宽度为1-5mm；所述连接区为长方体，尺寸为6.5-10cm(长)×2-10mm(宽)×1-5mm(高)3D打印特形功能体的整体高度h为2.1cm-10cm。

进一步的，利用3D打印技术在打印机上精准制备出特形功能体，核酸结合区、手柄区、连接区可以是一体制备，也可以是分体制备；当各部分分体制备时，可以通过粘合进行核酸结合区和手柄区的组装。

具体的，上文所述的技术方案中，所述步骤(1)中裂解液是指能将样本中核酸释放到溶液中的缓冲液，包括：CTAB裂解液、NaHCO₃裂解液、Chelex裂解液、蛋白酶K裂解液或SDS裂解液。

具体的，上文所述的技术方案中，所述CTAB裂解液包括：1-3％的CTAB、0.5～5MNaCl、0.01～0.05M EDTA、0.05～0.5M Tris-HCl、0.05～0.5％的巯基乙醇，所述NaHCO₃裂解液包括：0.05-1.00M的NaHCO₃、0.5～10％SDS，所述Chelex裂解液包括：0.5～20％的Chelex-100和0.2～5M的DTT，所述蛋白酶K裂解液包括：20～500mmol的Tris-HCl、10～50mmol的EDTA、100～1000mmol的NaCl，0.1～10％的SDS，和5～30μg/mL的蛋白酶K；所述SDS裂解液包括如下组分：1～20％SDS，0-30μg/mL的蛋白酶K。

具体的，上文所述的技术方案中，所述裂解液中加入或不加入RNA消化酶。所述裂解过程的处理时间为1min-24h，处理温度为0-100℃。

上文所述的技术方案中，所述步骤(2)中进行核酸的结合，具体为将3D打印的特形功能体的核酸结合区伸入步骤(1)得到的裂解液中，加入或不加入辅助结合溶剂并通过摇动3D打印特形功能体搅动裂解液的操作，所述辅助结合溶剂可以为异丙醇、无水乙醇中的一种或两者的混合溶液，辅助结合溶剂的体积为裂解液体积的0.6-0.8倍；所述3D打印特形功能体进行核酸的结合，结合时间为5s-5min。

上文所述的技术方案中，步骤(3)所述进行核酸的清洗，具体为，将结合有目标核酸的3D打印的特形功能体的手柄区端通过人工或机械移动至预置有清洗液的容器中，使核酸结合区伸入清洗液中进行核酸的清洗，使3D打印特形功能体在清洗液中进行搅动。所述步骤(3)中的清洗一般为1-5次；所述清洗时间为每次2s-1min；优选的，所述清洗液包括70-80％的酒精。

上文所述的技术方案中，步骤(4)所述的干燥过程可在室温或加热下进行，干燥过程时间为1min-2h；

上文所述的技术方案中，步骤(5)所述洗脱，洗脱时间为5s-5min，洗脱液可以是适宜浓度或者便于储存的高浓度的水、PBS、TE缓冲液和下游PCR反应液等，优选的，本发明采用TE缓冲液，TE缓冲液的具体组分为：10mMTris-HCl，1mM EDTA(PH＝8.0)。

本发明还提供了基于3D打印特形功能体的血液基因组DNA提取方法的应用试剂盒。具体的，试剂盒中包含如下组分：

(1)3D打印特形功能体；

(2)裂解液

(3)蛋白酶K；

(4)RNA消化酶

(5)清洗液；

(6)洗脱液；

(7)固定架；

(8)操作说明书。

所述3D打印特形功能体为以光敏树脂或热塑性塑料为原料，通过3D打印技术获得的由核酸结合区和手柄区组成的、具有“伞”型结构的微元件，并通过连接区将若干“伞”型结构的微元件并排连接；所述裂解液包括CTAB裂解液、NaHCO₃裂解液、Chelex裂解液、蛋白酶K裂解液或SDS裂解液中的一种；所述清洗液包括70-80％的酒精；所述洗脱液包括水、PBS、TE缓冲液和下游PCR反应液中的一种；所述固定架为可以固定、排布若干个3D打印特形功能体的结构。

所述3D打印特形功能体为如前文所述的任意一种结构，优选的为如图1(b)所示的匹配8联排管使用的含有8个核酸结合区的结构，需要单个使用时，可以掰下来使用；所述固定架为可以固定、排布数个3D打印特形功能体的结构，使得多个3D打印特形功能体可以随着固定架同时移动，匹配多孔板或者多个离心管使用。

有益效果：本发明所提供的获取血液DNA的方法，能够高效、简便、快速、高通量的提取、分离目标DNA，具有明显先进于现行技术的优势：

1)本发明所提供的血液DNA提取方法，采用3D打印特形功能体进行核酸的分离与纯化，通过机械力快速转移3D打印特形功能体完成，避免了传统非磁力核酸固相分离依赖多步离心与移液操作的瓶颈制约，显著节约劳动力；同时，3D打印特形功能体可以匹配8联排管、96孔板或者384孔板使用时，实现高通量操作，这是对现行提取技术普遍通量低的一个重要突破；

2)本发明所提供的血液DNA提取方法，采用3D打印特形功能体进行核酸的分离与纯化，是一种固相核酸分离方法。固相核酸分离中，磁力分离被普遍认为快速且具有高通量，而本发明所述方法可以获得比磁力分离更快的分离速度、更简单的操作过程和更稳定的分离效果。利用3D打印特形功能体进行核酸的分离，1-5min内可以从裂解液中分离、纯化出核酸，且不需要移液、离心等繁琐耗时的操作；而采用磁力分离通常需要14.5min左右，且需要多次移液操作(Zou Y,Mason MG,Wang Y,Wee E,Turni C,Blackall PJ,et al.(2017)Nucleic acid purification from plants,animals and microbes in under 30seconds.PLoS Biol 15(11):e2003916.)。同时，采用3D打印完全不存在因磁珠颗粒沉降、聚集等问题引起的核酸结合不充分和杂质包裹等问题，有效保障了核酸提取的稳定性和质量；

3)本发明所提供的3D打印特形功能体的原材料便宜、易得；打印过程方便、快速，能显著降低了经济成本；

4)本发明所提供的血液DNA提取方法，不依赖离心、移液等繁琐操作，可以实现人工低劳动密度高通量核酸分离，且整个过程能够在1m²的操作环境下完成，节约空间，使用灵活性高；同时，基于3D打印特形功能体的血液提取方法又可以通过设计程序化的设备进行3D打印特形功能体在裂解液、清洗液及洗脱液之间的转移，实现自动化，进一步降低人力成本，将有利于推动下游分子技术，尤其血液中致病性病原的精准、快速诊断，如疟原虫PCR体外诊断的临床应用。

附图说明

图1是本发明3D打印特形功能体的结构示意图，(a)为单体3D打印特形功能体，(b)为八联3D打印特形功能体。

图2是本发明实施例2的琼脂糖凝胶电泳图，图中泳道1-4为恶性疟3D7株滤纸血1～4号样本，泳道5-8为感染间日疟原虫病人滤纸血5～8号样本，泳道M为DL2000 Marker。

图3是本发明实施例3的琼脂糖凝胶电泳图，图中泳道1-8为感染杆状病毒柞蚕蛹血液1～8号样本，泳道M为DL2000 Marker。

图中，1、核酸结合区；2、手柄区；3、连接区。

具体实施方式

以下结合实施案例对本发明作进一步描述。应该指出，以下说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有说明，本发明使用的所有科学和技术术语与本发明所属技术领域人员通常理解的含义相同。

本发明实施案例所涉及的材料、实际和实验设备，如无特别说明，均符合生物技术领域的市售产品。

本发明实施例所涉及的引物均由委托生物工程公司合成，具体引物信息如下：

SEQ ID NO:1：

5’-TCAAAGATTAAGCCATGCAAGTGA-3’

SEQ ID NO:2：

5’-CCTGTTGTTGCCTTAAACTTC-3’

SEQ ID NO:3：

5’-TTTTTATAAGGATAACTACGGAAAAGCTGT-3’

SEQ ID NO:4：

5’-TACCCGTCATAGCCATGTTAGGCCAATACC-3’

实施例1

以光敏树脂(PAA)为原料，采用DLP数码影像投射3D打印技术在400-800nm光照下发生光固化反应，从而制得规则结构的3D打印特形功能体：3D打印特形功能体为类似于伞状结构，单3D打印特形功能体由核酸结合区1和手柄区2构成，核酸结合区1为圆锥体，手柄区2为圆柱体，核酸结合区1锥底中心位置与手柄区2的一个底面连接。具体包括具有单个核酸结合区1的单体功能体1个，核酸结合区1宽度5mm，高度10mm，核酸结合区1外表面具有螺纹与凹槽结构，手柄区2高度35mm。单3D打印特形功能体如图1(a)所示。

取实验室冻存人来源和猪血来源的全血各20μL，分别置于两个EP管中，加入1×PBS 60μL悬浮混匀。在EP管中各加入2×裂解液(200mmol的Tris-HCl、50mmol的EDTA、1000mmol的NaCl及2％的SDS)80μL，蛋白酶K溶液5μL，震荡混匀，55℃水浴中放置30分钟，加入无水乙醇60μL并放入3D打印特形功能体，使3D打印特形功能体的核酸结合区伸入溶液，手持手柄区，轻轻摇动3D打印特形功能体混匀溶液，10秒后将3D打印特形功能体转移至预置有清洗buffer(75％的酒精)100μL的8联排EP管中，使核酸结合区伸入清洗buffer，手持手柄区，轻轻上下摇动3D打印特形功能体5s，重复在清洗buffer中转移2-3次；从清洗buffer中取出3D打印特形功能体，甩去3D打印特形功能体上残留液滴，于37℃鼓风培养箱内干燥2分钟，置于40μL洗脱Buffer(TE)中，使核酸结合区伸入洗脱Buffer，手持手柄区，轻轻摇动30s进行洗脱。所得洗脱液用紫外分光光度计测定DNA浓度分别为45.060ng/μL和53.273ng/μL，A260/280分别为1.806、1.798，A260/230分别为1.882、1.756。

此实施例说明，本发明方法能快速从动物血液样品中提取基因组DNA，提取DNA的纯度高，污染少，品质好。

实施例2

(1)特形功能体制备

以光敏树脂(PAA)为原料，采用DLP数码影像投射3D打印技术在400-800nm光照下发生光固化反应，从而制得规则结构的3D打印特形功能体：3D打印特形功能体为类似于伞状的结构，八联3D打印特形功能体由核酸结合区1、手柄区2和连接区3构成，核酸结合区1为圆锥体，手柄区2为圆柱体，连接区3为长条形，核酸结合区1锥底中心位置与手柄区2的一个底面连接，手柄区2的另一个底面与连接区3连接，在连接区3上并排连接8个单3D打印特形功能体，形成八联3D打印特形功能体。具体包括具有8个核酸结合区1的八联功能体，核酸结合区1宽度3.8mm，高度10mm，核酸结合区1外表面具有螺纹与凹槽结构，手柄区2高度20mm。八联3D打印特形功能体如图1(b)所示。

(2)基因组DNA提取

取人工培育恶性疟3D7株滤纸血样本和感染间日疟原虫病人滤纸血一例，用打孔器分别从两个样本上各取直径3mm的4个圆片干血斑血样置于8联排EP管的8个样品孔中，分别编号1～4#与5～8#。在EP管中加入裂解液(100mmol的Tris-HCl、25mmol的EDTA、500mmol的NaCl及1％的SDS)80μL，蛋白酶K溶液5μL，震荡混匀，室温放置30分钟，加入无水乙醇60mL并放入3D打印特形功能体，使3D打印特形功能体的核酸结合区伸入溶液，手持或机械持手柄区，轻轻摇动3D打印特形功能体混匀溶液，10秒后将3D打印特形功能体转移至预置有清洗buffer(75％的酒精)100μL的8联排EP管中，使核酸结合区伸入清洗buffer，手持或机械持手柄区，轻轻上下摇动3D打印特形功能体5s，重复在清洗buffer中转移2-3次；从清洗buffer中取出3D打印特形功能体，甩去3D打印特形功能体上残留液滴，于37℃鼓风培养箱内干燥1分钟，置于40μL洗脱Buffer(TE)中，使核酸结合区伸入洗脱Buffer，手持或机械持手柄区，轻轻摇动30s进行洗脱。所得洗脱液各取1μL用紫外分光光度计定量，浓度为19.882～25.734ng/μL，A260/280为1.775～1.893，A260/230为1.792-1.945。余下核酸-20℃冻存待用。

(3)所提DNA用于体外PCR诊断

以所提取的血液基因组DNA为模板，选用巢式PCR(Nested PCR)，靶标疟原虫基因组基因进行扩增。

第一步PCR：每25μL体系含如SEQ ID NO:1和SEQ ID NO:2所示的外侧引物(10pM)各0.5μL、模板DNA 2μL、rTaq 0.25μL，10×Buffer 2.5μL，dNTPs 2μL，去离子水17.25μL。PCR条件为95℃4min；以95℃30秒，55℃60秒，72℃60秒进行30个循环，再在72℃下延伸5min，得到的PCR产物作为核酸模板进行Nested PCR。

Nested PCR：每25μL体系含如SEQ ID NO:3和SEQ ID NO:4所示的内侧引物(10pM)各0.5μL、第一步PCR产物2μL、rTaq 0.25μL，10×Buffer 2.5μL，dNTPs 2μL，去离子水17.25μL。PCR条件为95℃4min；以95℃30秒，62℃30秒，72℃1分钟进行35个循环，再在72℃下延伸5min，得到的PCR产物用于凝胶电泳。

取Nested PCR产物10μL加入核酸染色剂，用2％的琼脂糖进行凝胶电泳，电泳结束后在紫外光下观测结果，如图2所示，8例本发明提取的核酸均扩增出目标条带。图2中泳道1-4为恶性疟3D7株滤纸血1～4#样本，泳道5-8为感染间日疟原虫病人滤纸血5～8#样本，泳道M为DL 2000Marker。

此实施例说明，本发明所提8例DNA的浓度和纯度较好，说明本发明提取的DNA质量高，能用于下游体外PCR诊断技术；此实施例同时还说明，3D打印特形功能体从裂解液中分离出核酸的操作简单，通过手动在裂解液、清洗液、洗脱液中快速转移功能体，无需移液、离心等耗时繁琐步骤，人工劳动密度低，分离、纯化过程耗时不足2min，快速且通量高；且整个操作过程能够在1m²的操作环境下完成，节约空间，使用灵活性高。

实施例3

取感染杆状病毒柞蚕蛹一个，分别取蛹血20μL置于8联排管各反应孔中，编号1～8#，加入1×PBS 60μL悬浮混匀。在管中各加入2×裂解液(200mmol的Tris-HCl、50mmol的EDTA、1000mmol的NaCl及2％的SDS)80μL，蛋白酶K溶液5μL，震荡混匀，55℃水浴中放置30分钟，加入无水乙醇60μL并放入3D打印特形功能体，使3D打印特形功能体的核酸结合区伸入溶液，手持手柄区，轻轻摇动3D打印特形功能体混匀溶液，10秒后将3D打印特形功能体转移至预置有清洗buffer(75％的酒精)100μL的8联排EP管中，使核酸结合区伸入清洗buffer，手持手柄区，轻轻上下摇动3D打印特形功能体5s，重复在清洗buffer中转移2-3次；从清洗buffer中取出3D打印特形功能体，甩去3D打印特形功能体上残留液滴，于37℃鼓风培养箱内干燥2分钟，核酸结合区置于50μL PCR反应液中(含含如SEQ ID NO:5和SEQ ID NO:6所示的外侧引物(10pM)各1μL、rTaq 0.5μL，10×Buffer 5μL，dNTPs 4μL，去离子水38.5μL)浸泡30s，然后移去3D打印特形功能体，将反应液用于PCR扩增。PCR条件为95℃4min；以95℃30秒，55℃60秒，72℃60秒进行30个循环，再在72℃下延伸5min，得到的PCR产物用2％的琼脂糖进行凝胶电泳，电泳结束后在紫外光下观测结果，如图3所示，8例样本均在406bp处出现目标条带。图3中泳道1-8为感染杆状病毒柞蚕蛹血液1～8#样本，泳道M为DL 2000Marker。

此实施例说明，本发明方法能快速从昆虫(无脊椎动物)血液样品中提取基因组DNA，提取DNA的纯度高，污染少，品质好，能用于下游病毒等微生物的鉴定、诊断。

本发明的提取方法已经通过较好的实施案例进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神的范围内对本文所述的方法进行改动或适当变更与组合来实现被发明技术。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动：如裂解剂、清洗液、洗脱液成分的合理改变，如样本形式的合理调整与前处理，如合理的3D打印特形功能体的形状、大小、表面及结构的调整等，对本领域技术人员来说是显而易见的，它们被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

SEQUENCE LISTING

<110> 大连理工大学

<120> 一种基于3D打印特形功能体的血液基因组DNA提取方法及其应用试剂盒

<130> 2020

<160> 4

<170> PatentIn version 3.5

<210> 1

<211> 24

<212> DNA

<213> 人工序列（Artificial Sequence）

<400> 1

tcaaagatta agccatgcaa gtga 24

<210> 2

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工序列（Artificial Sequence）

<400> 2

cctgttgttg ccttaaactt c 21

<210> 3

<211> 30

<212> DNA

<213> 人工序列（Artificial Sequence）

<400> 3

tttttataag gataactacg gaaaagctgt 30

<210> 4

<211> 30

<212> DNA

<213> 人工序列（Artificial Sequence）

<400> 4

tacccgtcat agccatgtta ggccaatacc 30

Claims

1.一种基于3D打印特形功能体的血液基因组DNA提取方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）用裂解液对待测血液样本进行裂解处理；

（2）通过手持或机器持将3D打印特形功能体的核酸结合区伸入步骤（1）所得溶液中，进行核酸的结合；

（3）通过手持或机器持移动完成步骤（2）的3D打印特形功能体，将核酸结合区伸入清洗液中，进行核酸清洗；

（4）通过手持或机器持将完成步骤（3）的3D打印特形功能体取出，进行干燥；

（5）通过手持或机器持将完成步骤（4）的3D打印特形功能体的核酸结合区置入洗脱液中，进行洗脱，所得洗脱液即为血液基因组DNA；

所述待测血液样本包括脱离人体或动物体的血液全血、去掉上清的血红细胞、干血斑；

所述3D打印特形功能体包括核酸结合区和手柄区；所述3D打印特形功能体含有1个或至少两个核酸结合区，为至少两个核酸结合区时，手柄区依靠连接区并排连接在一起；

所述3D打印特形功能体为以光敏树脂PAA为原料，通过3D打印技术获得的微元件；

所述核酸结合区表面为平整或具有不平整微观结构；所述不平整微观结构为具有螺纹或凹槽结构；

所述核酸结合区为圆锥体；所述手柄区为圆柱体或长方体，手柄区的一端与核酸结合区的锥底中心位置连接，构成“伞”型结构。

2.根据权利要求1所述的血液基因组DNA提取方法，其特征在于，所述核酸结合区、手柄区、连接区为一体制备或分体制备，当各部分分体制备时，通过粘合组装。

3.根据权利要求1所述的血液基因组DNA提取方法，其特征在于，所述步骤（1）中裂解液包括：CTAB裂解液、NaHCO₃裂解液、Chelex裂解液、蛋白酶K裂解液或SDS裂解液。

4. 根据权利要求3所述的血液基因组DNA提取方法，其特征在于，所述SDS裂解液包括如下组分：1~20% SDS，0-30 µg/mL的蛋白酶K。

5. 根据权利要求1所述的血液基因组DNA提取方法，其特征在于，所述裂解液中加入或不加入 RNA消化酶；裂解处理的时间为1 min-24 h，温度为0-100℃。

6.根据权利要求1所述的血液基因组DNA提取方法，其特征在于，所述步骤（2）中进行核酸的结合，加入辅助结合溶剂，所述辅助结合溶剂包括异丙醇、无水乙醇中的一种或两者的混合溶液，辅助结合溶剂的体积为裂解液体积的0.6-0.8倍；结合时间为5s-5min。

7.根据权利要求1所述的血液基因组DNA提取方法，其特征在于，步骤（3）所述进行核酸清洗，次数为1-5次，清洗时间为每次2s-1min；所述清洗液包括70-80%的酒精；步骤（4）所述的干燥过程可在室温或加热下进行，干燥过程时间为1min-2h；步骤（5）所述洗脱液包括水、PBS、TE缓冲液和下游PCR反应液，洗脱时间为5s-5min。

8.一种基于3D打印特形功能体的血液基因组DNA提取方法的应用试剂盒，其特征在于，包含如下组分：

（1）3D打印特形功能体；

（2）裂解液；

（3）蛋白酶K；

（4）RNA消化酶；

（5）清洗液；

（6）洗脱液；

（7）固定架；

（8）操作说明书；

所述3D打印特形功能体为以光敏树脂PAA为原料，通过3D打印技术获得的由核酸结合区和手柄区组成的、具有“伞”型结构的微元件，并通过连接区将若干“伞”型结构的微元件并排连接；所述核酸结合区外表面具有螺纹或凹槽结构；所述裂解液包括CTAB裂解液、NaHCO₃裂解液、Chelex裂解液、蛋白酶K裂解液或SDS裂解液中的一种；所述清洗液包括70-80%的酒精；所述洗脱液包括水、PBS、TE缓冲液和下游PCR反应液中的一种；所述固定架为可以固定、排布若干个3D打印特形功能体的结构。