一种基于绿色且实用的磁性离子液体的DNA微萃取方法，该方法使用低成本3D打印的开源装置实现

《ACS Omega》：A Green and Practical Magnetic Ionic Liquid-Based Microextraction of DNA Using a Low-Cost 3D-Printed Open-Source Apparatus

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核酸分析提供了许多可能性，例如识别各种疾病、确定特定健康状况以及监测微生物的存在。然而，DNA提取仍然是一个关键步骤，需要成本效益高、节省时间且高效的实验流程，同时不会妨碍PCR扩增。在这项研究中，提出了一种新型的高通量且经济高效的微提取策略，使用实验室自制开源3D打印的磁性平台进行DNA分离。这种经济实惠的多孔磁性平台由3D打印组件与电子模块组成，能够通过Arduino实现z轴运动。在这种配置中，使用了12个磁性针来固定磁性离子液体[P6,6,6,14+][Ni(hfacac)3–]的液滴，从而实现多次提取。每次提取仅需6.5 μL的MIL，优化的实验条件包括600 μL的样本、25分钟的提取时间和8的样本pH值，而在qPCR分析之前，用300 μL的Tris-HCl（pH 5.5）进行脱附处理10分钟。该方法在捕获BRAF基因方面表现出令人满意的效果，线性范围为0.005至5 pg/μL，相对回收率在92.2%至117.0%之间。日内精密度在5.0%至7.3%之间，日间精密度在5.9%至11.6%之间，定量限（LOQ）确定为0.005 pg/μL。该方法成功应用于全血样本分析，证明了其在复杂生物基质中的适用性。可持续性和适用性评估结果显示SPMS得分为7.58，BAGI得分为62.5，表明该方法既可持续又实用。总体而言，这种低成本的开源设备结合基于MIL的SDME方法为DNA提取提供了一种高效、可定制且易于获取的替代方案，具有进一步实现全自动化的潜力。

1. 引言
核酸分析可以识别和表征病原体、进行法医调查，并检测生物标志物。(1?3) 在这些分析方法中，聚合酶链反应（PCR）是一种重要的技术，可以将DNA扩增到数十亿个拷贝。(4) 定量PCR（qPCR）是传统方法的一个子类型，能够根据与DNA浓度相关的荧光信号进行精确定量。(5?7) 用于提取生物分子（如DNA或RNA）的样本制备在确保可靠的扩增结果方面起着关键作用。这一步通常包括细胞裂解、将DNA与其他细胞结构分离、DNA沉淀和纯化。虽然有多种DNA提取方法，但大多数方法成本高昂、劳动强度大且耗时。(8,9) 传统的液-液提取（LLE）使用苯酚-氯仿需要大量有毒溶剂、多次离心步骤，并且样本通量低。(10,11) 此外，某些试剂可能会留下抑制性残留物，从而阻碍PCR扩增。(12) 最近，微提取技术在核酸分析中受到了关注。单滴微提取（SDME）和分散液-液微提取（DLLME）具有高提取效率，所需的溶剂和样本量显著减少。(13,14) 重要的是，已经研究了替代溶剂，如磁性离子液体（MILs）用于此目的。MILs是一类离子液体（ILs），其化学结构中含有金属，同时保持了经典ILs的可调特性。因此，MILs可以对磁场作出反应，这是样本制备技术中的一个有趣方面。(15?20) 最近的研究报道了将MILs与微提取技术结合用于水样、(16,21) 细菌、(22,23) 植物裂解物、(24) 和血液中的DNA提取。(25) 此外，还开发了用于检测特定短片段DNA（如无细胞DNA（cfDNA）和循环肿瘤DNA（ctDNA）以及较大片段（如基因组DNA（gDNA）的方法。(26?28) 尽管取得了这些进展，大多数基于MIL的提取工作流程仍然存在样本通量有限和缺乏电子自动化的问题。2023年，我们的团队研究了一种通过机械和半自动SDME-MIL方法提取DNA的技术，可以分析水样和全血样本。(29) 该机械装置基于Mafra等人之前提出的配置，用于检测环境污染物。(30) 开发的SDME-MIL工作流程用一系列棒状磁铁替代了传统的SDME方法，在提取和脱附步骤中吸引磁性溶剂液滴。尽管能够处理多个样本，但该实验过程是手动控制的，这在自动化方面是一个限制。

开源仪器的最新进展使得3D打印和基于Arduino的电子控制能够集成到分析工作流程中，从而设计出低成本且可定制的样本制备设备。(29?34) 然而，之前报道的自动化微提取系统通常一次只能处理一个样本，这大大降低了样本通量。(35,36) 据我们所知，尚未有报道使用基于MIL的SDME的电子控制开源3D打印平台用于DNA提取。因此，本研究的目的是提出一种由Arduino电子控制的新型3D打印磁性平台，用于DNA的提取/捕获。在这方面，开发了一种使用[P6,6,6,14+][Ni(hfacac)3–] MIL作为提取溶剂的简单SDME方法，并通过多变量策略进行了优化和验证。这种经济实惠的实验室自制磁性平台可以同时进行多达12次提取，分析结果与先前报道的研究结果进行了比较。此外，作为概念验证，原型被用于分析全血这种复杂的生物样本。最后，使用可持续性（SPMS）和适用性等级指数（BAGI）的样本制备指标评估了其可持续性和实用性。

2. 方法
2.1. 材料
本研究使用了从Milli-Q水纯化系统（Millipore，Bedford，MA，美国）获得的超纯水（18.2 MΩ cm）。此外，还购买了氢氧化铵（30% v/v）、无水乙醚（99%）和1,1,1,5,5,5-六氟乙酰丙酮（99%），均来自Sigma-Aldrich（St. Louis，MO，美国）。LC-MS级乙腈来自Merck（Darmstadt，德国），六水合氯化镍(II)来自êxodo Científica（Sumaré，SP，巴西）。qPCR分析使用StepOne Plus（Applied Biosystems，Waltham，MA，美国）进行，聚合酶链反应使用PowerUp SYBR Green Master Mix（Applied Biosystems，Waltham，MA，美国）进行。BRAF基因的扩增使用以下引物：
正向引物：5′-CTTCATAATGCTTGCTCTGATAGGA-3′
反向引物：5′-CAGGGCCAAAAAT TTAATCAGTGA-3′
使用特定的BRAF片段（CTTCATAATGCTTGCTCTGATAGGAAAATGAGATCTACTGTTTTCCTTTACTTACTACACCTCAGATATATTTCTTCATGAAGACCTCACAGTAAAAATAGGTGATTTTGGTCTAGCTACAGTGAAATCTCGATGGAGTGGGTCCCATCAGTTTGAACAGTTGTCTGGATCCATTTTGTGGATGGTAAGAATTGAGGCTATTTTTCCACTGATTAAATTTTTGGCCCTG）获得校准曲线（Synbio Technologies，NJ，EUA）。3D组件使用来自Filamentos 3D Brasil（Novo Hamburgo，RS，巴西）的白色和灰色聚乳酸（PLA）丝材打印而成。

2.2. 仪器
提取平台的每个3D打印组件都是使用FreeCAD 0.20.2软件（FreeCAD Project Association）进行设计和规划的，并使用Creality CR-5 Pro-H打印机（Shenzhen Creality 3D Technology Co，Shenzhen，中国）打印。3D打印组件的填充密度为100%，层高为0.2 mm（200 μm）。使用Arduino Uno微板进行电子集成，Arduino IDE（版本2.3.4）进行软件编程，采用NEMA 17（Oukeda Motor，型号OK42HC34–1504A）步进电机。SMDE-MIL程序后，使用StepOne Plus（Applied Biosystems，Waltham，MA，美国）进行BRAF基因扩增。熔解曲线使用以下温度程序获得：95 °C变性15秒，然后60 °C退火1分钟，随后逐渐升温至95 °C。初始过程使用15 μL的反应体积，包括1.0 μL的DNA模板；5.5 μL的超纯水；7.5 μL的PowerUp SYBR Green Master Mix；以及每种引物0.5 μL（10 μM）。设备编程在50 °C下启动2分钟，随后在95 °C下激活2分钟，接着进行40个循环：95 °C变性15秒和60 °C退火1分钟，总反应时间为2小时。

2.3. MIL的合成和表征
MIL [P6,6,6,14+][Ni(hfacac)3–]的合成和表征按照Pierson等人的方法进行(38)，并进行了Neto等人提出的少量修改(29)。第一步是将10 mmol的氢氧化铵和10 mmol的六氟乙酰丙酮溶解在30 mL的乙醇中，然后加入3.3 mmol的六水合氯化镍(II)（在搅拌下保持12小时）。之后，将1 mmol的hfacac铵金属盐和1 mmol的三己基（十四烷基）磷onium氯化物溶解在30 mL的甲醇中。然后在减压条件下去除溶剂，随后将产物溶解在20 mL的乙醚中。之后，用去离子水多次洗涤，直到水相在AgNO3(aq)存在下不再产生沉淀。通过分析浓度为1.0 ng/mL的溶液在microTOF-Q III质谱仪中进行MIL的表征。分析采用ESI正离子化方式，质谱仪使用的参数见支持信息中的表S1。质谱数据也包含在支持信息中（图S1）。

2.4. 实验程序
本研究中使用的电子提取平台基于我们研究小组最近提出的方法(37)。该原型允许通过Arduino控制z轴运动，以实现更独立的操作。本研究中使用的Arduino脚本见表S2，电子配置详见支持信息中的图S2。此外，首次开发了一种定制的12针提取刀片，由3D打印的圆柱形支架组成，能够容纳小型棒状磁铁，用于SDME-MIL中的DNA提取。提取和脱附参数进行了优化，并获得了有价值的分析参数。本研究开发的实验程序包括以下阶段：
(i) 首先在水样（600 μL）中优化提取步骤，其中含有1.0 μg/mL的BRAF基因（229 bp），在搅拌（200 rpm）条件下，使用[P6,6,6,14+][Ni(hfacac)3–]作为提取溶剂（6.5 μL）。通过Doehlert设计优化了提取时间和样本pH值。在此步骤中，组装了12个磁性针（每组4个针）以提高样本通量。
(ii) 脱附步骤在搅拌（70 rpm）条件下进行，使用Tris-HCl（20 mM）作为脱附溶剂（300 μL）。通过Doehlert设计优化了脱附时间和脱附溶液的pH值。
(iii) 最后，富含DNA的脱附溶液进行qPCR分析。

2.5. 用于方法适用性的样本
在确定有价值的分析参数后，从我们研究小组的志愿者那里收集了全血样本，并根据Porto Alegre联邦大学伦理委员会批准的伦理指南（编号5.235.870）立即进行了分析。

2.6. 实验条件的优化
使用Doehlert设计优化了可能影响提取和脱附步骤的参数。特别是对于提取步骤，评估了五个水平的提取时间（10、15、20、25和30分钟），以及三个水平的样本pH值（3、6和9）。对于脱附步骤，评估了五个水平的脱附时间（5、10、15、20和25分钟），以及Tris-HCl溶液的三个水平的pH值（4、6和8）。使用Statistica 8.0软件（Statsoft，Tulsa，OK，美国）处理获得的结果。这些优化实验列在支持信息中的表S3和S4中。

2.7. 有价值分析参数的确定
根据生物分析方法验证指南(39)获得了有价值的分析参数。检查了线性范围、线性度、准确性（相对回收率）以及日内和日间精密度。为了评估线性度，使用含有特定浓度BRAF基因（229个碱基对）的超纯水进行了校准曲线，共六个浓度点，范围从0.005到5 pg/μL，每个浓度重复三次。在相同的一天内进行三次日内精密度（n = 3）测试，在不同的三天内进行三次日间精密度（n = 9）测试。最后，分析了四个全血样本以评估方法的适用性。

2.8. SPMS和BAGI指标
使用两个指标来评估该方法在可持续性和实用性方面的表现。样本制备工作流程的可持续性是通过可持续性样本制备指标（SPMS）进行评估的。(40) 该指标根据样本和溶剂的消耗量、操作步骤的数量、能源需求以及产生的总废物等因素，给出0到10的评分。分数越高，表示程序越可持续。蓝色适用性等级指数（BAGI）(41) 作为可持续性指标的补充评估工具，它基于白色分析化学的原则，考察方法的适用性或实用性。评估因素包括样本处理量、分析类型、溶剂需求和自动化程度，评分范围为0到100。结果可以以蓝色阴影的图标形式展示，其中较深的阴影表示更高的适用性。

3. 结果与讨论
3.1 提取平台的生产
本研究中开发的3D打印平台如图1(A–E)所示。该装置设计可同时容纳12个样品瓶，设计时考虑了摇床的尺寸和标准1.5 mL微量管的几何形状。圆柱形支架是根据用于制造平台的钕棒磁体的直径来设计的。具体来说，根据图1A所示的位置，将6.5 μL的提取液（MIL）滴入每个钕棒磁体的尖端；之后，将提取刀片组装到电子平台上，将磁活性溶剂滴浸入样品中。3D打印的底座平台允许通过Arduino控制z轴运动，从而实现从所有样品瓶中同时浸入和取出MIL滴，减少了操作者的干预。在我们之前的研究中，该设备可以同时处理更多的样品；然而，那个系统是半自动的，需要手动定位和操作者控制提取/脱附步骤。(29) 相比之下，本研究中提出的平台引入了基于Arduino的z轴系统进行电子控制，结合了一组能够容纳多个钕棒磁体的3D打印支架。这一改进可以减少实验工作流程中所需的人工劳动，并提高分析的可重复性。

图1
图1. 本研究中开发的电子平台照片。(A) 由12个针组成的提取刀片。(B) 用于容纳样品瓶的3D打印底座。(C) 包含用于DNA提取的磁性针的电子平台概览。(D) 提取过程的侧视图。(E) 提取过程的正视图。
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3D打印组件的更详细描述和尺寸列在图2中。平台底座（图2A）由12个样品瓶支架组成，这些支架在水平方向上相距31毫米，在垂直方向上相距28毫米。每个支架的直径为13毫米，设计精良，能够牢固地固定样品瓶。设计重点在于机械稳定性——有一个小孔以便正确放置样品瓶，并允许完全观察提取/脱附步骤。每个提取支架包含4个圆柱形针（长度42毫米，直径7毫米），内部有5毫米的腔体，精确设计以容纳钕棒磁体（图2B）。三组各四个支架使用3D打印的间隔件对齐（图2C），以确保磁体尖端的MIL滴在每个样品瓶内正确定位。

图2
图2. 平台底座和钕棒磁体支架的FreeCAD示意图。(A) 用于容纳样品瓶的底座。(B) 钕棒磁体的支架。(C) 间隔件。
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重要的是，在实验工作流程中，3D打印组件与样品之间没有直接接触。只有含有提取液（MIL）的钕棒磁体被浸入样品中以进行DNA提取。这一点尤为重要，因为某些聚合物会强烈吸附DNA，阻碍提取过程。(42) 因此，使用玻璃样品瓶没有出现问题，因为在每次提取后都进行了适当的清洗。

据我们所知，此前没有报道过与磁性组件结合的3D打印实验室提取平台用于DNA提取。与依赖手动操作或单样本分析的早期研究相比，(29,35,36) 与电子微板（Arduino）的集成提供了一种成本效益高的替代方案，具有高通量和简单的实验方法。虽然典型的机械系统成本约为3000美元，电子组件大约为5000美元，但所提出的样本制备装置的总成本仅为490美元。磁性搅拌器是最昂贵的组件（400美元），而其余的3D打印部件、机械部件和电子组件的成本均低于100美元。使用这种新型装置处理磁活性溶剂/吸附剂的可能性为生物分子（如DNA）的样本制备开辟了多种应用途径。

3.2 优化
提取步骤已按照先前的方法进行了优化，结果如图3A中的响应曲面所示。在这种情况下，决定系数（r2）为0.8966，表明统计模型的性能令人满意。根据图3A，将样品pH值调整到8并提取25分钟获得了最佳结果。关于脱附步骤，使用10分钟和pH值调整到5.5的缓冲溶液获得了更好的性能（图3B）。统计模型的调整也令人满意，r2 = 0.9399，未观察到拟合不足。提取和脱附步骤的ANOVA表格分别显示在支持信息的表S5和S6中。

图3
图3. 优化后的响应曲面：(A) 涉及时间和样品pH值的提取条件；(B) 涉及时间和缓冲溶液pH值的脱附条件。
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提取和脱附步骤总共只需35分钟即可完成，且干预极少。在这种情况下，使用电位计可以控制包含提取刀片的平台的z轴运动（由12个针组成）。因此，这种低成本的电子平台简单易用，可根据应用需求进行定制。具体来说，提取步骤的pH范围适用于血液、精液和唾液样本。(43) 对于尿液样本，建议进行pH值验证和调整，因为其pH值可能在4.5到8之间变化。(44) 此外，从粪便样本中提取DNA进行微生物组分析时，应考虑该方法对微生物组的影响。(45)

3.3 实验工作流程
图4展示了优化SDME-MIL工作流程后的总体方法概述。在这种优化程序中，将600 μL的pH值调整到8的样品加入1.5 mL的样品瓶中，在恒定搅拌（200 rpm）下进行提取，使用6.5 μL（滴入每个钕棒磁体尖端）的[MIL of [P6,6,6,14+][Ni(hfacac)3–]提取25分钟。值得一提的是，粘附在钕棒磁体尖端的MIL具有很高的机械稳定性，而传统的基于SDME的程序中，提取过程中溶剂滴容易丢失。提取步骤之后，富含DNA的MIL被浸入Tris-HCl缓冲溶液（20 mM，pH 5.5）中，在恒定搅拌（70 rpm）下进行10分钟以脱附分析物。最后，将1 μL含有DNA的缓冲溶液用于qPCR分析。

图4
图4. 优化后的DNA提取和分析实验工作流程。
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在提取实验中包含了两个阴性对照，以确保结果的可靠性：(i) 在没有MIL的情况下进行提取，即将磁性棒直接插入加有样品的水溶液中；(ii) 在没有DNA模板的情况下使用MIL进行提取。这两个对照都接受了与样品相同的处理，随后通过qPCR进行分析。两个对照均未产生扩增曲线，表明没有污染。由于实验是在含有特定片段的水溶液中进行的，作者还进行了另一个对照实验，即在0.1 pg/μL的BRAF片段中加入0.1 pg/μL的HBB片段。未观察到Ct值的显著变化，表明存在长度相似但序列不同的第二片段并未影响扩增性能。在此评估中，Ct值的差异仅为2.5%，这对于基于溶剂的微提取方法是可接受的。

3.4 方法验证和真实血液样本的分析
优化后获得了所需的分析参数。校准曲线对每个浓度进行了三次重复实验，线性范围为0.005到5 pg/μL。得到的线性方程为（y = ?3.4194x + 31.27），决定系数（r2）为0.9906，表明线性良好。根据分析曲线的斜率，计算出的扩增效率为96%，在qPCR检测的可接受范围内（90%到110%）。日内精度在5.0%到7.3%之间，日间精度在5.9%到11.6%之间。结果如表1所示，根据所采用的验证指南被认为是令人满意的。

表1. 水样中目标BRAF基因的相对回收率和精度
精度（%）
目标基因浓度（fg/μL）
相对回收率（%）
n = 3
日内（n = 3）
日间（n = 9）
BRAF
5.0
117.0
5.0
5.9
100.0
98.5
5.5
11.6
50
0.0
92.2
7.3
8.5

最后，将电子控制的SDME-MIL方法应用于分析我们研究小组捐赠的四个全血样本。如图5A所示，所有分析样本中都检测到了BRAF基因。根据校准曲线，全血样本中的BRAF基因浓度范围为12.7到21.1 fg/μL。在其他两个样本中也检测到了BRAF基因，但由于浓度低于研究范围内的线性范围，无法进行定量。图5B中的熔解曲线表明所有样本都从同一片段扩增，没有污染迹象。

图5
图5. (A) 每个样本的扩增曲线。红线对应于阳性对照。(B) 每个样本的熔解曲线。底部的绿线代表阴性对照。
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该方法的分析特性还与先前报道的方法进行了比较（见表2）。与传统和一些新兴提取技术相比，该平台具有更短的提取时间。传统的苯酚/氯仿提取技术和快速方法需要相对大量的有机溶剂，并且需要多个步骤，如离心和过夜储存，因此提取所需时间最长。(46) 此外，有机溶剂在提取后通常会残留，需要在PCR前进行额外清洗，并可能干扰PCR反应。磁性珠是一种商业上可用的自动化方法，但也需要多个清洗步骤，会产生残留物，且仪器成本较高。(47) 因此，本研究提出的3D打印与电子微板结合的策略具有经济性、高效性和可定制性。该平台能够同时处理12个样本，且MIL能够从复杂样本（如全血）中提取DNA，无需任何预处理。

表2. DNA提取方法的分析特性
技术
样品体积（μL）
溶剂体积（μL）
线性范围（pg/μL）
PCR兼容性
额外清洗
每个样本的成本
样本数量
参考文献
溶剂提取（苯酚/氯仿）
500
300
0
2天
良好
是
低
1 (46)
快速方法
500
470
0
120分钟
中等
是
低
1 (46)
磁性珠
400
60分钟
优秀
否
高
16 (47)
硅胶柱（QIAamp DNA Blood Mini Kit）
200
40分钟
优秀
否
高
1 (47)
MIL-DLLME
50
2.0
1分钟
优秀
否
非常低
1 (25)
MIL-SDME
120
6.5
40分钟
优秀
否
非常低
32 (29)
电子平台MIL-SDME
600
6.5
35分钟
0.005–5
优秀
否
低
12

PCR兼容性是根据原始研究中报告的扩增性能和每种方法去除PCR抑制剂的已知效率进行分类的。(b) 成本基于试剂消耗和商业试剂盒的价格范围以及特定设备的需求。

3.5 可持续性和实用性评估
可持续性评估是通过SPMS进行的，这是一个与样本制备步骤相关的特定指标。(40) 评估了样本量、提取剂用量、步骤数量、提取后的额外步骤、分离过程、温度和总废物等因素。就这种方法而言，提取时间和提取剂的性质获得了最低的评分，因为MIL不可生物降解。总体而言，这种微提取方法的全球得分为7.58，图标显示在图6中。

图6
图6.SPMS评估快速方法、酚-氯仿法、(46) MIL-DLLME、(25) 以及所提出的方法。高分辨率图像下载MS PowerPoint幻灯片。根据这一指标，所提出的方法可以被归类为“可持续的”。与其他DNA提取方法相比，传统的酚-氯仿法和快速提取协议的整体SPMS得分较低（4.21），主要是由于使用了有毒溶剂和额外的样品制备步骤。另一方面，基于MIL的方法表现出显著提高的可持续性性能，MIL-DLLME由于提取时间较短且使用了涡旋器而获得了略高的得分（8.11），而本方法则需要使用搅拌板。此外，使用磁珠等吸附剂的纯化步骤需要多次洗涤，并产生大量废物。

BAGI指标被用来评估该方法的适用性。(41) 根据这一指标，该分析类型被归类为定量分析，因为实时PCR能够实现DNA的定量。关于试剂，MILs在市场上不可购买，这导致BAGI指标得分较低。在“试剂和材料”类别中，有两个选项：“需要使用先进设备或专业知识合成”和“需要使用常见仪器以简单方式合成”。尽管所需的仪器（搅拌器、培养箱和旋转蒸发器）很常见，但合成过程可能需要较长时间才能完成，因此不符合“简单方式”的标准。因此，这一类别在该指标中得分最低。根据BAGI评估，本方法的亮点包括其样品通量（可同时处理多达12个样品，每小时超过10个样品）。值得注意的是，微型化的提取技术和自动化程度（“完全自动化，采用新型技术设备，例如机器人技术”）对整体得分有积极贡献。

与其他DNA提取方法相比，自动化的SDME-MIL工作流程比传统的酚-氯仿提取方法更具实用性，其性能与基于磁珠的系统相当，后者由于拥有完全自动化的商业平台而获得了最高的BAGI得分。然而，这些完全自动化的系统通常成本较高，可能会限制其在某些实验室中的应用。与MIL的合成过程相关的限制可以通过制备一批可用于多次分析的溶剂来缓解，因为每次提取所需的量很少。此外，使用其他兼容qPCR的MILs，这些MILs的合成过程更简单，也可以提高该方法的实际应用性。总体而言，所提出的方法获得了62.5分的满意得分，根据Manousi等人(41)的观点，可以认为这是“实用的”。此评估中获得的象形图如图7所示。SPMS和BAGI指标中评估的各个方面和特征在支持信息的表S7和S8中显示。

图7. 快速方法、酚-氯仿法、(46) 磁珠提取、(47) MIL-DLLME、(25) 以及所提出方法的BAGI评估。高分辨率图像下载MS PowerPoint幻灯片。

4. 结论

在这项研究中，首次成功开发了一种基于磁性的DNA提取方法，该方法使用实验室制造的3D打印平台与开源电子微板（Arduino）结合。这种经济实惠且可定制的设备能够在35分钟内同时处理多达12个样品，包括提取和脱附步骤。基于磁性离子液体的提取过程能够从复杂的全血样品中高效回收DNA，并且完全兼容qPCR下游分析。与我们之前报道的半自动化配置相比，这种电子控制平台提供了可编程的提取功能，标志着从手动操作向数字辅助方法的转变，为未来使用可访问的开源技术实现自动化策略奠定了基础。通过多变量策略优化了该方法，并能够对真实样品中的BRAF基因进行定量分析。重要的是，该设备的低溶剂和样品消耗量、高通量、低成本以及可定制的组件使其成为传统DNA提取方法的有价值替代方案。最后，从绿色性和实用性方面对该方法进行了评估，结果令人满意。另一方面，所提出的SDME-MIL原型在完全自动化方面仍存在一些限制，因为在样品制备过程中仍需要某些手动步骤。目前正在进行的工作集中在未来使用开源电子设备开发完全自动化的DNA提取协议上。