[發明專利]PCR-CE聯用微流控芯片激光誘導熒光分析儀

無效

• 申請號: 200910272874.1
• 申請日: 2009-11-20
• 公開（公告）號: CN101718698A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 翁毅;劉威
• 申請（專利權）人: 寧波普賽微流科技有限公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;C12Q1/68
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 黃瑞棠

技術領域

本發明涉及一種生物醫學檢測分析儀，尤其涉及一種PCR-CE(聚合酶鏈式反應-毛細管電泳)聯用微流控芯片激光誘導熒光分析儀。

背景技術

微全分析單元是上世紀90年代初開始興起的一個全新的領域。微全分析單元涉及到很多學科領域，如分析化學、物理學、生物學、醫學、藥學、微加工技術、電子學、計算機等，通過對樣品處理、分離及檢測的集成化、微型化來實現常規實驗室的基本功能，從而實現低成本、高通量、智能化、便攜式的目標。

芯片實驗室技術是將整個實驗室的功能，從加樣、反應、分離、檢測等過程集成在只有幾平方厘米的微型芯片上，目前已經在化學合成，細胞培養，藥物高通量篩選，疾病診斷，食品安全，血液分析和環境檢測等方面取得重要進展。微流控芯片技術的發展，使得芯片上PCR技術得以實現。隨著微加工技術的發展，微流體所經過的溝道尺寸從微米級已經進入到納米級，使得微流控技術的研究對象從細胞級進入到了分子級。微流控技術已經成為當今的研究前沿和熱點。

微流控芯片的檢測方法主要有：激光誘導熒光法、電化學法、化學發光法、質譜法等。其中，激光誘導熒光法具有靈敏度高，原理簡單，容易集成在微流控芯片上，成為目前主要采用的檢測方法。激光誘導熒光檢測的光學單元主要有兩種：一種是激發光光路與熒光光路相互垂直；另一種是共聚焦式，它是用顯微物鏡把入射光光束聚焦在微流控芯片溝道上，激發熒光通過同一物鏡入射到光電倍增管上進行檢測。目前市場上出現的激光誘導熒光檢測技術的主要問題是檢測器的體積比較大，價格昂貴，結構復雜，難以實現分析單元的微型化。

毛細管電泳技術自從問世以來，已經成為分析領域中必不可少的手段。毛細管電泳中常用到的是凝膠電泳，樣品用量比較大，操作費時，灌注凝膠比較難，分析時間長，所用電壓高。微流控芯片毛細管電泳，采用粘度低的聚合物篩分介質充當電泳介質，操作更容易。微流控毛細管電泳，由于分離溝道只有幾個厘米長，分離時間大大縮小，僅僅需要幾分鐘，甚至幾十秒。微流控毛細管電泳，所用試劑用量少，分離電壓低，靈敏度更高。

目前，進行疾病基因診斷時，都是將樣品提取出來，在PCR擴增儀上進行擴增，然后進行電泳檢測。檢測方法有：常規的毛細管凝膠電泳和微流控毛細管凝膠電泳。常規的PCR擴增儀由于體積大，升溫與降溫速度慢，使得擴增過程耗費時間長。而微流控芯片技術使得在微流控芯片上進行PCR擴增，擴增時間短，升溫與降溫速度快，大大縮短了擴增所需時間。而擴增出來的樣品在進行電泳檢測前還要花費一定的樣品處理時間，使得整個疾病診斷周期較長。

發明內容

本發明的目的就是克服現有的疾病基因診斷樣品提取、PCR樣品擴增、電泳分離、激光誘導熒光檢測整個過程中存在的處理樣品時間長、樣品用量大、人工工作量大、成本高和周期長等問題，提供一種PCR-CE聯用微流控芯片激光誘導熒光分析儀。

本發明的目的是這樣實現的：

在機殼內設置有PCR單元、CE單元、激光誘導熒光檢測單元和信號采集與處理單元；

PCR單元和CE單元相互連接后再與激光誘導熒光檢測單元連接，激光誘導熒光檢測單元和信號采集與處理單元連接。

本發明的工作原理是：

通過微流控芯片技術，疾病DNA樣品的PCR過程和毛細管電泳分離過程集成在一起，分析結果通過激光誘導熒光檢測單元進行熒光信號檢測，在計算機上進行分析結果的顯示。疾病DNA樣品的濃度很低，PCR過程是通過加熱器實現3個不同的溫區對疾病DNA進行擴增過程，以達到可以檢測的水平。DNA擴增完后經過毛細管電泳實現疾病DNA樣品中各組分的分離，通過對分離的結果進行分析，從而對疾病進行診斷。

本發明具有以下優點和積極效果：

1、集成PCR、電泳分離、激光誘導熒光檢測于一體，體積小、結構簡單、易于操作、成本低；

2、性能穩定，分析檢測靈敏度高，疾病診斷周期短。

3、適用于有關疾病的基因臨床診斷。

附圖說明

圖1是本發明的結構框圖；

圖2是本發明的結構示意圖(主視剖面圖)；

圖3是本發明的光路原理圖。

圖中：

00-機殼，

01-支架；

10-PCR單元，

11-PCR加熱器，12-芯片支架，13-XYZ三維移動平臺，

14-集成PCR-CE芯片；

20-CE單元，

21-電極夾具，???????????22-可控高壓輸出電源，

23-螺旋平移器；