[發(fā)明專利]用于環(huán)介導(dǎo)等溫擴增的微流控芯片、其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310503118.1
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN103667011A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈海瀅;蔣興宇;張偉
• 申請（專利權(quán)）人: 國家納米科學(xué)中心
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12N15/10
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核酸分析檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于環(huán)介導(dǎo)等溫擴增的微流控芯片、及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計，目前生物技術(shù)的實際應(yīng)用約60%是在醫(yī)藥衛(wèi)生方面，醫(yī)藥生物技術(shù)對保護(hù)人類健康、提高生活質(zhì)量產(chǎn)生巨大推動作用。基因診斷（gene?diagnosis）就是根據(jù)核酸分子堿基互補配對及變性、復(fù)性原理，利用現(xiàn)代分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)的技術(shù)方法（如基因探針雜交、基因體外擴增、電泳、DNA測序、差異顯示等），在DNA或RNA水平，通過檢測致病基因（內(nèi)源基因或外源病原體基因）的存在、基因結(jié)構(gòu)的缺陷或基因表達(dá)的異常，從而對疾病做出判斷的方法。

引發(fā)疾病的原因即病因，診斷的目的就是要找到病因，其中對感染性疾病的診斷大致經(jīng)歷了臨床學(xué)診斷、細(xì)胞水平的診斷、免疫學(xué)診斷和基因診斷這樣一個過程。尤其是現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展將免疫學(xué)和分子生物學(xué)的技術(shù)運用到了診斷學(xué)領(lǐng)域，解決了傳統(tǒng)診斷的難題，使診斷學(xué)得到了長足發(fā)展。自1978年美國科學(xué)家首次采用DNA限制性片段長度多態(tài)性（restriction?fragment?length?polymorphism，RFLP）技術(shù)，通過羊水細(xì)胞對胎兒進(jìn)行鐮刀形細(xì)胞貧血癥的產(chǎn)前基因診斷獲得成功以來，以現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)為依托的基因診斷技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。目前，基因診斷已發(fā)展成為在臨床上起重用作用的診斷技術(shù)。與免疫學(xué)診斷技術(shù)相比，基因診斷作為最新型的診斷技術(shù)具有鮮明的特點和優(yōu)勢，核酸檢測技術(shù)具有特異性強、敏感性高、不需要操作活的病原體等特點，在傳染病病原體的檢測中應(yīng)用越來越廣泛。恒溫擴增技術(shù)是在一種恒定溫度下進(jìn)行擴增檢測的技術(shù)，其擴增效率更高、時間短且具有更高的敏感性和特異性，是一種適合現(xiàn)場即時檢測的技術(shù)。環(huán)介導(dǎo)等溫擴增技術(shù)（loop-mediated?isothermal?amplification，LAMP）是一種恒溫擴增技術(shù)，該技術(shù)中需要由4到6條引物實現(xiàn)對同一個目標(biāo)物的擴增，從而大大增加了擴增的特異性；敏感性方面，該技術(shù)理論上可以檢測到低至1個拷貝的目標(biāo)分子。但是，該技術(shù)由于需要多條引物，無法實現(xiàn)同一個反應(yīng)體系中的多重檢測，限制了在通量化檢測方面的應(yīng)用。

微流控芯片技術(shù)是把生物、化學(xué)和醫(yī)學(xué)分析過程的樣品制備、反應(yīng)、分離和檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上，自動完成分析全過程。由于它在生物、化學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的巨大潛力，已經(jīng)發(fā)展成為一個生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、流體、電子、材料和機械等學(xué)科交叉的嶄新研究領(lǐng)域。在微流控芯片上，能夠進(jìn)行很多連續(xù)的平行的分析，在分析的微型化和通量化方面具有極大的潛力。

因此，將微流控芯片技術(shù)引入環(huán)介導(dǎo)等溫擴增中具有重要意義，這就需要相應(yīng)的用于環(huán)介導(dǎo)等溫擴增的微流控芯片。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對環(huán)介導(dǎo)等溫擴增難以通量化檢測的缺陷，提供一種用于環(huán)介導(dǎo)等溫擴增的微流控芯片，該微流控芯片上集成了多個微流控結(jié)構(gòu)單元，每個微流控結(jié)構(gòu)單元都能單獨進(jìn)行環(huán)介導(dǎo)等溫擴增，因此使用該微流控芯片能夠?qū)Νh(huán)介導(dǎo)等溫擴增進(jìn)行通量化操作，同時進(jìn)行多個環(huán)介導(dǎo)等溫擴增反應(yīng)，大大提高了效率，推動環(huán)介導(dǎo)等溫擴增技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

本發(fā)明提供一下技術(shù)方案：

在第一方面，本發(fā)明提供一種用于環(huán)介導(dǎo)等溫擴增的微流控芯片，包括基底層和與所述基底層疊置的功能層，所述功能層設(shè)置至少一個微流控結(jié)構(gòu)單元，每個微流控結(jié)構(gòu)單元包括進(jìn)樣口、反應(yīng)區(qū)和連接所述進(jìn)樣口與反應(yīng)區(qū)的微流控管道。

優(yōu)選地，所述進(jìn)樣口的數(shù)量為2個，分別設(shè)置在反應(yīng)區(qū)的兩側(cè)，與反應(yīng)區(qū)和微流控管道在一條直線上。

在本發(fā)明的微流控芯片中，所述反應(yīng)區(qū)的形狀可以是圓柱形、長方體等各種形狀，優(yōu)選圓柱形。

在本發(fā)明的微流控芯片中，所述微流控管道可以是直線型微流控管道或非直線型微流控管道，優(yōu)選直線型微流控管道。

在本發(fā)明的微流控芯片中，所述進(jìn)樣口開口在功能層遠(yuǎn)離基底層的一側(cè)的表面上。

在本發(fā)明的微流控芯片中，所述基底層和/或功能層的材料可以是石英、玻璃、聚碳酸酯（Polycarbonate，PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl?Methacrylate，PMMA）或聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane，PDMS）。基底層與功能層的材料可以相同，也可以不同。還可以對基底層的材料進(jìn)行活化處理，比如等離子體轟擊和/或酸處理等，使其以共價鍵交聯(lián)生物分子。微流控管道和反應(yīng)區(qū)可以用封閉劑進(jìn)行表面封閉處理，降低管道的內(nèi)表面對生物分子的吸附性，進(jìn)而使得樣本中的待檢物質(zhì)可以更少量的被管道吸附，從而提高檢測靈敏度。