[發明專利]一種單反應控溫高通量微流控芯片核酸擴增裝置

有效

• 申請號: 201610556261.0
• 申請日: 2016-07-15
• 公開（公告）號: CN107619781B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 鄒明強;薛強;殷宏
• 申請（專利權）人: 中國檢驗檢疫科學研究院;中檢國研（北京）科技有限公司
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;B01L3/00;B01L7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種單反應控溫高通量微流控芯片核酸擴增裝置，包括微流控芯片、加熱模塊、檢測模塊；通過微流控芯片與加熱模塊、檢測模塊相互配合，實現單反應控溫擴增反應及實時熒光檢測，滿足POCT現場快速檢測的需求；其中，微流控芯片包括多個反應腔，每個反應腔允許實現不同溫度的LAMP反應，芯片結構組成包括蓋片、結構片、底片，底片中存放有熱膨脹微球顆粒，在芯片加熱初始階段迅速膨脹使反應芯片上的彈性薄膜變形，封閉反應腔與外界的連接通道；加熱模塊由相互獨立的多個加熱子模塊構成，各子模塊反應溫度可獨立設置，且互不影響，各加熱子模塊對LAMP芯片中的多反應腔實施獨立加熱控制；利用一體化光電檢測模塊對多反應腔進行多波長巡檢，實現實時LAMP擴增檢測。

技術領域

本發明涉及生命醫學檢測及疾病診斷領域，尤其涉及一種基于環介導等溫擴增（LAMP）原理，用于微流控芯片的單反應控溫高通量核酸擴增檢測裝置。

背景技術

近年來，在分子診斷學領域，除了普通PCR方法外，涌現出了多種用于核酸檢測與分析的等溫擴增技術，如LAMP、NASBA、RCA等。普通PCR反應涉及到2-3個不同的反應溫度，與此不同，等溫擴增往往在某個單一溫度條件下完成。而且，等溫擴增所需的反應時間往往少于PCR反應時間。作為一種出現時間較早，技術發展較為成熟的等溫擴增技術，LAMP等溫擴增由于反應溫度條件較為簡單，而且所需反應時間較短，正日益受到人們的關注與重視，在核酸檢測領域占據越加重要的地位。

微流控芯片在微尺度空間下，借助各類功能單元來完成生物化學反應所需的多個反應步驟，為生物醫學診斷、分析化學、生命科學等領域提供了一個具有獨到優勢的技術平臺。除了有利于實現整個檢測、分析、診斷過程的自動化外，微流控芯片的反應器體積往往要顯著小于傳統的反應試管，這既節省了反應試劑，同時也有利于減少反應時間。因此，基于微流控芯片的LAMP等溫擴增方法正日益受到各國科研人員的關注。基于微流控技術，一方面可以減少LAMP等溫擴增所需的反應時間與試劑消耗，另一方面，有利于實現高通量檢測，提高檢測效率。因此，基于新型的加熱技術及檢測技術來實現靈活度高、適應性強的高通量LAMP等溫擴增，一方面有利于提高LAMP核酸檢測的靈活度，拓展適用范圍，另一方面有利于降低裝置復雜度及核酸檢測的成本。

發明內容

本發明目的在于提供一種POCT型的單反應控溫高通量核酸擴增反應檢測裝置，該裝置能夠提供基于微流控芯片的單反應控溫高通量LAMP擴增，允許進行針對不同靶標的單反應控溫LAMP實時熒光檢測。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為一種基于微流控芯片的POCT（Point-of-Care Test）型單反應控溫高通量LAMP擴增檢測裝置，該反應檢測裝置包括微流控芯片、加熱模塊、檢測模塊；通過微流控芯片與加熱模塊、檢測模塊的相互配合，實現單反應控溫多反應腔LAMP實時檢測；

其中，微流控芯片包括蓋片3、結構片4和底片5；

所述蓋片3位于結構片4的頂部，用以封閉結構片4，結構片4中間內部平行分布有數個反應腔6，各個反應腔6的兩端分別設置有注入通道10和氣孔通道11；蓋片3上有注入孔1和氣孔2；注入通道10與氣孔通道11的底端分別構建有彈性薄膜7；

平行分布的反應腔6之間設置有絕熱槽8，與結構片4中絕熱槽8相對應的位置，蓋片3與底片5均設有絕熱槽8，絕熱槽8中配置有絕熱板19；

所述底片5固定在結構片4的底部，底片5內部設置有與各注入通道10和氣孔通道11相對應的空腔，空腔中存放著熱膨脹微球顆粒9；

蓋片3、底片5與結構片4相互配合，最終成為一個完整的LAMP反應芯片；

加熱模塊包括導熱鋁片12和數組功率電阻13；每組功率電阻13以串聯形式緊密貼合在導熱鋁片12的底部；

檢測模塊包括一體化光電檢測模塊15、運動導軌14、底座16；