[實(shí)用新型]一種用于數(shù)字核酸分子微量化的陣列芯片裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201822146777.5
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN209741124U
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王衛(wèi)偉;王立世;羅文波
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州博鷺騰儀器儀表有限公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實(shí)用新型涉及生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域檢測裝置，具體公開了一種用于數(shù)字核酸分子微量化的陣列芯片裝置；包括基板和封蓋板，所述封蓋板封蓋在所述基板上，所述封蓋板的背面為平面結(jié)構(gòu)，所述反應(yīng)單元凸起在所述基板上；或在所述基板上設(shè)有凹槽，所述反應(yīng)單元嵌入在所述凹槽內(nèi)；所述封蓋板封蓋在所述基板上后，所述封蓋板和基板之間形成樣品通道；所述封板板上設(shè)有進(jìn)樣口和出樣口；所述進(jìn)樣口連接有加樣系統(tǒng)，所述出樣口連接有真空系統(tǒng)。本發(fā)明的陣列芯片裝置只需通過出樣口抽真空進(jìn)行負(fù)壓或進(jìn)樣口進(jìn)行正壓進(jìn)樣，在很短的時(shí)間內(nèi)便可使微量液體樣品分配至成百上千個(gè)獨(dú)立的反應(yīng)單元，大大提高了實(shí)驗(yàn)速度，顯著提高樣品的微量化效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域檢測裝置，具體涉及一種用于數(shù)字核酸分子微量化的陣列芯片裝置。

背景技術(shù)

近年來，生命科學(xué)領(lǐng)域研究不斷有新的技術(shù)突破。1973年，臺灣科學(xué)家錢嘉韻，發(fā)現(xiàn)了穩(wěn)定的Taq DNA聚合酶。1985年美國Mullis發(fā)明了聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一種用于放大擴(kuò)增特定的DNA片段的分子生物學(xué)技術(shù)，它可看作是生物體外的特殊DNA復(fù)制，即簡易DNA擴(kuò)增法，意味著PCR技術(shù)的真正誕生。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)一直是分子生物學(xué)領(lǐng)域的核心技術(shù)之一，已應(yīng)用到分子測序、基因表達(dá)分析、基因突變研究、疾病早期分子診斷、單核苷酸多態(tài)性和藥物篩選等研究領(lǐng)域，并起到重要作用。尤其是在癌癥以及病原傳染病等疾病的早期分子診斷研究中，以核酸擴(kuò)增為基礎(chǔ)的核酸定量檢測技術(shù)，只要能分離出一丁點(diǎn)的DNA，就能用PCR技術(shù)在體外擴(kuò)增DNA，直到目的DNA濃度足以被檢測為止。因其分析速度快、靈敏度高、高通量及診斷時(shí)間短的顯著優(yōu)點(diǎn)，成為疾病早期診斷的主要應(yīng)用技術(shù)之一，具有廣闊的發(fā)展空間。

在聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)發(fā)明至今的三十多年里，應(yīng)用技術(shù)也在不斷的發(fā)展。1993年首次報(bào)道并描述了熒光定量PCR技術(shù)(real-time quantitative polymerase chainreaction，簡稱qPCR)。1995年美國PerkinElmer公司率先發(fā)明qPCR儀并推向市場。qPCR技術(shù)是在普通的PCR反應(yīng)系統(tǒng)中加入了一個(gè)與目的序列互補(bǔ)的雙熒光標(biāo)記探針——即分子信標(biāo)，依靠分子信標(biāo)熒光信號報(bào)告PCR產(chǎn)物，其強(qiáng)弱隨PCR擴(kuò)增進(jìn)程不斷加強(qiáng)，并與PCR產(chǎn)物的數(shù)量成正比，經(jīng)特定的熒光光譜分析儀測得熒光強(qiáng)度，可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定量觀察PCR擴(kuò)增的對數(shù)期、線性期和平臺期的變化，與標(biāo)準(zhǔn)陽性定量梯度樣品的標(biāo)準(zhǔn)曲線比較，進(jìn)而推算出待檢物的起始拷貝量。因此qPCR技術(shù)是一種相對的核酸定量方法，其靈敏度和準(zhǔn)確度均受到限制，而且不能在大分子水平對核酸進(jìn)行計(jì)數(shù)，無法做到單分子檢測，不是絕對定量。

20世紀(jì)末，Vogelstein和Klstein提出數(shù)字PCR(digitalPCR，dPCR)的概念，通過將一個(gè)樣本分成幾十到幾萬份，分配到不同的反應(yīng)單元，每個(gè)單元包含一個(gè)或多個(gè)拷貝的目標(biāo)分子(DNA模板)，在每個(gè)反應(yīng)單元中分別對目標(biāo)分子進(jìn)行PCR擴(kuò)增，擴(kuò)增結(jié)束后對各個(gè)反應(yīng)單元的熒光信號進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。與qPCR不同的是，數(shù)字PCR不依賴于CT值，因此不受擴(kuò)增效率影響，擴(kuò)增結(jié)束后通過直接計(jì)數(shù)或泊松分布公式來計(jì)算每個(gè)反應(yīng)單元的平均濃度(含量)，能夠?qū)⒄`差控制在5％以內(nèi)，數(shù)字PCR可以不需要對照標(biāo)準(zhǔn)樣品和標(biāo)準(zhǔn)曲線來實(shí)現(xiàn)絕對定量分析。

數(shù)字PCR技術(shù)提出至今，相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展都非常迅速。2011年，浙江大學(xué)提出一種數(shù)字核酸擴(kuò)增的集成流路芯片裝置，其采用在反應(yīng)組加工一個(gè)樣品通道，然后在樣品通道的底部刻蝕數(shù)千個(gè)pL至nL的反應(yīng)小室，在反應(yīng)組的兩端設(shè)置進(jìn)樣和出樣口。由于反應(yīng)小室體積非常小，在樣品注入后，靠樣品重力或樣品出、入口的壓力使樣品進(jìn)入反應(yīng)小室，這種方案導(dǎo)致樣品進(jìn)入反應(yīng)小室的概率低，進(jìn)而導(dǎo)致反應(yīng)小室的使用率低。即使刻蝕數(shù)千個(gè)小孔，在實(shí)際應(yīng)用中，有效使用的小孔達(dá)不到數(shù)字PCR對反映單元總數(shù)的要求，因此商業(yè)化比較困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、通過出樣口抽真空進(jìn)行負(fù)壓或進(jìn)樣口進(jìn)行正壓進(jìn)樣，顯著提高樣品的微量化效率，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度的一種用于數(shù)字核酸分子微量化的陣列芯片裝置。