[發明專利]一種整合式核酸檢測裝置

有效

• 申請號: 201910484139.0
• 申請日: 2019-06-05
• 公開（公告）號: CN110129188B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 劉海云;何濤;高奕;于京華
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12M1/00;C12Q1/6844;C12Q1/689;C12Q1/10;C12R1/42
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 李茜

本專利公開一種整合式核酸檢測裝置，該裝置集成了多層磁結構，FTA卡和紙電極芯片，可以完成核酸提取，環介導等溫擴增（LAMP）擴增和電化學檢測。其核心多層結構由上部樣品層，中層滑動層和下層電極板組成。上層樣品板提供能夠滴加樣品、純化緩沖液進而擴增試劑的圓孔。中層磁性板扮演控制閥門的角色，通過簡單地滑動磁板來控制樣品，純化緩沖液和擴增試劑的連續引入。亞甲基藍（MB）和雙鏈LAMP擴增產物之間的電化學詢問反應與紙電極裝置組合,用于高靈敏度監測LAMP擴增反應。本發明成功構建了一種從“樣品—答案”的整合式核酸檢測裝置，通過簡單的滑動操作，實現整個核酸檢測的過程，展現出令人滿意的醫療診斷和食品安全分析的能力。

技術領域

本發明涉及核酸檢測技術領域，更具體地說是一種結合微流控技術和電化學方法完成核酸提取、等溫擴增和檢測步驟的整合式核酸檢測裝置。

背景技術

核酸檢測（NAT）擁有卓越的敏感性和特異性，近年來在疾病診斷，食品和水安全性分析以及環境監測領域受到了越來越多的關注。核酸檢測通過設計引物的堿基序列，與目標核酸實現特異性結合，并對目標序列進行擴增，進而實現目標核酸的特異性高靈敏檢測。核酸檢測在腫瘤早期診斷，傳染病監測等領域發揮著越來越重要的作用。

但是，傳統的核酸檢測方法（PCR）通常需要精密的儀器，訓練有素的操作人員和復雜的程序來完成核酸提取和純化，擴增以及檢測的步驟。然而這些條件在資源受限的環境中往往難以獲得，使得核酸診斷在資源受限環境中的應用性大大降低。近年來，隨著癌癥和傳染病發病率的增加，核酸診斷的實際應用在臨床診斷和公共衛生安全方面也面臨嚴峻挑戰。

為了解決核酸診斷在資源受限環境中的應用受阻的問題，我們需要開發一種能快速、靈敏的完成核酸提取、等溫擴增和檢測步驟的整合式核酸檢測裝置。相較于傳統的核酸檢測方法，整合式檢測裝置應具有操作簡捷、快速靈敏、成本低廉、無需大型設備儀器等特點。

發明內容

本發明要解決的技術問題是構建一種能快速、簡捷的完成核酸提取、等溫擴增和檢測步驟的整合式核酸檢測裝置。

一種整合式核酸檢測裝置，其特征是包括以下步驟：

（1）裝置的設計

該整合式檢測裝置設計為多層板狀樣式，核心結構分為上層樣品板，中層滑動板和下層電極板，由磁板結合粘貼膜和紙電極芯片構建而成，磁板和粘貼膜的尺寸為15 cm× 5 cm,紙電極芯片的尺寸為3 cm × 3 cm，上層樣品板有三個直徑5 mm的圓孔和一個2mm深3 cm長的正方形槽，三個圓孔分別用于滴加生物樣品、純化緩沖液和擴增試劑，正方形槽用于放置印有碳電極和銀電極的紙芯片，中層滑動板由一個可滑動的磁板和兩條固定磁條組成，可滑動的磁板有一個直徑5 mm的圓孔，圓孔中塞有直徑5 mm的、用于從生物樣本中提取核酸FTA圓盤，通過抽拉可滑動的磁板，使FTA圓盤與上層樣品板的圓孔對齊，即可通過上層圓孔完成生物樣品、純化緩沖液和擴增試劑的滴加，下層電極板包含一個10 cm × 5cm大小的吸收板和一個5 cm × 5 cm的磁板，在磁板上有一個2 mm深3 cm長的正方形槽，吸收板用于從FTA圓盤中吸收細胞裂解后的廢物，正方形槽用于放置印有工作電極的紙芯片，在紙電極芯片的工作電極區域修飾金納米粒子，以對工作區域進行改性。利用磁板的吸引力和粘貼膜，構建了一個密閉的擴增反應室，以保證在反應室中等溫擴增反應能順利的進行，將三層板和粘貼膜依次堆疊起來，擠壓成型；

（2）裝置的制造