[發明專利]一種用于立體式數字液滴快速核酸擴增及檢測的裝置及方法

在審

• 申請號: 202110576978.2
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN115404155A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 馬波;劉灃儀;徐健
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12M1/24;C12M1/02;C12Q1/6851
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 王灝增

本發明公開了一種用于立體式數字液滴快速核酸擴增及檢測的裝置及方法，其中，涉及一種液滴分散存儲裝置，包括：一端開口的外管和套設在外管之中的內管，所述外管與內管之間形成用于分散液滴的狹縫，所述狹縫的寬度與液滴的直徑相匹配，所述外管的外側套接有加熱筒。本發明的液滴分散存儲裝置可以使液滴受熱均勻，縮短加熱模塊與液滴內樣品溫度的平衡時間，減少核酸擴增的用時，達到快速核酸擴增的目的。同時耦合內窺探頭式液滴熒光檢測模塊，實現高通量快速液滴成像。

技術領域

本發明涉及生物技術輔助設備領域，具體的說，涉及一種用于立體式數字液滴快速受熱均勻及檢測的方法及裝置。

背景技術

目前，已經開發了許多方法盡可能精確地量化核酸的量，基于PCR的核酸定量技術一直備受青睞。實時定量PCR(qPCR)長期以來一直是量化核酸的量的首選方法，也被認為是生物醫學實驗室的常規實驗。隨著下一代測序技術和單細胞分析技術蓬勃發展，人們對核酸定量的興趣已達到前所未有的單分子水平。這促成了數字液滴擴增技術的繁榮。數字液滴擴增技術是將樣品分配于許多反應腔室或液滴中，使樣本分別在獨立但相同的體系中擴增，并且每個反應的全有或全無檢測結果遵循泊松分布。在計算正反應的總和之后，通過泊松校正，不僅可以獲得樣本核酸濃度，而且可以獲得目標分子的絕對數量。

一般來說，傳統的液滴核酸擴增過程包括三個主要步驟：分配，擴增和計數。分配過程可以通過液滴或芯片微腔室實現。芯片微腔室法由于難以耦合變溫模塊、樣品易蒸發等問題，多用于恒溫核酸快速擴增。而液滴PCR大多在PCR儀中進行。然而， PCR的實際耗時遠超于反應本身所需時間。因此，利用其他更有效的方式縮短PCR時間，提高數字液滴PCR的效率，一直是人們追尋的目標。

在液滴熒光檢測中，液滴平面成像設備簡單、通量高、速度快，不僅適用于可流動液滴，其與基于芯片微腔室的核酸擴增也十分兼容。而目前該方法存在液滴損耗、污染等一系列問題。因此如何優化液滴平面成像方式，實現更高通量的成像方法，且避免液滴損耗及污染，降低實驗成本，目前是研究的重中之重。

發明內容

為了解決現有技術中PCR管內液滴受熱不均的問題，以及液滴平鋪成像成本高且對圖像處理要求復雜的問題。

本發明提供了一種用于液滴分散存儲裝置，包括：一端開口的外管和套設在外管之中的內管，所述外管與內管之間形成用于分散液滴的狹縫，所述狹縫的寬度與液滴的直徑相匹配，所述外管的外側套接有加熱筒。所述狹縫的寬度與液滴的直徑相匹配是指狹縫的寬度應該小于兩倍的液滴的直徑。

進一步，所述外管和內管形狀相同尺寸不同，所述外管和內管同心設置。

進一步，所述外管和內管均為圓管，所述外管的內徑與內管的外徑的差值小于液滴直徑的4倍。

進一步，所述外管和內管均為方管，所述外管的內徑邊長與內管的外徑邊長的差值小于液滴直徑的4倍。

進一步，所述外管和內管均為不定型管，所述內管的外壁與外管的內壁之間的距離小于液滴直徑的2倍。

進一步，所述狹縫頂部與外部大氣連通。

進一步，所述外管的內表面和所述內管的外表面為疏水親油表面。

所述疏水親油表面通過對外管的內表面和所述內管的外表面進行疏水處理得到，所述疏水處理方法為材料自身疏水、特氟龍溶液處理、硅烷化試劑處理或者氟硅烷試劑處理中的一種。

所述外管和內管的制備材質為PDMS(聚二甲基硅氧烷)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、石英、硼硅玻璃、單晶硅、氟化鈣或者高分子聚合物中的一種。

使用時，所述狹縫與水平面垂直或者成一定角度，即所述狹縫不能與水平面平行。

進一步，所述內管的內部可拆卸的連接有加熱棒。

進一步，所述內管的內部可拆卸的連接有內窺探頭式液滴成像裝置。