[發(fā)明專利]毛細(xì)微流控qPCR核酸檢測(cè)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110732453.3
• 申請(qǐng)日: 2021-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN113584136A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊海;金偉;鮑濤;楊祥良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東粵港澳大灣區(qū)國家納米科技創(chuàng)新研究院;廣納達(dá)康（廣州）生物科技有限公司
• 主分類號(hào): C12Q1/686
• 分類號(hào): C12Q1/686
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 王南杰

本發(fā)明公開了一種毛細(xì)微流控qPCR核酸檢測(cè)裝置，其包括微流控芯片主體以及設(shè)置于所述微流控芯片主體上的進(jìn)樣機(jī)構(gòu)、加熱機(jī)構(gòu)、擴(kuò)增機(jī)構(gòu)以及檢測(cè)機(jī)構(gòu)，進(jìn)樣機(jī)構(gòu)具有進(jìn)樣流道以及定量進(jìn)樣閥，進(jìn)樣流道上設(shè)置有定量進(jìn)樣閥；加熱機(jī)構(gòu)包括高溫恒溫器以及低溫恒溫器；擴(kuò)增機(jī)構(gòu)包括擴(kuò)增反應(yīng)流道以及驅(qū)動(dòng)組件，擴(kuò)增反應(yīng)通道包括位于高溫恒溫器內(nèi)的高溫反應(yīng)區(qū)、位于低溫恒溫器內(nèi)的低溫反應(yīng)區(qū)以及用于檢測(cè)的透光檢測(cè)區(qū)，擴(kuò)增反應(yīng)通道與進(jìn)樣流道相通，驅(qū)動(dòng)組件用于驅(qū)動(dòng)擴(kuò)增反應(yīng)流道內(nèi)的擴(kuò)增反應(yīng)微液滴在高溫反應(yīng)區(qū)與低溫反應(yīng)區(qū)往復(fù)流動(dòng)；檢測(cè)機(jī)構(gòu)用于檢測(cè)透光檢測(cè)區(qū)內(nèi)的擴(kuò)增產(chǎn)物的熒光強(qiáng)度。該毛細(xì)微流控qPCR核酸檢測(cè)裝置檢測(cè)速度快。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種毛細(xì)微流控qPCR核酸檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)

qPCR技術(shù)(Quantitative Real-time PCR，實(shí)時(shí)熒光定量PCR)是在常規(guī)PCR基礎(chǔ)上加入熒光標(biāo)記探針或相應(yīng)的熒光染料來實(shí)現(xiàn)其定量功能的。目前qPCR技術(shù)已應(yīng)用于核酸檢測(cè)。qPCR儀的主要功能有兩個(gè)：一是提供高精度的高、低溫循環(huán)環(huán)境，二是實(shí)現(xiàn)熒光檢測(cè)。其中，能夠提供快速、精準(zhǔn)的高低溫環(huán)境，是對(duì)qPCR儀性能影響最大的核心功能；溫度的波動(dòng)對(duì)酶的活性影響很大，因此高溫和低溫的溫度要精準(zhǔn)，為了保證循環(huán)擴(kuò)增過程的穩(wěn)定與結(jié)果可重現(xiàn)，主流商品化qPCR儀的溫度控制精度都在±0.1℃以下；其次，高溫和低溫的切換速度要盡可能夠快，循環(huán)擴(kuò)增的反應(yīng)時(shí)間以秒計(jì)，完成一次升溫、降溫循環(huán)一般在1～2min。隨著人們對(duì)PCR檢測(cè)速度的要求越來越高，qPCR儀對(duì)升、降溫的速度要求也越來越高。

為了提高升、降溫的速度，傳統(tǒng)的qPCR儀主要從如下三個(gè)方案入手。方案一，通過對(duì)金屬熱循環(huán)模塊的快速升降溫實(shí)現(xiàn)，此類商品化儀器多采用將裝有待測(cè)樣品的擴(kuò)增管放在金屬熱循環(huán)模塊中的方式來實(shí)現(xiàn)溫度控制，這種金屬熱循環(huán)模塊的方式熱均一性好，擴(kuò)增管在擴(kuò)增循環(huán)中無需移動(dòng)，結(jié)果穩(wěn)定可靠，非常適合多樣品同時(shí)檢測(cè)的需求；但熱循環(huán)模塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)控溫精度的高要求導(dǎo)致設(shè)備成本高，更重要的是，受高分子材質(zhì)的擴(kuò)增管傳熱效率較低的影響，此法升降溫的速率比較低，不利于進(jìn)一步提高檢測(cè)速度。方案二：通過微流控芯片(Microfluidic Chip)實(shí)現(xiàn)高低溫區(qū)域的循環(huán)切換，通過在微流控芯片上設(shè)計(jì)特殊的微孔道流路(如蛇形管路)，在外界驅(qū)動(dòng)電機(jī)的作用下，使待擴(kuò)增的反應(yīng)液在高、低溫兩個(gè)獨(dú)立恒溫區(qū)域之間有規(guī)律地流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)邊流動(dòng)邊擴(kuò)增的熱循環(huán)。這種方法沒有擴(kuò)增管的阻隔，升、降溫速率得到了大幅度提升，用反應(yīng)液在高、低溫兩個(gè)恒溫區(qū)域之間的流動(dòng)，替代了熱循環(huán)模塊頻繁升降溫的加熱方式，使溫度控制變得更簡便。但為了實(shí)現(xiàn)反應(yīng)液在高低溫區(qū)域之間有規(guī)律地流動(dòng)，需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的微孔道流路，并使用昂貴的高精度的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，整體成本依然很高，目前還無法大規(guī)模使用。方案三：通過移動(dòng)擴(kuò)增管實(shí)現(xiàn)高低溫區(qū)域的循環(huán)切換，在儀器中放置了高、低溫兩個(gè)獨(dú)立的恒溫塊，然后通過機(jī)械臂等方式將擴(kuò)增管在兩個(gè)恒溫塊之間來回移動(dòng)放置，從而實(shí)現(xiàn)變溫循環(huán)擴(kuò)增。相比于方案一，由于采用高低溫兩個(gè)獨(dú)立恒溫區(qū)的方式，降低了溫控模塊的成本，也保證了溫控精度；相比于方案二，用成本更低的機(jī)械臂替代微流控芯片和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使得低成本檢測(cè)成為可能。但此方案依然采用傳統(tǒng)的擴(kuò)增管作為反應(yīng)容器，升降溫的速率較低，檢測(cè)速度難以提高，此外，機(jī)械臂的加入使得儀器結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，可靠性降低。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)傳統(tǒng)的qPCR儀檢測(cè)速度慢、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高的問題，提供一種毛細(xì)微流控qPCR核酸檢測(cè)裝置。

一種毛細(xì)微流控qPCR核酸檢測(cè)裝置，包括微流控芯片主體以及設(shè)置于所述微流控芯片主體上的：

進(jìn)樣機(jī)構(gòu)，所述進(jìn)樣機(jī)構(gòu)具有進(jìn)樣流道以及定量進(jìn)樣閥，所述進(jìn)樣流道上設(shè)置有所述定量進(jìn)樣閥；

加熱機(jī)構(gòu)，所述加熱機(jī)構(gòu)包括高溫恒溫器以及低溫恒溫器；