[發明專利]POCT定量核酸檢測用微流控裝置、檢測系統及檢測方法

有效

• 申請號: 202110972473.8
• 申請日: 2021-02-25
• 公開（公告）號: CN113667585B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 王奔
• 申請（專利權）人: 洛陽恒恩生物科技有限公司
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C12M1/38;C12M1/36;C12M1/00;C12Q1/6851
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 孫利

本發明涉及POCT定量核酸檢測用微流控裝置、檢測系統及檢測方法。該微流控裝置包括芯片、對芯片進行加液的加液機構、對芯片1上PCR反應進行溫度控制的溫控機構及獲取芯片上PCR反應的光學信息的感光機構。該裝置將含有核酸分子的反應體系液體進行充分分散，以能夠在每一微反應腔內形成一個獨立反應體系，從而對于每一反應體系所產生的熒光信息進行分析在進行計數分析以及統計，得到絕對定量的樣品核酸量，分析靈敏度高。

技術領域

本發明涉及核酸檢測技術領域，尤其涉及POCT定量核酸檢測用微流控裝置、檢測系統及檢測方法。

背景技術

核酸是生物體內的高分子化合物，核酸包括脫氧核糖核酸(deoxyribonucleicacid，DNA)和核糖核酸(ribonucleic acid，RNA)兩大類。核酸不僅是基本的遺傳物質，還在蛋白質的生物合成上也占重要位置，核酸還在生長、遺傳、變異等一系列重大生命現象中起決定性的作用。現有的核酸分析技術采用核酸擴增及雜交技術，這種技術的優越性在于具有的高靈敏度和特異性，通過核酸擴增技術以及雜交技術對核酸進行檢測分析，從而可實現但不限于，細菌、病毒等微生物檢測，腫瘤等疾病診斷，產前無損DNA診斷，遺傳疾病的風險預警，以及藥物篩選、精準醫療等生物醫學領域應用。

核酸分析的前提是核酸擴增，即聚合酶鏈式反應(Polymerase Chain Reaction，PCR)，稱PCR擴增，在體外通過特定的酶促進反應，進行一段特定DNA或RNA片段擴增，從而獲取大量的目標DNA片段。核酸分析方法經歷了三個發展階段。第一階段就是普通的PCR擴增儀，擴增后的模板DNA經凝膠電泳分析，定性地檢測目標片段的有無，而不能對起始模板進行定量檢測。第二個階段，在PCR擴增反應體系中加入熒光基團，利用熒光信號積累實時監測整個PCR進程，最后通過擴增產物達到閾值時所經歷的循環次數和標準曲線來定量起始模板的濃度。實時熒光定量PCR采用校準品和樣品之間的比較來進行相對定量檢測，校準品和樣品間由于背景不同而引入偏差，對于低拷貝數的靶DNA難以檢測。同時DNA提取過程中引入的雜質可能對擴增產生抑制作用。第三個階段代表是美國Bio-Rad公司的QX200液滴式數字PCR，其進行檢測的具體過程為，首先對樣品進行微液滴化處理，將含有核酸分子的反應體系分散為成千上萬個納升級的液滴，其中每個微滴不含或含有一個待檢核酸靶分子，每個微滴都作為一個獨立的PCR反應器，經PCR擴增后，有熒光信號的液滴為1，沒有熒光信號的液滴0，最終根據泊松分布原理以及陽性液滴的比例，分析軟件可計算給出待檢靶分子的濃度或拷貝數。液滴式數字PCR具有極高的擴增效率和特異性，檢測靈敏度可達到0.001％。通過計數分析檢測結果，不需要標準曲線，可實現絕對定量。QX200液滴式數字PCR的樣品檢測需要三個儀器分三步來完成，首先在液滴產生儀器中產生液滴，用PCR管將液滴收集后轉移到PCR擴增儀中進行擴增，擴增結束后再將擴增產物轉移到數據讀取分析儀中進行結果讀取，分析過程繁瑣、復雜、周期長，不適合進行快速的核酸分析與檢測，由于對于POCT即時檢驗(point-of-care testing)的檢測需求不斷擴張，對于現場檢測，快速檢測的要求不斷凸顯。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種POCT定量核酸檢測用微流控裝置，用以解決上述問題中的至少一個問題。

本發明提供一種POCT定量核酸檢測用微流控裝置，包括：

芯片，所述芯片上形成有若干個用于PCR反應的微反應腔，每一所述微反應腔均具有液流口，所述微反應腔成矩陣緊密布置，所述微反應腔之間相互分隔；

加液機構，包括壓力源、加液器及形成于芯片內的液流通道，所述液流通道與所述液流口連通，所述加液器、所述液流通道和所述微反應腔連通形成一加液循環，所述壓力源促使液體在所述加液循環內流動，所述液體在所述微反應腔內形成微液滴；

溫控機構，用于控制所述微反應腔內進行PCR反應所需溫度；及

感光機構，所述感光機構包括若干感光膜，所述感光膜包裹于微反應腔外，所述感光膜感應所述微反應腔內產生的微反應光學信息。