[发明专利]闭环式聚合酶链反应系统及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于生命科学与生物技术领域，一般涉及用于化学及生物化学分析、化学及生物传感、合成和检测的微型仪器，尤其涉及一种生物、疾病诊断治疗、化学及医药实验检测领域的闭环式聚合酶链反应系统及其制造方法。

背景技术

聚合酶链反应(PCR)是20世纪80年代中期发展出来的体外核酸扩增技术，其原理类似于DNA的体内复制，只是在试管中给DNA的体外合成提供一种合适的条件，能在一个试管内将一种目标基因或某一DNA片段于数小时内扩增至十万乃至百万倍，使肉眼能直接观察和判断。

聚合酶链反应技术与聚合酶链反应装置被认为是生物医学领域中的一项革命性创举和里程碑，并开始用于融微电子学、生物学、物理学、化学、材料学、计算机科学、成型加工技术为一体的生物芯片，以对细胞、DNA、蛋白质等生物组分进行准确、快捷和大信息量的检测分析，在疾病诊断治疗、疾病预测预防、新药研究开发、农作物育种、环境检测以及食品安全监测等多方面具有广泛用途，市场潜力巨大，成为国际生命科学与生物技术产业最重要的增长点和竞争焦点之一。

目前常见的生物芯片分为三类：第一类为微阵列芯片，包括基因芯片、蛋白芯片、细胞芯片和组织芯片；第二类为微流控芯片，包括各类样品制备芯片、聚合酶链反应芯片、毛细管电泳芯片和色谱芯片等；第三类为以生物芯片为基础的集成化分析系统，即芯片实验室。“芯片实验室”可以将诸如样品的前处理、样品制备、待测物分离、试剂输送、生化反应、结果检测等集成在微小的芯片上来实现的，并依靠一些检测方法如电化学检测法和光学检测法，将化学信号转换成电信号或光学信号，再经计算机或其他信号处理装置进行解释。这些微型集成化分析系统携带方便，可用于紧急场合、野外操作甚至放在航天器上。

在芯片上进行聚合酶链反应，可以节约实验试剂，提高反应速度，并可完成多个片段的扩增反应。当前，由于检测和分析的灵敏度所限，通常在对微量核酸样品进行检测时必须事先对其进行一定程度的扩增。所以用于聚合酶链反应的芯片无疑为快速大量扩增样品多个DNA片段提供了有力的工具。而且随着聚合酶链式反应技术的发展，应用聚合酶链反应的DNA生物传感器也越来越多。

中国专利ZL99114950.5公开了一种由含双链引物的DNA体外扩增技术。首先根据待扩增的靶DNA序列合成一对特异性的单链引物，再分别合成与其互补的两条引物，并对后者的3’-末端进行修饰，使其失去延伸能力，然后让它们分别退火成双链引物。将该双链引物、耐热DNA聚合酶、dNTP底物、模板DNA、镁离子、PCR缓冲液、超纯水等混匀成反应体系，在热循环仪上进行高温、低温、中温的反复热循环，从而获得上百万拷贝的特异的靶DNA片段。

中国专利ZL94230813.1涉及了一种聚合酶链反应仪，有一个铝板箱壳，壳内装有金属板反射盒，盒底装有碘钨灯，反射盒一侧安装着离心风扇，风扇出口对着反射盒的开口处，反射盒上面敞口；箱壳上盖着箱盖，箱盖下面固定着电路板和铜质导热模板，导热模板下有数排用于放置离心管的凸模管体。但是，该发明并不能应用于生物芯片。

中国专利公开说明书CN01221110.9公开了一种荧光定量聚合酶链反应诊断仪。它包括置于箱体内的热循环装置，荧光检测装置、控制电路和置于箱体外的计算机，利用计算机、微处理器控制，在热循环装置对靶基因实施扩增的同时，采用荧光检测装置对被检物和标准物的荧光强度进行检测，并由计算机软件将被检物和标准物的荧光强度作比较，由于靶基因强度与荧光强度成比例，因此可自动、快速实现对靶基因浓度的实时定量检测，由于整个检测过程是在完全密闭的试管中进行，因此检测物不会受到环境污染。然而，该公开说明书公开的诊断仪较为昂贵

中国专利公开说明书CN03274594.X涉及了一种组成聚合酶链反应试剂盒的容器，该容器由基座1，带有中间分隔4的桶状液体容纳部分6，和帽7四部分构成，其中塑料基座1，桶状液体容纳部分6，及其内的分隔板4是一个完整的塑料注塑件，帽7则可以自由取下，分隔板4将桶状液体容纳部分分隔成第一和第二容室，其中第一容室2嵌入基座并容纳包括缓冲液与底物的辅助试剂溶液，第二容室3嵌入基座并容纳包括Taq酶及DNA引物和探针的核心试剂溶液，上层则用石蜡油层5封固。所说的容器可以是具有适当容积的小管或空心圆柱体。然而，该公开说明书公开的不能广泛应用于生物芯片。

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本、快速、高效、高灵敏度地帮助生物分子杂交、检测的闭环式聚合酶链反应系统，以克服现有聚合酶链反应系统的缺陷。