[发明专利]通过实时聚合酶链反应的核酸分析方法及实施该方法的装置

权利要求书

1.一种通过实时聚合酶链反应鉴定核酸的方法，所述方法包括：将含有核酸的液体样品引入微芯片的导热衬底的上表面上的反应区域中；将所引入的样品与大气隔离；在通过所述微芯片的外表面来除热的情况下，在所述样品的热循环过程中将所述样品的核酸与所述聚合酶链反应的成分接触；在热循环过程中对所述聚合酶链反应产物的量的变化进行荧光检测；通过荧光信号的生长的动力学鉴定所述样品中初始核酸量，其中，所述微芯片与导热系数高于1W/cm·K且热扩散系数高于0.6cm²/s的所述导热衬底一起使用，同时所述微芯片表面上的所述反应区域通过共价连接于所述导热材料表面的钝化材料层与所述导热衬底隔开，而所述引入的样品通过由与水不混溶的液体层将其与大气分开而被隔离，所述液体层借助外围挡板保持在所述导热衬底的上表面上，带有所引入的样品和所述与水不混溶的液体层的所述微芯片的总蓄热量与所述微芯片衬底的导热率之比不超过0.04s。

2.如权利要求1所述的方法，其中，在热循环过程中通过以下方式进行所述样品中所述聚合酶链反应产物的量的变化的荧光鉴定：将所述样品暴露于350nm～700nm的选定光谱范围的辐射，并在450nm～1000nm的选定光谱范围中记录荧光信号。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述导热材料为硅。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述导热材料为金属。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述金属为铝或铜。

6.如权利要求1所述的方法，其中，钝化材料为氧化硅或金属氧化物或聚甲基甲氧基硅氧烷或3-缩水甘油醚氧基丙基-三甲氧基硅烷和乙二醇二缩水甘油醚。

7.如权利要求1所述的方法，其中，通过与水不混溶的液体来执行将液体样品引入所述反应区域中。

8.如权利要求1所述的方法，其中，在所述反应区域中所述微芯片表面上的钝化材料为亲水性材料，而所述反应区域之间的所述微芯片表面上的钝化材料为疏水性材料。

9.如权利要求8所述的方法，其中，在所述反应区域中所述微芯片表面上的所述钝化材料为3-缩水甘油醚氧基丙基-三甲氧基硅烷和乙二醇二缩水甘油醚，并且在所述反应区域之间的所述微芯片表面上的所述钝化材料为聚甲基甲氧基硅氧烷。

10.如权利要求1所述的方法，其中，使用与水不混溶的液体层，所述液体层在辐射的选定光谱范围内和在荧光的选定光谱范围内的透射率为至少10％。

11.如权利要求1所述的方法，其中，使用与水不混溶的液体层，来自所述液体层的荧光信号不超过放置于所述反应区域中的所述样品产生的信号的10％。

12.如权利要求1所述的方法，其中，所述与水不混溶的液体为密度低于水的密度的聚甲基甲氧基硅氧烷液体。

13.如权利要求1所述的方法，其中，以水溶液的形式将所述聚合酶链反应的一种或多种成分施加在所述反应区域中的所述微芯片表面上的所述钝化材料层上，并使所述溶液干燥。

14.如权利要求13所述的方法，其中，通过冻干来使含有所述聚合酶链反应的一种或多种成分的所述水溶液干燥。

15.一种通过实时聚合酶链反应的方法鉴定核酸的装置，所述装置包含在其表面上具有至少一个反应区域的微芯片，所述微芯片机械连接于微芯片固定器并通过辐射通道的滤光块而光连接于荧光检测器，所述装置包含光连接于发光通道的辐射滤光块和所述微芯片的至少一个辐射源和电连接于热循环块的控制系统，所述热循环块热连接于所述微芯片并被制造为能够加热、冷却和保持所述微芯片的温度，其中，所述微芯片包含热连接于所述热循环块并由导热系数高于1W/cm·K且热扩散系数高于0.6cm²/s的材料制成的导热衬底，而各反应区域通过共价连接于所述导热衬底表面的钝化材料层而与所述导热衬底隔开，所述微芯片的上表面具有的外围挡板能够将指定量的与水不混溶的液体保持在所述微芯片的上表面上，并且带有所引入的样品和所述与水不混溶的液体层的所述微芯片的总蓄热量与所述微芯片衬底的导热率之比不超过0.04s。

16.如权利要求15所述的装置，其中，所述辐射源为至少一个发光二极管。