[发明专利]集成电化学检测技术的定量PCR微流控芯片一体化装置

说明书

技术领域

本发明属于一种集成电化学检测的定量PCR微流控芯片一体化装置，具体地说，是将电化学检测技术与PCR技术集成在微流控芯片系统中，发挥一体化、多功能的优势，该微流控芯片适用于各种基因诊断检测和实验室使用，属于生物检测技术领域。

背景技术

聚合酶链式反应（英文全称：Polymerase Chain Reaction，简称PCR）是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。 PCR由高温变性、低温退火（复性）及适温延伸三个基本反应步骤组成一个周期，进行多次循环。每完成一个循环仅需几分钟左右，约2-4小时就能将待扩目的基因得以迅速扩增放大约为10⁹个拷贝，它不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究，还可用于遗传疾病、肿瘤等重大疾病的诊断。PCR技术是生物医学领域中的一项革命性创举和里程碑。 

 微流控芯片技术是目前分析科学的研究前沿热点之一。微流控芯片技术是将实验室整个分析过程如样品处理、样品过滤、样品分离以至样品检测等集成在一小块芯片上进行，可以实现整个分析过程的自动化和微型化。

微流控芯片领域中一个重要的热点就是研究微流控芯片中PCR集成技术。目前，集成PCR微流控芯片技术一般是仅仅设计PCR技术在微流控芯片中完成，PCR微流控芯片为现有技术，但它缺少实时定量检测技术，限制了集成PCR微流控芯片的应用范围。因此，实现定量检测技术与PCR微流控芯片的集成，可进一步拓宽PCR微流控芯片的应用研究领域，同时这种方法避免了PCR产物分析时的电泳及染色过程，所以更为快捷、简便和灵敏。

发明内容

本发明目的是提供一种集成电化学检测技术的定量PCR微流控芯片一体化装置。

本发明的目的在于还提供一种操作简便、实时定量或定量的集成电化学检测技术PCR微流控芯片一体化装置的PCR反应物检测方法。

本发明的目的是这样实现的，所述的一种集成电化学检测技术的定量PCR微流控芯片一体化装置，包括固定底座、三个独立的恒温器，一个PCR微流控芯片和电化学检测器，其特征是在固定底座上制作有三个独立的恒温器，三个独立的恒温器分别为低温退火恒温器、适温延伸恒温器和高温变性恒温器，所述的低温退火恒温器、适温延伸恒温器和高温变性恒温器是依序并排设置的，所述的低温退火恒温器、适温延伸恒温器和高温变性恒温器上分别形成有可精确控制温度的低温退火区、适温延伸区和高温变性区的三个温度区，在低温退火区、适温延伸区和高温变性区分别具有三个基本PCR反应步骤所需的温度，在上述三个独立的恒温器的上方放置有PCR微流控芯片，在PCR微流控芯片内分布有扩增反应管，扩增反应管有PCR反应进液口、PCR反应扩增后出液口和DNA扩增反应管，PCR反应进液口位于高温变性区内且与微型注射泵连接，扩增反应管依次穿过高温变性区、适温延伸区和低温退火区，扩增反应管作为PCR微流控芯片中的PCR扩增反应区，在适温延伸区的DNA扩增反应管中设置有电化学检测器，PCR微流控芯片中的PCR反应能在低温退火区、适温延伸区和高温变性区中实现；PCR微流控芯片中各PCR反应的高温变性区、适温延伸区和低温退火区相应与控制解链、延伸和退火的三个恒温器位置相对应；所述适温延伸区的电化学检测器检测PCR反应扩增过程中DNA电化学杂交指示剂变化量，间接反应PCR反应后扩增产物的量，实现PCR反应扩增物的定量检测。微流控芯片中集成的电化学检测电极，用于目的基因扩增数目的检测。

所述的集成电化学检测技术的定量PCR微流控芯片一体化装置，其特点为所述的三个独立的恒温器是由铜、铝或不锈钢材料制成的微型长方形的恒温器。

所述的集成电化学检测技术的定量PCR微流控芯片一体化装置，其特点为DNA扩增管的管道设置长度和管道内流体所设置的流速能控制PCR反应液在各个温度区的时间和周期循环次。

所述的集成电化学检测技术的定量PCR微流控芯片一体化装置，其特点为所述的电化学检测器包括工作电极、对电极和参比电极。