[发明专利]一种基于毛细管微阵列的核酸高通量快速检测方法

说明书

本发明公开一种生物医学技术领域的基于毛细管微阵列的核酸高通量快速检测方法；所述方法为利用毛细管组装、浇铸、机械加工等方式加工出微阵列，内含若干亲水性垂直微管道，阵列的外表面采用化学方法进行超疏水性修饰；将若干组核酸扩增引物分别加入若干微管道中并干燥固定，将微阵列置于反应管中；然后利用特殊加样装置通过虹吸方式将核酸扩增反应组分一次性引入各微管道中，放入温控装置中进行扩增反应；通过在反应中连续测量或反应后一次测量微管道内的荧光信号分别实现实时检测和终点检测；扩增产物也可回收用于后续其它用途。本发明可在一次反应中快速方便地实现对多个核酸靶标的检测。本发明将在核酸多重检测、现场检测等领域有广泛的应用。

技术领域

本发明涉及生物医学领域的检测方法，具体涉及一种基于毛细管微阵列的核酸高通量快速检测方法。

背景技术

基于核酸(DNA/RNA)的便携式快速检测在传染病快速诊断、出入境检验检疫、转基因作物产品现场检测、食品水源微生物现场检测、犯罪现场证物鉴定及生物反恐等领域有着广泛而迫切的需求(Yager P.，et al，2008，Annu.Rev.Biomed.Eng.，10，107-144；NiemzA.，et al，2010，Trends in Biotechnology,29,240-250)。现有的商业化核酸快速检测平台大多基于传统PCR(聚合酶链式反应)技术或者实时定量PCR技术，在普通PCR管或96孔PCR板中进行，存在使用不便(如仪器体积较大，不便于携带、耗电量大、操作复杂等)、通量较低(每个反应基本只能检测一种靶标)等问题，难以满足实际需求。

随着微加工技术的发展，微芯片平台，包括微阵列芯片和微流控芯片，开始越来越多地应用于包括核酸扩增及检测在内的各种生化反应中。现已有很多基于微阵列芯片和微流控芯片的核酸扩增及检测方法(Ahmad,F.,et al.，2012，Analytica chimica acta,733,1-15；Asiello,P.J.,et al.，2011，Lab on a Chip,11,1420-1430)，并且其中有一些能实现多重检测，如Li等利用微孔阵列芯片实现了多达100重的PCR扩增(Li Y.,et al.，2011，Lab on a chip 11.21,3609-3618)，Guo等利用微流控液滴芯片结合毛细管电泳实现了超过20重的PCR扩增(Guo J.,et al.,2011,Analytical chemistry,83.5,1579-1586)，Fang等利用PDMS微流控芯片和环介导等温扩增实现了对10种核酸靶标的并行检测(Fang,X.,etal.,2010，Analytical chemistry,83,690-695)。虽然上述基于微阵列芯片和微流控芯片的核酸扩增及检测平台大大缩小了反应的体积进而减少了试剂样本耗费，同时增加了便携性，并且通量也得到了提高，但依然存在一些问题，如制作工艺复杂难以标准化、成本较高、操作较为复杂、依赖专门的仪器设备等，限制了其实用性。

毛细管是一种良好的生化反应容器，其成本低廉、表面积体积比大提高生化反应效率(MastichiadisC.,et al.，2008，Trends in Analytical Chemistry 27.9，771-784)、虹吸特性易于反应中样品自动载入、而且可方便地集成为毛细管阵列而用于多重反应和检测。由于其种种优良特性，毛细管已在气相色谱(Ballschmiter,K.,Zell,M.1980，Fresenius'Journal of Analytical Chemistry,302,20-31)、毛细管电泳(Ewing A.，etal，1989,Anal.Chem.，61,292-303)、蛋白质检测(Cao Y.，2015，Journal offluorescence,25，563-568)等领域得到了广泛应用。