[发明专利]一种基于微流控芯片的高通量核酸分析装置

说明书

本发明公开了一种基于微流控芯片的高通量核酸分析装置，该装置包括微流控芯片、提取单元、加热单元、检测单元。在提取单元的协助下，利用微流控芯片中的AOM膜捕获裂解样品中的核酸，再利用纯化与洗涤试剂对AOM膜进行清洗以实现核酸纯化，并使得核酸模板停留在AOM膜上，然后，通过加热单元为反应腔的上下端提供稳定的反应温度，使AOM膜上的核酸模板参与对流PCR反应，由此实现了核酸提取与核酸扩增的一体化集成。检测单元包括LED灯与照相机，由LED灯激发反应试剂中的荧光染料，再通过照相机对多个反应孔位的荧光信号实现同时检测。该系统复杂度低、操作简单、检测时间短，集核酸提取、扩增及检测于一体，能够提高核酸诊断分析的效率。

技术领域

本发明涉及生命医学检测、诊断技术领域，尤其涉及一种基于氧化铝膜(氧化铝膜)的核酸快速提取及对流CPCR(Convective PCR,CPCR)扩增于一体的基于微流控芯片的高通量核酸分析装置。

背景技术

传统的核酸提取方法往往涉及到诸多手工步骤，导致核酸提取效率较低，不利于实现核酸诊断的自动化。基于微流控芯片的核酸提取由于自动化程度高、核酸提取效率高、出错概率小，操作简单，正日益受到世界各国的关注。传统的PCR扩增方法往往需要对反应样品进行持续性的、周期性的升降温控制，由于各步反应之间的过渡过程时间较长，因此，PCR扩增所需的总时间往往较长。基于热对流原理的对流PCR技术通过反应试剂的热对流过程来实现高效的等效温度循环，因此，其所需的扩增反应时间显著少于传统PCR扩增反应。

将基于微流控芯片的核酸自动提取方法，如基于氧化铝膜的核酸提取方法，与微流控芯片背景下的对流PCR技术相互结合，构建一体化的高通量核酸自动提取及快速扩增方法，能够显著降低核酸提取与扩增一体化系统的复杂度，提高核酸提取与扩增的效率，为实现方便快捷、操作简单的一体化高通量核酸诊断分析打下坚实的基础。

发明内容

本发明目的在于提供了一种集基于氧化铝膜的核酸快速提取及对流CPCR扩增检测一体的高通量核酸分析装置，该装置能够同时完成多个、多种核酸提取和CPCR扩增反应，实现核酸提取、扩增和检测的一体化操作，实现高通量核酸分析。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种基于微流控芯片的高通量核酸分析装置，该装置集基于氧化铝膜的核酸快速提取及对流CPCR扩增检测一体的高通量核酸分析装置，该装置包括微流控芯片、加热单元、提取单元、检测单元。

微流控芯片包括反应腔2、氧化铝膜3、膜固定件4。氧化铝膜3固定在膜固定件4中，膜固定件4实现对氧化铝膜3的支撑和固定，膜固定件4紧密配合在反应腔2底部。反应腔2是核酸提取的通道和核酸扩增的场所。

加热单元包括：上加热套环5、上外加热器6、上中心加热器7、测温元件8、下加热套环9、下外加热器10、下中心加热器11。反应腔2固定在上加热套环5和下加热套环9中间，上外加热器6紧贴在上加热套环5的四周，上中心加热器7固定在上加热套环5的中间，下外加热器10紧贴在下加热套环9的四周，下中心加热器11固定在下加热套环9的中间。上外加热器6、上中心加热器7、下外加热器10、下中心加热器用于加热，测温元件8分别埋入上加热套环5和下加热套环9中，实现上下两层温度的检测。

提取单元包括：光耦开关12、开关固定件13、旋转电机14、电机固定件15、旋转盘16、抽吸转接件17、废液腔18、吸水纸19、抽吸器20、抽吸器固定件21。旋转电机14通过电机固定件15安装在底板1上，光耦开关12通过开关固定件13固定在电机固定件15上，实现对旋转盘16的准确定位，抽吸转接件17固定在旋转盘16上，通过旋转盘16的转动，分别实现多个反应腔2中废液的吸收。旋转盘16固定在旋转电机14的旋转轴上。抽吸器20通过抽吸器固定件21固定在底板1上，在废液腔18中固定吸水纸19，通过抽吸器20，利用抽吸器转接件17将反应腔2核酸提取过程中产生的废液转移到废液腔18中。