[发明专利]一体化核酸提取与扩增检测系统

说明书

一体化核酸提取与扩增检测系统，该系统包括一次性微流控芯片及配套检测装置。其中微流控芯片包括反应单元和废液存储单元，芯片工作时，借助振动模块实现反应试剂之间、反应试剂与磁珠之间的相互混合，依靠磁珠驱动模块，依次完成核酸吸附、纯化等步骤；通过流体驱动模块让PCR扩增试剂冲洗磁珠，洗脱磁珠上的扩增模板，进入由垂直通道构建的对流PCR反应器中，通过加热模块及荧光采集模块实现CPCR扩增反应和检测。本发明装置将核酸提取和CPCR扩增与检测相互集成，在一个芯片上即可自动完成核酸提取与实时CPCR扩增及检测，能够显著提高核酸诊断分析效率，且装置具有体积小、自动化程度高、方便快捷、操作简单、成本低等特点。

技术领域

本发明涉及生命医学检测、诊断领域，尤其涉及一种基于微流控芯片的一体化核酸提取与扩增检测系统。

背景技术

微流控芯片技术由于其独到的技术特点与优势，正日益受到世界各国研究人员的重视，在生命科学、医学诊断、食品安全、动植物检验检疫等各领域均展示了潜在的应用前景。对于生物医学诊断领域，微流控芯片的显著优势在于：通过自动化、流水式的工作模式，大幅缩短样品处理时间，提高检测效率，降低反应试剂和样品消耗，最终实现自动化、低成本、智能化的快速医学检测。

作为一种具有高灵敏度与高特异性的检测方法，以PCR技术为基础的核酸诊断分析方法是分子诊断中的核心技术之一。近年来，基于微流控芯片的核酸诊断分析方法也受到了广泛关注。一方面，研制基于微流控芯片的核酸自动提取系统，则可以通过微流控芯片实现传统核酸提取各个手工操作步骤的自动化，显著提高核酸诊断分析效率；另一方面，研制基于微流控芯片的PCR扩增检测系统，则可以提高PCR扩增效率、减少检测时间，并通过降低试剂用量、减少人工操作等手段来降低检测成本。将核酸自动提取过程与PCR扩增检测过程相互集成，构建一体化的核酸提取与扩增检测系统，对于进一步提高核酸诊断分析效率，实现整个核酸诊断分析过程的自动化具有重要的现实意义。尤其是，基于新型的实时对流PCR技术，将自动核酸提取与实时对流PCR扩增检测相结合，与基于传统PCR的核酸诊断分析方法相比，借助更加高效的实时对流PCR，能够进一步提升全自动核酸诊断分析系统的整体性能。

发明内容

本发明目的在于设计一种一体化核酸提取与扩增检测系统，该系统可以对原始样品，如血液、唾液中的病毒颗粒进行裂解、纯化和洗脱，并对洗脱得到的核酸模板进行CPCR扩增反应，同时实现扩增产物的实时荧光检测。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种一体化核酸提取与扩增检测系统，包括一次性微流控芯片和配套的检测装置。通过微流控芯片与检测装置的相互配合，依次完成裂解、核酸吸附、纯化、洗脱、核酸扩增等步骤，最终实现样品进-结果出的检测过程。

该系统包括微流控芯片和检测装置，微流控芯片固定在检测装置的废液芯片固定模块上；其中，微流控芯片包括反应单元和废液存储单元；检测装置包括振动模块、流体驱动模块、磁珠驱动模块、废液芯片固定模块、加热模块和荧光检测模块。反应单元固定在废液存储单元上面，废液存储单元固定在废液芯片固定模块上，振动模块位于反应单元底部，流体驱动模块通过软管连接至废液存储单元气孔处，加热模块位于微流控芯片的中部位置，荧光检测模块位于加热模块的上端，磁珠驱动模块位于振动模块的前端顶部。

具体而言，振动模块包括振动池2、缓冲棉、振动电机固定环3、振动电机4、芯片槽5、弹簧a6、限位销钉7和卡扣8；所述振动电机固定环3位于振动池2上，缓冲棉置于振动电机固定环3和振动池2之间，振动电机4内嵌于振动电机固定环3中，芯片槽5通过弹簧a6和限位销钉7固定于振动电机固定环3上表面，卡扣8安装在芯片槽5的上表面。

流体驱动模块包括真空泵9、真空泵固定座10、软管11、吸盘固定架12和吸盘13；真空泵9固定在真空泵固定座10上，吸盘13固定在吸盘固定架12上，吸盘固定架12固定在废液芯片槽17上，软管11连接真空泵9的进气口和吸盘13的内孔；