[发明专利]基于功能化毛细管的基因快速、定量分析系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物检测技术领域，具体涉及一种基于功能化毛细管的基因快速、定量分析系统及方法。

背景技术

基因诊断技术在检验医学的基础和临床研究中具有强大的优势。基因诊断技术具有特异性好、灵敏度高、针对性强等优点。以核酸分子杂交、聚合酶链式反应(PCR)、限制性酶切分析、DNA测序等为代表的基因诊断新技术的快速发展，为环境微生物监测、食品安全管理、临床疾病诊断、刑侦法医学等提供了更加丰富、有效的数据和信息。

其中，聚合酶链式反应(PCR)技术具备灵敏度高、适应性强的特点，已广泛应用于基因诊断领域。该技术利用DNA聚合酶对目标DNA的指定片段进行扩增，可将待检测目标数量提高数万倍。利用PCR技术检验核酸时，首先需要对实际样品进行前处理，以从复杂的体系中获得纯度较高的DNA或RNA，并去除样品中带有的PCR抑制剂，以确保后续扩增的正常、有效进行。另外，用PCR技术检测基因时，还需要确认已扩增的产物，目前主要方法为电泳法。该方法通过对扩增产物进行染色，利用带电粒子在单位电场强度作用下，单位时间内迁移率不同这一原理，区分目标产物与非目标产物。这些技术方法不仅对专业知识、技能要求较高，而且需要昂贵的设备，此外，这些技术方法的操作过程非常复杂，耗时很长，这就限制了其在快速基因诊断中的应用与发展。

本发明以用于基因组快速提取的功能化毛细管为基础，研制了一种与功能化毛细管相匹配的，用于基因快速、定量化分析的仪器，实现了从基因提取到扩增及后续检测一体化、自动化的操作。同现有的技术相比较，本装置极大程度地简化了人为操作的步骤，不仅节省了人力资源，而且避免了人为操作所造成的实验结果错误。同时，通过对仪器结构方面的设计，使得整体的检测时间大为缩短，使其能够更好地应用于快速基因诊断与分析。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺点与不足，提供了一种基于功能化毛细管的基因快速、定量分析系统。

本发明的另一目的在于提供一种利用上述系统进行基因快速、定量分析的方法。

本发明的目的可以通过如下技术方案实现：

一种基于功能化毛细管的基因快速、定量分析系统，包括循环水加热组件、核酸扩增反应腔组件、光信号激发及采集组件和图像分析组件，所述循环水加热组件用于将储水箱内储存的水加热到指定温度并循环注入到核酸扩增反应腔组件内，对毛细管进行加热及冷却；所述核酸扩增反应腔组件用于放置毛细管并对其进行核酸扩增；所述光信号激发及采集组件用于对毛细管内的核酸染料进行激发并对其激发出来的光信号进行采集；所述图像分析组件用于对采集到的光信号进行量化分析。

进一步地，所述循环水加热组件包括储水箱、加热器、固态继电器、温度传感器、温度控制器、四通转换器、水泵、水阀、流体管道及管道连接件，具体连接方式如下：三个温度传感器和三个加热器分别安装于三个储水箱的内部，三个温度传感器的电信号输出端分别连接于温度控制器channel l/2/3的信号输入端口，温度控制器channel l/2/3的信号输出端口分别与三个固态继电器的输入端连接，固态继电器的输出端分别与三个加热器串联后接入交流电源；三个储水箱的出水口与水阀相连接后，通过流体管道接入四通转换器，形成单一流路，流路进而接入核酸扩增反应腔组件的入水口，核酸扩增反应腔组件的出水口与水泵入水口连接，水泵出水口与四通转换器连接，将单一流路分成三路，每一路流路连接水阀后与储水箱入水口连接，形成循环体系。