[发明专利]一种具有dPCR与qPCR功能的复合型PCR系统及控制方法

说明书

本发明提供一种具有dPCR与qPCR功能的复合型PCR系统，包括：基座；芯片放置台；解旋恒温热源和退火恒温热源；热源放置架；X‑Y轴双向滑台，安装于基座，用以驱动芯片放置台及热源放置架沿X向和/或Y向运动；照相机；控制器，用以控制X‑Y轴双向滑台、解旋恒温热源、退火恒温热源及照相机定时运行。本申请采用程序化机械式移动方式，实现了qPCR与dPCR功能的整合，利用X‑Y轴双向滑台实现了稳定的热循环，并且利用X‑Y轴双向滑台的双轴联动实现了扫描式的荧光检测，一定程度解决了目前dPCR仪集成化低和荧光拍摄效果不佳的问题，显著地提升了检测效率，其控制精准，自动化程度好。本发明还提供一种具有dPCR与qPCR功能的复合型PCR系统的控制方法，具有上述有益效果。

技术领域

本发明涉及PCR技术领域，更具体地说，涉及一种具有dPCR与qPCR功能的复合型PCR系统。本发明还涉及一种具有dPCR与qPCR功能的复合型PCR系统的控制方法。

背景技术

PCR反应是一种用于体外扩展特定DNA片段的分子生物学技术，PCR技术广泛应用于农业生产、食品检测、医学诊断等领域。

PCR仪的发展经历了三代：常规型PCR仪、实时荧光PCR仪和数字PCR仪，三代PCR仪都通过特定温度循环来实现基因扩增，然而，在DNA的定量方式上，三种仪器却有较大区别：常规型PCR仪不能实现样品DNA浓度的定量测量；实时荧光PCR仪可以通过自身的荧光检测模块实现对DNA浓度的相对定量；相较于前两代PCR仪，数字PCR是最先进的核酸检测定量技术，其检测灵敏度远超过上述两种仪器。

针对实时荧光PCR仪与数字PCR仪，两种仪器在反应性能方面各有特色：首先，在试验成本上，实时荧光PCR仪一般不需要定制的微流控芯，即使需要定制芯片，芯片的制造成本也可以很低，而数字PCR仪通常需要特制的微流控芯片，微流控芯片的价格昂贵，因此单次试验成本较高；其次，在核酸浓度检测的灵敏度方面，实时荧光PCR仪可以轻松的区分出两倍的浓度差异，但当样品浓度差异很低时，实时荧光PCR仪性能不佳，而数字PCR理论上可以实现单个核酸分子的痕量检测，检测极为灵敏；再次，在反应通量方面，实时荧光PCR仪更容易实现高通量的反应，而数字PCR仪在高通量方面存在不足。通过比较实时荧光PCR仪与数字PCR仪的性能，发现两种不同仪器在同一指标之间有很强的互补性。

然而，目前，市面上还没有一种融合了dPCR仪与qPCR仪功能的集成式复合型PCR系统，首先，数字PCR仪各功能单元的集成存在困难，在一台设备上实现三个功能单元(即：液滴生成单元、基因扩增单元和荧光检测单元)难度很大；其次，qPCR仪与dPCR仪的荧光检测方式不同，利用一台设备实现这两种检测方式存在困难；此外，如若采用三个单独的单元实现集成功能，不仅设备整体尺寸大，重量较重，成本较高，而且控制较为复杂，检测效率低，无法满足现场快速检测的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有dPCR与qPCR功能的复合型PCR系统，实现了dPCR和qPCR功能的集合，具备两种模式下的液滴生成、基因扩增和荧光检测功能，只需在最初进行人工上样，中途无需停机及人工操作，检测效率高，性能可靠，成本低，应用范围广泛。本发明的另一核心是提供一种具有dPCR与qPCR功能的复合型PCR系统的控制方法，具有上述技术效果。

本发明提供一种具有dPCR与qPCR功能的复合型PCR系统，包括：

基座；

芯片放置台，用以放置芯片；

解旋恒温热源，用以加热所述芯片实现DNA双链解旋；

退火恒温热源，用以对所述芯片进行低温退火及适温延伸以实现引物与单链核酸模板结合及核苷酸在互补链的延伸增长；

热源放置架，用以放置所述解旋恒温热源及所述退火恒温热源；

X-Y轴双向滑台，安装于所述基座，用以驱动所述芯片放置台及所述热源放置架沿X向和Y向运动；