[发明专利]一种核酸扩增装置及方法

说明书

本发明涉及一种核酸扩增装置及方法，该核酸扩增装置包括温控部件、挤压部件和反应部件。以柔性微流控芯片作为反应部件，其设有封闭环形通道，并在通道上间隔设置多个反应腔；温控部件和挤压部件分别设置于所述反应部件的相对两侧；挤压部件包括多个挤压件，通过挤压可将对应反应腔中的液体挤压至相邻反应腔，从而实现了液体试剂在不同腔体间的循环移动。在上述技术方案中，温区位置固定，液体试剂在不同温区间循环流动，对应温区可提前提供相应的温度条件，从而避免了因加热装置升降温过程带来的耗时问题。该核酸扩增装置具有传热快、体积小、成本低的优点。应用该装置进行核酸扩增，可显著减少核酸扩增所需的时间。

技术领域

本发明涉及聚合酶链式反应实验设备技术领域，具体涉及一种核酸扩增装置及方法。

背景技术

聚合酶链式反应简称PCR(Polymerase Chain Reaction)，以PCR为代表的核酸扩增和检测是目前体外诊断发展最快的一个领域。为了实现目标分子的检测，需要对其进行扩增以实现足够的检测信号。常规的分子扩增过程包括变性、退火、延伸三个阶段，每个阶段对应温度在50-95℃，且时间各不相同，扩增需要重复上述循环20-50次之间。

液体反应体系在达到设定温度时，1s内就能够实现变性、退火或者延伸过程，决定反应总时长的不是反应过程，而是设备的升降温速率，目前商业化PCR仪多以帕尔贴作为升降温元器件，升降温平均速度多数在2-5℃/s，因此分子扩增目前通常耗时30-90min。

为了缩短扩增时间，专利文献CN102768203A公开了一种面向空间的微型圆柱式微流控PCR实时荧光检测系统，该系统采用连续流PCR方式，通过固定温区和样本流动的方式，避免了加热装置的升降温过程，极大的缩短了扩增时间。为了达到检测要求，样本量通常在5-20微升，然而，该方案采用毛细管作为液体样本载体，由于毛细管直径较小，容纳液体体积有限，因此需要将液体样本连续注入毛细管，涉及到流体驱动设备，成本高、体积大。此外毛细管具有一定的硬度，难以实现和加热元器件紧密贴合，影响传热速度。此外，为避免交叉污染，每次反应均需要更换耗材，毛细管成本高昂，因此上述方案不适合作为商业化产品。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种核酸扩增装置及方法，该核酸装置采用柔性微流控芯片作为样本载体，在温区固定的情况下，通过挤压柔性微流控芯片实现液体样本的循环移动，具有热传递速度快、体积小、成本低的优点。

为此，本发明的第一方面提供了一种核酸扩增装置，包括：

反应部件、温控部件和挤压部件；

所述反应部件为柔性微流控芯片，其包括芯片主体，所述芯片主体设有通道和多个反应腔，所述通道为封闭环形，所述反应腔间隔设置于所述通道上；

所述温控部件和所述挤压部件分别设置于所述反应部件的相对两侧；

所述挤压部件包括多个与所述反应腔对应设置的挤压件，所述挤压件能够将对应反应腔中的液体挤压至相邻反应腔。

进一步，所述柔性微流控芯片为筒形，所述通道同心设置于筒形柔性微流控芯片。

进一步，所述筒形柔性微流控芯片的径向截面为圆形或多边形。多边形可以为n边形，n等于所述反应腔的数量，且每条边上设置一个反应腔；优选地，所述n边形的邻边夹角为圆角；进一步优选地，所述n等于3。

进一步，所述芯片主体还设有加样口，所述加样口与所述通道或所述反应腔相连通。

进一步，所述加样口在加样完成后密封。进一步，所述密封方式为通过机械挤压、胶粘、超声焊接或激光封合中的一种或两种以上组合的方式进行密封。

进一步，所述芯片主体还设有可破坏封口，所述可破坏封口设于相邻反应腔之间的通道；进一步，所述可破坏封口可通过挤压被破坏，且被破坏后不影响通道内流体的流动。