[发明专利]POCT定量核酸检测用微流控装置、检测系统及检测方法

说明书

本发明涉及POCT定量核酸检测用微流控装置、检测系统及检测方法。该微流控装置包括芯片、对芯片进行加液的加液机构、对芯片1上PCR反应进行温度控制的温控机构及获取芯片上PCR反应的光学信息的感光机构。该装置将含有核酸分子的反应体系液体进行充分分散，以能够在每一微反应腔内形成一个独立反应体系，从而对于每一反应体系所产生的荧光信息进行分析在进行计数分析以及统计，得到绝对定量的样品核酸量，分析灵敏度高。

技术领域

本发明涉及核酸检测技术领域，尤其涉及POCT定量核酸检测用微流控装置、检测系统及检测方法。

背景技术

核酸是生物体内的高分子化合物，核酸包括脱氧核糖核酸(deoxyribonucleicacid，DNA)和核糖核酸(ribonucleic acid，RNA)两大类。核酸不仅是基本的遗传物质，还在蛋白质的生物合成上也占重要位置，核酸还在生长、遗传、变异等一系列重大生命现象中起决定性的作用。现有的核酸分析技术采用核酸扩增及杂交技术，这种技术的优越性在于具有的高灵敏度和特异性，通过核酸扩增技术以及杂交技术对核酸进行检测分析，从而可实现但不限于，细菌、病毒等微生物检测，肿瘤等疾病诊断，产前无损DNA诊断，遗传疾病的风险预警，以及药物筛选、精准医疗等生物医学领域应用。

核酸分析的前提是核酸扩增，即聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)，称PCR扩增，在体外通过特定的酶促进反应，进行一段特定DNA或RNA片段扩增，从而获取大量的目标DNA片段。核酸分析方法经历了三个发展阶段。第一阶段就是普通的PCR扩增仪，扩增后的模板DNA经凝胶电泳分析，定性地检测目标片段的有无，而不能对起始模板进行定量检测。第二个阶段，在PCR扩增反应体系中加入荧光基团，利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程，最后通过扩增产物达到阈值时所经历的循环次数和标准曲线来定量起始模板的浓度。实时荧光定量PCR采用校准品和样品之间的比较来进行相对定量检测，校准品和样品间由于背景不同而引入偏差，对于低拷贝数的靶DNA难以检测。同时DNA提取过程中引入的杂质可能对扩增产生抑制作用。第三个阶段代表是美国Bio-Rad公司的QX200液滴式数字PCR，其进行检测的具体过程为，首先对样品进行微液滴化处理，将含有核酸分子的反应体系分散为成千上万个纳升级的液滴，其中每个微滴不含或含有一个待检核酸靶分子，每个微滴都作为一个独立的PCR反应器，经PCR扩增后，有荧光信号的液滴为1，没有荧光信号的液滴0，最终根据泊松分布原理以及阳性液滴的比例，分析软件可计算给出待检靶分子的浓度或拷贝数。液滴式数字PCR具有极高的扩增效率和特异性，检测灵敏度可达到0.001％。通过计数分析检测结果，不需要标准曲线，可实现绝对定量。QX200液滴式数字PCR的样品检测需要三个仪器分三步来完成，首先在液滴产生仪器中产生液滴，用PCR管将液滴收集后转移到PCR扩增仪中进行扩增，扩增结束后再将扩增产物转移到数据读取分析仪中进行结果读取，分析过程繁琐、复杂、周期长，不适合进行快速的核酸分析与检测，由于对于POCT即时检验(point-of-care testing)的检测需求不断扩张，对于现场检测，快速检测的要求不断凸显。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种POCT定量核酸检测用微流控装置，用以解决上述问题中的至少一个问题。

本发明提供一种POCT定量核酸检测用微流控装置，包括：

芯片，所述芯片上形成有若干个用于PCR反应的微反应腔，每一所述微反应腔均具有液流口，所述微反应腔成矩阵紧密布置，所述微反应腔之间相互分隔；

加液机构，包括压力源、加液器及形成于芯片内的液流通道，所述液流通道与所述液流口连通，所述加液器、所述液流通道和所述微反应腔连通形成一加液循环，所述压力源促使液体在所述加液循环内流动，所述液体在所述微反应腔内形成微液滴；

温控机构，用于控制所述微反应腔内进行PCR反应所需温度；及

感光机构，所述感光机构包括若干感光膜，所述感光膜包裹于微反应腔外，所述感光膜感应所述微反应腔内产生的微反应光学信息。