[发明专利]使用固态pH传感器的qPCR

权利要求书

1.一种监测样品中核酸扩增的方法，所述样品含有当样品中存在目标 序列的情况下用于扩增该目标序列的核酸扩增缓冲混合物，其特征在于，所 述监测包括检测在目标序列的存在下当扩增开始超过所述样品的缓冲能力 能够被克服的循环数阈值时由于质子释放而产生的pH值的变化，所述检测 使用了传感装置，该传感装置包括具有传感表面的离子敏感场效应晶体管和 用于检测来自离子敏感场效应晶体管的电子输出信号的设备，所述传感表面 暴露于所述样品并且被配置成能够响应所述晶体管表面的pH值变化而产生 电子输出信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述核酸扩增为聚合酶链式反 应扩增。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述离子敏感场效应晶体 管具有氮化硅层。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述氮化硅层上设置有DNA聚 合酶连接层。

5.根据权利要求1-4中的任意一项所述的方法，其中，使用了参比电 极。

6.根据权利要求1-5中的任意一项所述的方法，其中，将用于扩增的 目标核酸捕获于珠子上并且所述核酸扩增发生在临近所述离子敏感场效应 晶体管的传感表面的珠子上。

7.根据权利要求1-5中的任意一项所述的方法，其中，用于扩增的目 标核酸通过固定在所述离子敏感场效应晶体管上的探针而被捕获。

8.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中，所述离子敏感场效 应晶体管的传感表面暴露于位于体积为1pl至约10μl的低体积反应室中的所 述样品。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述反应室位于微流体设备中， 该微流体设备还包括含有所述离子敏感场效应晶体管的一个或多个同样的 室，由此能够对多于一个样品中的核酸扩增同时进行监测。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述反应室位于芯片上，该芯 片包括位于芯片上的电阻加热元件和温度传感器，由此能够对所述室进行加 热和冷却以用于PCR热循环。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述芯片还包括位于芯片上 的温度控制电路。

12.根据权利要求2所述的方法，其中，使用于PCR监测的所述样品 流过微流体设备的通道或室并且使所述样品在流动时连续地流经不同的温 度，从而实现PCR的热循环。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，使所述样品流经连续地通过 适用于所述热循环的不同温度区的室或通道。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，使所述样品流经连续地通过 设置在所述微流体设备基底的不同温度区的通道，所述温度区适用于沿着通 道连续重复的变性、引物退火和引物延伸的PCR阶段。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，为了感应沿着所述通道的不 同位置处的样品的pH值的变化，使用多于一个的离子敏感场效应晶体管。

16.根据权利要求12或13所述的方法，其中，为了进行热循环，所述 样品在微室中在需要的温度区之间来回地移动，并且所述离子敏感场效应晶 体管设置在所述室的壁上。

17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述核酸扩增为等温的核酸扩 增。

18.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法是通过监测核酸扩增来 检测目标核酸的方法，其中在所述缓冲能力被克服时产生的pH的变化的检 测与所述目标核酸的检测有关。

19.根据权利要求1所述的方法，其中，用以达到所述循环数阀值的扩 增的循环数用于定量所述样品中存在的目标序列的量。

20.一种用于监控样品中核酸扩增的传感装置，其中，该装置包括整合 有设置用于加热样品的一个或多个加热元件的硅基质以及用于检测样品pH 的一个或多个离子敏感场效应晶体管。