[发明专利]实现PCR的微流控芯片及实时PCR的病毒快速检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及微流控芯片技术领域，尤其是一种应用于生命科学领域的实现PCR的微流控芯片及实时PCR的病毒快速检测装置。

背景技术

自1990年提出微全分析系统概念以来，微流控芯片技术在化学、生命科学、环境科学和食品科学等领域开辟了广阔的发展空间。微流控芯片技术以微流体控制技术为基础，引导分析仪器向小型化、集成化、自动化、高通量快速定量分析方向发展，为生化环境样本的实时检测、现场分析提供了一种可能的策略，其在医疗诊断与农业养殖系统疫情监测方面具有广阔的市场前景。

聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)又称无细胞分子克隆或特异性DNA序列体外引物定向酶促扩增技术，是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得以迅速扩增，具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。它不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究，还可用于疾病的诊断、动物病毒与疫情快速检测或任何有DNA、RNA的地方。在临床医学和动物疫情监测系统中，PCR被用于鉴别遗传疾病和快速检测病毒、病菌感染。用传统的方法，要检测病毒、病菌的感染需要把病原体培养数周才能鉴定，而采用本发明成果，可以快速判断人体与动物细胞(比如血液细胞)中是否存在病毒、病菌的DNA而确诊。

实时PCR(real-time PCR)，属于定量PCR(quantitative-PCR)的一种，以一定时间内DNA的增幅量为基础进行DNA的定量分析。实时PCR定量使用荧光色素，目前有二种方法。一种是在DNA中插入特异的荧光色素；另一种使用能与增幅DNA序列中特定寡核酸序列相结合的一种荧光探针。实时PCR与逆转录PCR(reverse-transcription PCR)相结合，能用微量的RNA来找出特定时间、细胞、组织内的特别表达的遗传基因。这两种RT-PCR的组合被称之为“定量RT-PCR(quantitative RT-PCR)”。由于该技术不仅实现了PCR从定性到定量的飞跃，而且与常规PCR相比，具有特异性更强、有效解决PCR污染、自动化程度高等特点。实时定量PCR是指在PCR指数扩增期间通过连续监测荧光信号强弱的变化来即时测定特异性产物的量，并据此推断目的基因的初始量，不需要取出PCR产物进行分离。目前实时定量PCR作为一个极有效的实验方法，已被广泛地应用于分子生物学研究的各个领域。

目前，实时定量PCR的反应层系常采用孔板结构作为样本的载体，这样不仅使得反应区升降温吸收和释放的热量过大，从而导致反应区升降温速度较慢；而且，孔板结构的样本载体需要的样本试剂体积量至少要在10微升级别，不利于降低使用成本；同时，在如环境监测、现场检验检疫及战地防生化等领域，需要便携式的快速分析装置，而现有技术提供的实时PCR的病毒快速检测装置体积大操作复杂不适合在野外作业。

发明内容

为解决上述现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种样本剂量使用少、可靠性高的实现PCR的微流控芯片。

为了实现上述目的，本发明的目的之一是提供一种实现PCR的微流控芯片，包括反应层，所述反应层内设有样本槽，所述样本槽周围设有多组反应区，每组反应区至少包括一反应槽，每个反应槽通过流道与样本槽相连，所述样本槽通过进样孔与外界相连。

优选地，所述微流控芯片还包括盖设于所述反应层上方的气动控制层，所述气动控制层包括多个控制阀和用于连接控制阀的气体管道，所述控制阀置于流道的上方。

优选地，所述反应层包括基板和盖设于基板上的薄膜层，所述样本槽、进样孔、反应槽以及流道设于薄膜层上朝向基板的一侧，所述气动控制层盖设于薄膜层的上方。

优选地，所述薄膜层采用PDMS材料制成。

优选地，所述微流控芯片还包括设于所述气动控制层上方的由透气材料制成的注水层。

优选地，所述薄膜层上的反应槽和流道内涂覆有隔离层，所述隔离层采用不透气材料。

优选地，所述气动控制层采用弹性材料制成，所述气动控制层的厚度为20～50μm。

优选地，所述反应层包括底板和盖设于底板上的盖板，所述样本槽、反应槽以及流道设于底板上朝向盖板的一侧，所述进样孔设于盖板上相对于样本槽的位置，所述底板和盖板均采用塑料材料制成。

本发明的另一目的是提供一种实时PCR的病毒快速检测装置，包括：

如上所述的微流控芯片；