[发明专利]一种用于核酸分析检测的集成化微流控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于核酸分析检测的集成化微流控系统，属于生物检测分析技术领域。

背景技术

基于微流控技术的全集成式核酸分析检测系统是针对现有的核酸毛细管电泳检测技术在自动化、低成本以及便携性等劣势上提出的升级方案。核酸检测在许多生化分析领域如临床医学、法医鉴定、遗传检验等都有着十分重大的作用。在临床医学上，基因检测用于各种疾病的检测与诊断，典型的如各种恶性肿瘤、各种先天性遗传疾病；在法医分析领域，基因检测是用于个体识别的金标准之一；在遗传分析领域，基因检测可以用来进行亲子鉴定、遗传图谱分析等。

现在各个领域中所使用的基因检测手段仍旧是传统的方法，即首先是手工提取样本中的核酸，这一步一般是购买商业化的核酸提取试剂盒，再按照产品说明书进行操作，在试管内进行一系列复杂的生化反应来完成的；接下来的扩增流程以常用的聚合酶链式反应(PCR，PolymeraseChainReaction)扩增为例，扩增需要手工加入PCR反应混合液之后再通过商用的PCR仪来进行；最后的检测步骤则需要借助体积庞大的毛细管电泳仪以得到检测结果。因此，如果能有一个系统，能够将以上这几个步骤整合起来将所有的操作均交由机器自动化地完成，不仅可以大大减少人工操作，规避误操作风险，而且可以大大提高基因检测的分析速度和检测通量。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于核酸分析检测的集成化微流控系统，本发明能够将传统核酸检测的三个步骤—核酸提取、核酸扩增和毛细管电泳—集成在一起并全自动地完成这些步骤，对于用户来说，本发明只要求使用者输入待测样本(血样、尿样、痰样，法医鉴定时可能是其他更复杂的样本)即可得到基因分析结果。

本发明所提供的用于核酸分析检测的集成化微流控系统，包括核酸提取与扩增模块和毛细管电泳模块；

所述核酸提取与扩增模块包括设于基片上的核酸提取试剂入口、核酸扩增试剂入口、样本入口和PCR腔室；所述核酸提取试剂入口、所述样本入口和所述PCR腔室依次相连通，所述样本入口与所述PCR腔室之间设有流体控制阀Ⅰ，所述PCR腔室的入口端设有滤纸；所述PCR腔室的出口端依次与流体控制阀Ⅱ、连接结构和废液出口相连通；所述核酸扩增试剂入口与所述PCR腔室入口端的流体通道相连通，且所述核酸扩增试剂入口与所述流体通道之间设有流体控制阀Ⅲ；

所述毛细管电泳模块包括设于基片上的毛细管电泳进样管道和毛细管电泳主管道，且所述毛细管电泳进样管道与所述毛细管电泳主管道之间为垂直相交设置；所述毛细管主管道的两端分别设有毛细管电泳阴极槽和毛细管电泳阳极槽；所述毛细管电泳进样管道上设有毛细管电泳废液储存槽；

所述连接结构包括设于组成所述核酸提取与扩增模块的基片上的PCR产物转移腔室和电泳相关试剂储存腔室，所述PCR产物转移腔室与所述电泳相关试剂储存腔室之间通过3个隔膜分隔成独立的腔室，隔膜A设于所述PCR产物转移腔室的上部，隔膜B设于所述PCR产物转移腔室与所述电泳相关试剂储存腔室之间，隔膜C设于所述电泳相关试剂储存腔室的下部；

所述核酸提取与扩增模块设于所述毛细管电泳模块的上部，且所述电泳相关试剂储存腔室设于毛细管电泳的进样储液池的上方，所述毛细管电泳的进样储液池设于所述毛细管电泳模块上且与所述毛细管电泳进样管道相连通。

上述的集成化微流控系统中，所述隔膜可为一层隔膜或多层隔膜。

上述的集成化微流控系统中，所述核酸提取与扩增模块可由两片所述基片热压键合得到；

所述毛细管电泳模块可由两片基片热压键合得到。

上述的集成化微流控系统中，所述核酸提取与扩增模块与所述毛细管电泳模块之间设有弹性中间层。

上述的集成化微流控系统中，所述核酸提取与扩增模块具体由聚甲基丙烯酸甲酯制成；

所述毛细管电泳模块具体由玻璃制成；

所述弹性中间层具体由PDMS制成。

上述的集成化微流控系统中，所述集成化微流控系统包括1～8个所述核酸提取与扩增模块，如2个对称设置的核酸提取与扩增模块；

所述毛细管电泳模块1～8条所述毛细管电泳主管道，如2条对称设置的毛细管电泳主管道；

每个所述核酸提取与扩增模块上的所述连接结构与1条所述毛细管电泳主管道相连通。

本发明提供的用于核酸分析检测的集成化微流控系统，可以使传统的多个配套设备(PCR仪、毛细管电泳仪等)整合成一个设备，大大减小了设备的体积和维护成本，使基因检测更加高效、即时、便捷、准确。