[发明专利]一种高通量单细胞反转录PCR分析装置

说明书

技术领域

本发明涉及分子生物学、细胞生物学和微流控技术领域，具体涉及一种高通量单细胞逆转录PCR装置。

背景技术

细胞是生物体基本的结构和功能单位，有机体的生理功能和一切生命现象都是以细胞为基础表达的。核酸是生命体遗传物质，和细胞的分裂、生长、分化和凋亡等活动息息相关。PCR(聚合酶链式反应)技术是一种重要的核酸检测技术，用于放大扩增特定的DNA片段；反转录PCR是以RNA起点用以分析细胞基因表达情况的手段。由于PCR技术具有高灵敏度和高特异性的优点而广泛应用于生物、医学、农业和食品安全等领域。

传统基因扩增及测定技术只能获得大量细胞的平均统计数据，这种平均结果会直接掩盖掉细胞群体中单细胞的差异性，可能导致对细胞生理过程的误解，导致误判或不能及早判断。针对单细胞的基因分析则使得同一细胞内或不同细胞间多种基因的同时测定成为可能，可得到单个细胞的基因分析结果。但常规的PCR仪不能满足单细胞基因分析单原始样本高通量的要求，微流控技术的快速发展为解决这一问题提供了可能。

单细胞PCR的流程包括细胞捕获、细胞裂解、核酸纯化和核酸扩增以及检测等步骤，主要技术瓶颈在于如何高效率低成本的捕获单细胞和高通量分析的便捷实现。常规的细胞捕获方法包括光镊、磁力、介电泳以及机械力捕获等，这些方法大多存在所需设备复杂、操作难度大或者难以长期稳定捕获的缺点。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高通量单细胞逆转录PCR装置，能够实现单细胞被动捕获，使高通量单细胞基因的稳定分析成为现实。

为实现上述技术目的，本发明提出如下技术方案：

一种高通量单细胞逆转录PCR装置，包括试剂进口1、样品进口2，试剂进口1、样品进口2通过微阀6和微流道7的入口连接，微流道7的出口通过微阀6和两个以上串联的单细胞捕获腔3的一端连接，串联的单细胞捕获腔3另一端通过微阀6和废液出口11连接，单细胞捕获腔3之间通过微阀6连接，每一个单细胞捕获腔3包括一个倒三角辅助捕获结构8和一个捕获陷阱9，捕获陷阱9位于单细胞捕获腔3的中央下部，倒三角辅助捕获结构8位于捕获陷阱9上方，捕获陷阱9通过微阀6和逆转录腔4的上方连接，逆转录腔4的下方通过微阀6和核酸扩增腔5连接，逆转录腔4预封装有预转录试剂，核酸扩增腔5预封装有核酸扩增试剂。

所述的捕获陷阱9左侧采用一个斜坡结构10，右侧为直角结构，微加热器12紧贴在直角结构外侧面，微加热器12采用金属铂薄膜微加热器。

所述的倒三角辅助捕获结构8能够由倒梯形结构、倒圆锥结构代替。

所述逆转录腔4外侧设有用于为逆转录提供条件的热学装置13。

所述核酸扩增腔5外侧设有用于核酸扩增的热循环装置14和光学检测装置15。

所述单细胞捕获腔3的捕获陷阱9下方还能够直接连接核酸扩增装置用于PCR反应。

本发明的有益效果是：(1)细胞捕获设计结构简单且易于实现较高的捕获效率。(2)整体结构设计高度集成，易于加工实现，操作方便且节约空间。(3)可以实现单细胞基因表达的高通量分析。

附图说明

图1是本发明装置整体示意图。

图2是单细胞捕获原理图。

图3是核酸反转录示意图。

图4是核酸扩增示意图。

图5是单细胞捕获结构流线仿真图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行清楚描述。

参照图1和图2，一种高通量单细胞逆转录PCR装置，包括试剂进口1、样品进口2，试剂进口1、样品进口2通过微阀6和微流道7的入口连接，微流道7的出口通过微阀6和两个以上串联的单细胞捕获腔3的一端连接，串联的单细胞捕获腔3另一端通过微阀6和废液出口11连接，单细胞捕获腔3之间通过微阀6连接，每一个单细胞捕获腔3包括一个倒三角辅助捕获结构8和一个捕获陷阱9，捕获陷阱9位于单细胞捕获腔3的中央下部，倒三角辅助捕获结构8位于捕获陷阱9上方，捕获陷阱9通过微阀6和逆转录腔4的上方连接，逆转录腔4的下方通过微阀6和核酸扩增腔5连接，逆转录腔4预封装有预转录试剂，核酸扩增腔5预封装有核酸扩增试剂。

所述的捕获陷阱9左侧采用一个斜坡结构10，右侧为直角结构，提高细胞捕获效率，微加热器12紧贴在直角结构外侧面，用于辅助细胞裂解，微加热器12采用金属铂薄膜微加热器。

所述的倒三角辅助捕获结构8能够由倒梯形结构、倒圆锥结构代替。

参照图3，所述逆转录腔4外侧设有用于为逆转录提供条件的热学装置13。