[发明专利]一种用于基因检测的微流控芯片系统

说明书

技术领域

本发明属于基因检测技术领域，尤其涉及一种用于基因检测的微流控芯片系统。

背景技术

聚合酶链式反应是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊DNA复制，是PCR的最大特点，能将微量的DNA大幅增加。因此，无论是化石中的古生物、历史人物的残骸，还是几十年前凶杀案中凶手所遗留的毛发、皮肤或血液，只要能分离出一丁点的DNA，就能用PCR加以放大，进行比对。这也是“微量证据”的威力之所在。由1983年美国Mullis首先提出设想，1985年由其发明了聚合酶链反应，即简易DNA扩增法，意味着PCR技术的真正诞生。到如今2013年，PCR已发展到第三代技术。1973年，台籍科学家钱嘉韵，发现了稳定的TaqDNA聚合酶，为PCR技术发展也做出了基础性贡献。

基因扩增和基因检测一体化仪器在市场上较为常见的为荧光定量PCR仪，在基因扩增过程中进行实时的荧光检测。但该检测只能对基因的浓度进行评估，而无法知道基因的长度和序列等具体信息。基因的长度、浓度可通过电泳的方式进行检测，基因的序列也可以通过毛细管电泳的方式进行检测。

但是到目前为止，市场上还没有出现一种将基因扩增与电泳方式基因检测集成为一体，实现自动化的体系，很多处于研发阶段的技术中，也存在很多的技术障碍。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明目的是提供一种用于基因检测的微流控芯片系统。

本发明的方案如下：

一种用于基因检测的微流控芯片系统，包括微流控芯片组、设置在微流控芯片组下方的DNA检测分析板、信号处理器和计算机控制终端；

所述微流控芯片组包括盖玻片、PCR扩增板和隔热绝缘底座；所述PCR扩增板上设置有多组并行排列的样品处理池；所述样品处理池中设置有样品废液池、缓冲液池、样品池和废液池；样品废液池和样品池通过PCR进样通道连接；缓冲液池和废液池通过CE分离通道连接；PCR进样通道和CE分离通道内均匀设置有多个阵列电极；

所述阵列电极和电极控制器连接；所述微流控芯片组通过DNA检测数据线和DNA检测分析板连接；所述DNA检测分析板和信号处理器连接；所述信号处理器和计算机控制终端连接；

所述电极控制器包括中央处理器、光耦驱动单元、数模转换器和电压模块；所述中央处理器中集成有ADC单元和DMA单元；所述光耦驱动单元、数模转换器分别和中央处理器连接；信号经数模转换器处理再通过缓冲器处理后和电压模块连接；电压模块通过放大滤波器后再把信号传递到中央处理器中；所述光耦驱动单元还连接有电压模块，实施对阵列电极的控制。

所述样品处理池的CE分离通道为螺旋形结构，CE分离通道一端和废液池连接，另一端和缓冲液池连接。

所述样品处理池的CE分离通道和PCR进样通道成十字形结构，CE分离通道一端和废液池连接，另一端和缓冲液池连接。

所述中央处理器上还连接有矩阵键盘控制单元和液晶屏幕显示单元。

所述矩阵电极的电极基片采用铂金属材质。

所述电极基片上涂覆有二氧化硅绝缘层，二氧化硅绝缘层的厚度为2.5-3.5微米。

所述盖玻片下表面设置有PDMS绝缘膜。

本系统具有如下优点与有益效果：运用PCR和CE集成微流控芯片组及其检测系统进行对DNA基因的检测，减少了设备的数量，降低了硬件购置成本；提高了分析过程的自动化程度，提高工作效率；避免试样在不同设备之间的转移，简化了人工操作，降低了试样污染的风险；微流控芯片组可以并行运行，减少了样品和试剂的消耗，降低了运行成本；本发明的系统装置体积小，可形成便携式设备，满足实时化、现场化的检测需要，具有很大的市场推广前景。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明微流控芯片组结构示意图；

图3为本发明PCR扩增板上的样品处理池结构示意图；

图4为本发明PCR扩增板上的CE分离通道另一种结构示意图；

图5为本发明电极控制器控制示意图。

其中：1、计算机控制终端；2、电极控制器；3、DNA检测数据线；4、微流控芯片组；5、DNA检测分析板；6、信号处理器；41、样品处理池；42、盖玻片；43、PCR扩增板；44、隔热绝缘底座；411、样品废液池；412、PCR进样通道；413、缓冲液池；414、样品池；415、CE分离通道；416、废液池；417、阵列电极。

具体实施方式