[发明专利]一种进行固相PCR反应的自动化微流工作站及方法

权利要求书

1.一种自动进行固相PCR反应的微流工作站，所述工作站包括：

至少一个微流控芯片，芯片含有一个或多个独立的反应通道，每一反应通道包括进出口、 一个或多个串联或并联的反应腔室和/或流道，反应腔室底面锚定有寡核苷酸序列，以进行 固相PCR扩增和/或固相单碱基延伸反应；

液路系统，以控制引入不同反应试剂溶液流至对应的反应腔室；

温控装置，以控制调节所述反应腔室内的温度；

控制系统，其连接上述液路系统和温控装置，用于控制液路系统和温控装置，在微流控 芯片的反应腔室内进行的固相PCR扩增和固相单碱基延伸反应，并包括变性-洗脱反应和洗 脱-变性反应。

2.根据权利要求1所述的微流工作站，其特征在于，所述微流控芯片包括上盖、反应 通道和基底，上盖设有反应通道的进出口，基底进行刻蚀挖槽成反应通道，通道长度为 2-8cm，深度为50um-200um，宽度为0.5mm～3mm，单个反应通道的反应体系总体积为 5ul～20ul。

3.根据权利要求1所述的微流工作站，其特征在于，所述微流控芯片包括上盖、通道 栅栏和基底，上盖设有反应通道的进出口，上盖-通道栅栏-基底的“三明治结构”形成多个 独立的反应通道。

4.根据权利要求2和3所述的微流控芯片，其特征在于，通过对分层结构的键合封装， 形成可进出流通的封闭反应腔室。

5.根据权利要求1所述的微流工作站，其特征在于，所述微流控芯片材质为包括金属、 玻璃、硅片和聚合物的至少一种或组合组成，其容纳流体的有效结构至少在一个维度上为微 米级尺度，微流控芯片处于多个的状态下，各个微流控芯片分别独立与控制系统连接。

6.根据权利要求1所述的微流工作站，其特征在于，所述微流控芯片的固相衬底为平 面结构，可锚定高密度的一种或多种寡核苷酸序列，所述固相衬底平铺锚定寡核苷酸序列是 通过羧基/醛基/环氧基-氨基、链霉亲和素-生物素在内的多种化学修饰中的至少一种完成。

7.根据权利要求6所述的微流工作站，其特征在于，所述锚定在芯片通道底面的寡核 苷酸序列是PCR扩增所需的反向引物。

8.根据权利要求1所述的微流工作站，其特征在于，所述的固相单碱基延伸反应包括 发生一个或多个退火-延伸反应。

9.根据权利要求1所述的微流工作站，其特征在于，所述温控装置设置在芯片反应腔 室的底面。

10.根据权利要求1所述的微流工作站，其特征在于，所述液路系统包括设置各种所述 试剂的容器、与反应通道相连的通路及控制阀，所述试剂包括用于PCR扩增的正向引物/单 碱基延伸引物、脱氧核糖核苷三磷酸/双脱氧核糖核苷三磷酸、反应酶、反应缓冲液和清洗 缓冲液在内，控制系统与此控制阀相连接，以控制阀门的开关或通路流量的大小。

11.根据权利要求1所述的微流工作站，其特征在于，所述控制系统包括电力提供装置、 控制器、采集器、显示装置和/或输出装置，电力提供装置给微流工作站提供电力，控制器 连接采集器，显示装置和/或输出装置，并连接液路系统和温控装置。

12.一种基于权利要求1所述的基于微流控芯片实现固相PCR反应的方法，其特征在 于，包括以下步骤：

A:在微流控芯片的每一反应通道的固相衬底上发生固相PCR扩增反应；

B:在经过变性处理及洗脱后，目标单链DNA片段固定在固相衬底；

C:进行固相单碱基延伸反应，并对延伸产物进行提纯分离。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤A进一步包括：

控制系统将含有PCR反应液、dNTP、DNA模板/全血、正向引物在内的混合液由液路系 统引入固相衬底锚定连接有反向引物的反应腔室，

控制系统控制温控系统在经过若干次的变性、退火、延伸后生成含有反向引物的目标单 链DNA和含有正向引物的互补单链DNA，两条单链DNA可互补生成双链DNA，并通过反向 引物固定在通道底面。