[发明专利]核酸提取、扩增及检测集成装置及其制造方法和检测方法

权利要求书

1.核酸提取、扩增及检测集成装置，其特征在于，包括上下扣合的上盖和基座，基座上设置有纸基核酸提取模块、纸基核酸等温扩增模块和试纸检测模块；上盖上开设有用于滴加样品的进样孔(1)、控制按钮(2)以及试纸结果观察窗(4)；纸基核酸等温扩增模块上设置有能够移动的U型夹(16)，上盖的侧面开设有用于固定U型夹(16)的固定孔(3)；U型夹(16)包括上下两层紧密叠加在一起的能够导热的金属片，其中一端为拖动端，另一端为纸片区；纸片区的上层镶嵌有冻干的依赖解旋酶的等温扩增试剂的纸片(12)，下层的相应位置上镶嵌有核酸吸附纸(11)，拖动端由固定孔(3)伸出；

核酸提取时，纸基核酸提取模块上的纸基裂解通道(8)的末端与核酸吸附纸(11)相接触，且纸片(12)不与核酸吸附纸(11)相接触；

等温扩增时，纸基核酸等温扩增模块上的加热片(13)与核酸吸附纸(11)和纸片(12)相接触，核酸吸附纸(11)和纸片(12)上设置有起密封作用避免核酸扩增时气溶胶污染的PMMA板(15)；

检测时，核酸吸附纸(11)位于试纸检测模块上的试纸条(18)和层析液存储槽(17)之间，并与二者相接触；

所述纸基核酸提取模块包括清洗液储液池(5)和裂解液储液池(6)，清洗液储液池(5)的下端与纸基清洗通道(9)的入口相连，裂解液储液池(6)的下端与纸基裂解通道(8)的入口相连；纸基裂解通道(8)的下方设置吸水垫(10)；纸基清洗通道(9)的末端设置纸基阀门，在清洗时，纸基阀门与纸基裂解通道(8)相接触，将纸基清洗通道(9)和纸基裂解通道(8)相连通；纸基清洗通道(9)和纸基裂解通道(8)均采用滤纸制成；

所述试纸检测模块包括侧流层析试纸条(18)和层析液存储槽(17)，层析液存储槽(17)位于侧流层析纸条(18)的末端下方；侧流层析纸条(18)与上盖上的试纸结果观察窗(4)的位置相对应。

2.根据权利要求1所述的核酸提取、扩增及检测集成装置，其特征在于，所述清洗液储液池(5)和裂解液储液池(6)内均设置有密封橡胶和海绵，海绵位于密封橡胶的下方。

3.根据权利要求1所述的核酸提取、扩增及检测集成装置，其特征在于，所述纸基核酸等温扩增模块还包括与加热片(13)相连的电源(14)，加热片(13)采用陶瓷加热片。

4.根据权利要求1所述的核酸提取、扩增及检测集成装置，其特征在于，所述侧流层析纸条(18)包括依次层叠设置的背胶板、样品垫、结合垫以及醋酸纤维素膜；层析液存储槽(17)内放置有用于存储层析液的海绵。

5.一种核酸提取、扩增及检测集成装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)采用3D打印技术制备上盖和基座；

2)用激光切割机制备海绵、橡胶密封垫、PMMA板和绝缘疏水纸；

3)将储液海绵分别浸泡于相对应的液体中使海绵充满液体；

4)根据纸基模块的尺寸，用激光切割机制备相应尺寸的纸基通道，用打孔器制备纸基通道和核酸吸附纸；

5)用线切割机床制备U型夹的铜片；

6)用冷冻干燥的方法制备依赖解旋酶的等温扩增试剂纸片；

7)用纳米金标记检测探针，组装粘贴试纸，用切割机制备侧流程析试纸条；

8)将组成纸基核酸提取模块、纸基核酸等温扩增模块和试纸检测模块的储液海绵、密封橡胶、纸基通道、陶瓷加热片、钮扣电池、绝缘疏水纸、PMMA板、U型夹、侧流程析试纸条和层析液储存海绵分别安装于基座上；

9)将上盖和基座扣合组装形成纸基核酸提取、扩增及检测集成装置。

6.一种采用权利要求1-4任意一项所述装置的核酸提取、扩增及检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将样品滴加在进样孔处；

2)按下上盖的控制按钮，等待2分钟后，提取完成；

3)用手拖动U型夹到扩增指示线位置处，此时U型夹上的纸片区与加热片紧密接触，紧接着抽掉电池槽处的绝缘纸，开始核酸扩增，等待60分钟后，扩增完成；

4)再次拖动U型夹到检测指示线位置处，此时U型夹上的纸片区使分隔的层析液存储槽(17)中的海绵和试纸条的样品垫相连接，样品靠毛细作用力层析到试纸条上，等待15分钟后，检测完成；

5)通过试纸结果观察窗观察检测结果，对照区域和检测区域均为红色时，判定为阳性结果，对照区域为红色时，判定结果为阴性。