[发明专利]基于纸的核酸检测装置及其应用

说明书

本发明提供一种基于纸的核酸检测装置和测量方法，所述的装置包括设置有图案的纸层，所述的纸层包括上样区和测试区，其中所述的纸层上的图案指示核酸检测装置对核酸的测量，所述的测量方法可通过读取显色物质、有色物质或荧光物质的保留距离进行核酸分子的定量分析。本发明所述的装置和测量方法可通过读取测试样品的检测结果，实现对核酸的快速、准确的测量。

技术领域

本发明涉及生物检测领域，特别涉及一种用于定量分析的基于纸的核酸检 测装置。

背景技术

使用基于微流控纸分析装置(μPAD)的核酸检测对资源有限或分散化设置 的临床应用有很大的希望。为了将核酸分析转化为基于纸的形式，已经做了许 多努力来探索，例如纸作为将核酸分离、纯化、混合和扩增部分整合到单个μPAD 的低成本和柔性的流体输送系统。这个想法已经在包括横向流纸条、基于滑移 层(slip layer)的“纸机器”、二维纸网络和三维纸折纸品的系统中得到成功例证。 将纸工程改造作为独特的感测平台以简化和增强μPAD上的核酸检测也具有重 要意义。

Krull等(Anal.Chem.2013，85，7502-7511)将量子点和上转换纳米颗粒 固定在纤维素纸中，产生一系列基于荧光共振能量转移(FRET)的μPAD用于 DNA检测。另外，功能性DNA聚合物和水凝胶已被纳入到纸中，以简化DNA 的检测/扩增。各种电化学和电泳机制也已经与μPAD整合用于核酸的浓缩和检 测。例如，Gong等(J.Am.Chem.Soc.2015，137，13913-13919)最近证明了通 过将纳米多孔膜和离子浓差极化(ICP)机制与μPAD整合进行纸上直接DNA分 析。到目前为止，大多数纸特异性核酸感测平台依赖于外部电源或进行广泛的 修饰来实现信号转导。

专利US2009215194A1公开了在一种微流控装置，设有主体，在该主体中限 定了至少一个用于加载流体以进行分析的第一入口以及与第一入口保持流体连 通的掩蔽区域。分析室与掩蔽区域保持流体连通，并且接口覆盖件以流体密封 的方式联接在微流控装置的上面。接口覆盖件设有与分析室相对应的密封部分， 其适合于在静止时呈现使分析室打开的第一构型，且由于压力而呈现以流体密 封的方式关闭相同分析室的第二构型。

专利CN104004850B公开了一种纸基微流控芯片增强型化学发光检测hlyA 基因的方法，该方法包括如下步骤：将网印板压在层析纸上，涂蜡，然后加热， 层析纸从网印板上自然脱落，晾干；设计捕捉探针和信号探针；纸基微流控芯 片的预处理；将待测DNA样品与捕捉探针孵育，加入信号探针与待测DNA样品 杂交反应，再加入HRP-SA孵育；最后，加入底液触发增强型化学发光，发光信 号由一台CCD数字成像设备成像采集。

专利WO2016064881A1公开了用于POC诊断的纸基底微流控器件，包括具 有第一末端和与第一末端相对的第二末端的疏水基底。所述器件包括在基底的 第一表面上的检测区，该检测区限定用于感测样品中的被分析物的区域，该检 测区包含布置在基底的第一表面上的第一电极和第二电极和布置在这两个电极 上和第一与第二电极之间的区域上的亲水墨水层。

专利CN104293945B公开了一种纸质微流体，包括由滤纸制成的反应层和至 少一层加样层；加样层中心设有加样孔，围绕加样孔均布有多个反应孔，孔口 上均涂覆有疏水材料，加样层重叠放置在反应层的上方；反应层上设有由疏水 材料画出的与加样孔对应的样品区、与反应孔对应的多个反应区以及反应通道， 反应区与反应孔的直径相同，样品区直径小于加样孔直径，反应区通过宽度从 反应区到样品区逐渐变小的反应通道与样品区连通。

然而，基于可视化测量的核酸定量检测装置和方法还没有被公开，目前还 没有任何纸芯片可以通过距离定量分析核酸，特别是对于资源有限情况下的感 染或慢性疾病的分子诊断，还没有测量快速、结果准确、成本低廉的装置或方 法是目前的迫切需求。

发明内容