[发明专利]基于Inkjet全自动在线液滴数字PCR装置

说明书

本发明涉及一种基于Inkjet全自动在线液滴数字PCR装置，其特征在于，该装置包括：一用于控制液滴的产生的Inkjet进样系统，其中，液滴中包裹着不同稀释浓度的模板DNA；一用于对液滴进行单个反应单元内DNA扩增反应的毛细管连续流动式PCR扩增系统；一用于对扩增后的液滴进行荧光信号的检测和计数的激光诱导荧光检测系统；一用于控制液滴间的间距和液滴运输的液滴传送系统。本发明方法与现有的技术相比，具有如下技术效果：全自动化，成本低，易操作，连续在线无污染，干扰因素少，试剂用量少，可以节约大量的时间和物力，利于多种群体使用。

技术领域

本发明是关于一种在线DNA扩增技术及液滴生成测定的实验装置，特别是一种基于Inkjet全自动在线液滴数字PCR装置，涉及化学生物技术领域。

背景技术

疾病的发生一般都要经历从分子变异、到细胞病变、再到组织坏死的过程，如果能够早期在分子或细胞水平上发现已经发生的病变，则大多数情况下都可以找到救治方法，使患者康复或者延长其生存期。在分子水平上，特别是在癌症早期诊断中，突变的基因在体内的丰度非常低，现有检测方法的检测能力有限。目前人们所拥有的诊断手段，大多只能在组织发生器质性变化或者症状已经十分明显后才能做出准确的判断，因而严重影响其治疗效果，导致死亡率居高不下，可见实现分子水平早期诊断的重要性。

目前常规的分子诊断手段在进行生物研究和实际检测时，是将靶核酸直接扩增实现信号放大，主要包括聚合酶链式扩增反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)、多重置换反应(Multiple displacement amplification,MDA)、环介导等温扩增(Loop-mediatedisothermal amplification,LAMP)等。虽然这些技术已广泛应用于生命科学研究及相关领域，并且在应用的过程中不断得到改进，但是目前仍然存在着操作繁琐，试剂消耗量大，扩增结果不稳定无法实现核酸精确定量。数字PCR是PCR技术的新前沿，可以进行单细胞甚至单分子研究，其采用的策略概括起来就是“分而治之”，将一个标准PCR反应试剂分配到大量微小的反应器中，在每个反应器中包含或不包含一个或多个拷贝的目标分子(DNA模板)，实现单分子模板PCR扩增。扩增结束后，通过直接计数而实现绝对定量。不过，采用小试管或微孔板实现传统数字PCR技术的操作工作量很大，肉眼判断存在人为因素，难以做到绝对计数测量，而且加样环节多，易发生杂质污染。现阶段微流控芯片技术为数字PCR提供了更为简易的分配技术(产生液滴方法)。微流控芯片液滴数字PCR技术是将两种不相容的液体，以其中的一种作为连续相(油相)，另一种作为分散相(水相)，在水/油两相表面张力和剪切力共同作用下分散相以微小体积单元的形式分散于连续相中，形成液滴，常用作微反应器。但是必须注意的是，通常情况下制作微流控芯片成本相对昂贵且需要较为复杂的工艺和娴熟的技巧。而且在液滴产生过程中，不同大小体积的液滴需要通过外加注射泵控制，PCR反应结束后需将收集取出转移至相关仪器进行每个液滴的荧光信号检测，然后进行统计分析。这样的过程繁琐，而且容易发生污染。因此，现有技术中迫切需要一种成本较低且便于操作的用于产生液滴和连接PCR扩增技术的液滴数字PCR装置。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种制作简单、操作容易且成本低廉的基于Inkjet全自动在线液滴数字PCR装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于Inkjet全自动在线液滴数字PCR装置，其特征在于，该装置包括：

一用于控制液滴的产生的Inkjet进样系统，其中，产生液滴中包裹着不同稀释浓度的模板DNA；

一用于对液滴进行单个反应单元内DNA扩增反应的毛细管连续流动式PCR扩增系统；

一用于对扩增后的液滴进行荧光信号的检测和计数的激光诱导荧光检测系统；

一用于控制液滴间的间距和液滴运输的液滴传送系统。