[发明专利]基于微孔阵列芯片的数字PCR扩增装置和利用其进行扩增的方法

说明书

本发明公开了基于微孔阵列芯片的数字PCR扩增装置和利用其进行扩增的方法，其中数字PCR扩增装置包括：微孔阵列芯片，所述微孔阵列芯片包括：底板、密封盖、多个生化传感器和电极，所述底板上形成有微孔阵列；所述密封盖置于所述底板上方，用于密封所述微孔阵列中的每个微孔；所述微孔阵列中每个微孔底部均设置有一个所述生化传感器，所述生化传感器上设置有捕获探针，所述捕获探针适于捕获所在微孔内的目标核酸并产生电信号；所述电极适于向所述微孔内的溶液提供电压。该基于微孔阵列芯片的数字PCR扩增装置具有检测灵敏度高、准确度高和成本低的优点。

技术领域

本发明属于核酸检测领域，尤其涉及一种基于微孔阵列芯片的数字PCR检测方法。

背景技术

现代生物学研究，特别是医学研究时常涉及对核酸定量分析的需求。比如检测血液中某些游离DNA及其含量，可以指导某些癌症的临床诊断，以及监控癌症的治疗效果。以往的定量主要采取荧光定量PCR进行相对定量，即选取一个表达稳定的基因的转录物作为参照，来评判目的核酸的量的高低。但这种方法易受非目的核酸分子(背景噪音)的干扰，只适用于定性或者低精度检测，无法满足某些含量特别稀少的目标核酸分子的检测。

数字PCR(dPCR)则能通过大规模的平行PCR扩增，将微弱的扩增信号从背景噪音中提炼出来，以“终点信号的有或无”来统计被扩增的分子的个数。到目前为止，已经发展出了各式各样的dPCR装置，主要有孔板式和液滴式。

孔板式dPCR就是在足够数量的同尺寸微孔阵列排布的平板上离散化核酸分子，实现数字化扩增。例如：ThermoFisher公司推出的QuantStudioTM 3D dPCR系统就是采用这种方式。它在一块10mm边长正方形平板上蚀刻出高达20000个六角形微孔，每个微孔容积0.8nL，实现微孔间隔离，通过简单涂刷上样，每个微孔有1个左右的目标核酸分子；PCR后就可检测孔中荧光信号，通过泊松分布计算目标分子的个数。

液滴式dPCR则是通过数以万计的单分散性小液滴来分割样本，液滴借助疏水的管道和油相液体，把DNA分散与各个油包水小液滴，一个液滴理论上只含有一个左右的DNA分子；DNA扩增后可以转移到荧光检测装置进行最终检测。该方法的缺点是液滴容易在PCR过程或者转移过程中出现液滴相互汇合的情况，导致结果不准确。

以上各种dPCR的技术都采用荧光信号来读取结果，这就要求配套装置中含有昂贵的荧光激发装置和耗材、荧光高分辨率检测装置。另外，光信号的相互污染也会增加判断结果难度。

因此，目前现有的PCR扩增装置仍有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种基于微孔阵列芯片的数字PCR扩增装置和利用其进行扩增的方法。该数字PCR扩增装置具有检测灵敏度高、准确度高和成本低的优点。

为此，根据本发明的一个方面，本发明提出了一种基于微孔阵列芯片的数字PCR扩增装置，根据本发明的实施例，该数字PCR扩增装置包括：微孔阵列芯片，所述微孔阵列芯片包括：

底板，所述底板上形成有微孔阵列；

密封盖，所述密封盖置于所述底板上方，用于密封所述微孔阵列中的每个微孔；

多个生化传感器，所述微孔阵列中每个微孔内均设置有一个所述生化传感器，所述生化传感器表面上设置有捕获探针，所述捕获探针适于捕获所在微孔内的目标核酸并产生电信号；

电极，所述电极适于向所述微孔内的溶液提供电压。