[发明专利]数字PCR检测定量系统

说明书

本申请公开了一种数字PCR检测定量系统，包括快速生成大量微液滴的液滴生成装置、微泵装置、微管道、液滴温度循环装置、光学成像与检测装置和控制器。液滴温度循环装置对位于液滴生成装置内的微液滴或位于管道内非预设位置处的微液滴进行温度循环以完成PCR扩增，然后利用微泵装置将完成PCR扩增的微液滴抽回到管道预设位置处，以利用安装至管道预设位置处的光学成像与检测装置对该位置处的微液滴进行荧光信号采集并绘制相应散点图以计算原菌液样本的模板数量；控制器控制流体运动的流动速度和流动方向、液滴温度循环装置的温度升降和光学成像与检测装置的工作状态。本申请实现了数字PCR的便携化，制备了光机电一体化、且全自动化工作流程的数字PCR系统。

技术领域

本申请涉及数字聚合酶链式反应技术领域，特别是涉及一种数字PCR检测定量系统。

背景技术

PCR(Polymerase Chain Reaction，聚合酶链式反应)为一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，通过模拟天然DNA分子的复制过程可将微量的DNA在生物体外大幅增加；从而可将原来低于检测线目标基因扩增到可以分析的级别以进行定性分析，该技术操作简单，灵敏度高，被广泛应用于多种病原微生物及寄生虫的检测。

数字PCR为当今最先进、检测灵敏度最高的核酸定量方法，相关技术中的数字PCR方法，在液滴制备、液滴PCR与液滴分析这3个关键单元操作依赖多个体积庞大的设备，整个系统不仅体积庞大、重量重，而且能耗高，无法实现数字PCR的便携化，远达不到世界卫生组织定义的“理想型PCR诊断”标准。以商品化的Bio-Rad QX200数字PCR仪举例，其系统由液滴生成器、温度循环扩增仪与荧光检测器3个单元仪器构成，该系统的总长度、宽度与高度分别达到1.34m，1.27m与0.62m。

鉴于此，如何实现数字PCR的便携化，制备体积小、重量轻、易于携带的数字PCR系统，是所属技术领域人员需要解决的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种数字PCR检测定量系统，实现了数字PCR的便携化，有利于制备体积小、重量轻、易于携带的数字PCR系统。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例提供了一种数字PCR检测定量系统，包括液滴生成装置、微泵装置、微管道、液滴温度循环装置、光学成像与检测装置和控制器；

其中，所述液滴生成装置用于将原菌液样本在预设时间内生成数量不低于预设数量阈值的微液滴；

所述微泵装置用于将所有微液滴泵入所述微管道内，并将完成PCR扩增的微液滴抽回到管道的预设位置处；

所述液滴温度循环装置用于对位于所述液滴生成装置内的微液滴或者是位于所述微管道非所述预设位置处的微液滴进行温度循环以完成所述原菌液样本的PCR扩增；

所述光学成像与检测装置安装在所述微管道的预设位置处，用于对所述预设位置处的微液滴进行荧光信号采集并绘制相应散点图以计算得到所述原菌液样本的模板数量；

所述控制器用于控制所述微泵装置驱动流体运动的流动速度和流动方向、所述液滴温度循环装置的温度升降和所述光学成像与检测装置的工作状态。

可选的，所述液滴生成装置为微流控微液滴芯片或离心管模组；

所述离心管模组包括置于集液瓶的离心管、与所述微泵装置输出端相连并用于注射水性试剂的注射器、与所述注射器的注射头连通的导流管、所述导流管的末端伸入到所述离心管内，且所述导流管的末端与所述离心管的底端保持用于生成预设尺寸液滴的预设距离；

所述离心管预先设置容量不高于预设容量阈值的油性试剂，以形成由油性试剂所覆盖于液滴上表面的分层结构；所述水性试剂为所述原菌液样本和PCR试剂的混合试剂。