[发明专利]一种芯片式核酸扩增装置

说明书

本发明公开了一种芯片式核酸扩增装置，包括：机箱；样品台，设置在机箱顶部；加热单元，包括至少三个恒温加热块和至少三个温控器，每个恒温加热块由独立的温控器控制；机械控制单元，包括水平导杆、垂直导轨和驱动电机，每个恒温加热块可在驱动电机的驱动下沿水平导杆进行水平运动，水平导杆可在驱动电机的驱动下沿垂直导轨进行垂直运动，使得每个恒温加热块均能在驱动电机的驱动下移动到样品台下方对样品台加热；控制单元，与温控器和驱动电机电连接，根据控制程序控制每个恒温加热块的加热温度、位置移动以及每个恒温加热块对样品台的加热时间。本发明的装置结构简单，不需要升降温程序，减少核酸扩增的反应时间和样品的消耗量。

技术领域

本发明涉及核酸扩增技术领域，尤其涉及一种芯片式核酸扩增装置。

背景技术

核酸是所有形式的生命体存在的基础，包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。目前，核酸体外扩增及检测技术是基因克隆、基因分型、基因诊断和核酸测序等生物及医学领域的基础，发挥着相当重要的作用。核酸扩增技术可以大致分为变温扩增技术(常见的为PCR技术)和等温扩增技术(常见的为滚环扩增技术)。

核酸扩增仪(PCR仪)是一种温度控制仪，其中变温扩增技术所使用的温度控制仪还需满足热循环的要求，一般PCR仪根据PCR技术的原理，将温度设定为三个区间，分别是双链DNA变性即双链解链(90℃-96℃)、引物与模板DNA复性即退火(25℃-65℃)和引物延伸(70℃-75℃)，进行循环多次的升降温，但由于温差大会造成能源浪费，同时升降温时间过长会造成总体反应时间增加。

等温扩增技术是在恒定温度下操作的一种核酸扩增技术，有很高的灵敏度和特异性，与PCR技术相比，等温扩增技术在仪器上具有极大的优势，不需要使用复杂、昂贵的仪器，反应时间也明显缩短。核酸等温扩增技术由于可以满足快速、准确、低成本、操作简单等要求而有着广阔的应用前景，一般PCR仪都可进行等温扩增。

公开号为CN2464731Y的中国专利文献公开了一种圆柱型PCR扩增装置，由缠绕于圆截面柱心上的n匝毛细管、加热单元、流速控制单元和与加热单元相连的温度控制单元构成，加热单元由m块或m对相互独立的弧形恒温块组成闭合圆。但是该实用新型的圆柱型设计所需的毛细管的长度较长，样品的消耗量较大，而且该系统只能够作为毛细管PCR反应器，对于平板微流控芯片系统并不适用。

公开号为CN106434280A的中国专利文献也公开了一种圆柱型PCR扩增装置，以水为传热液体，通过加热水来控制不同温区的温度，采用步进电机控制圆盘控温模块旋转来实现对微流控芯片的加热，以及在不同温度之间进行切换。该装置系统由步进电机加上液体传热等，结构比较复杂。其实液滴体积小，金属加热块足够满足其热量需求，而且其技术细节描述不够详细准确，也缺少实际应用的数据，因此很难判断其实用性。

发明内容

本发明提供一种芯片式核酸扩增装置，该装置结构简单，不需要升降温程序，减少核酸扩增的反应时间和样品的消耗量，同时可以应用于传统PCR和等温扩增等核酸扩增反应。

本发明的技术方案如下：

一种芯片式核酸扩增装置，包括：

机箱；

样品台，设置在机箱顶部，用于承载芯片液滴反应器；

加热单元，包括至少三个恒温加热块和至少三个温控器，每个恒温加热块由独立的温控器控制；

机械控制单元，包括水平导杆、垂直导轨和驱动电机，每个恒温加热块可在驱动电机的驱动下沿水平导杆进行水平运动，水平导杆可在驱动电机的驱动下沿垂直导轨进行垂直运动，使得每个恒温加热块均能在驱动电机的驱动下移动到样品台下方对样品台加热；

控制单元，与温控器和驱动电机电连接，根据控制程序控制每个恒温加热块的加热温度、位置移动以及每个恒温加热块对样品台的加热时间。