[发明专利]一种可燃环保的核酸检测微型集成装置

说明书

本发明公开了一种可燃环保的核酸检测微型集成装置，涉及核酸检测装置领域，所述装置由电池、导电胶带、加热片、纸基反应腔室和密封膜组成；其中，所述电池通过所述导电胶带连接所述加热片为其供电，所述加热片紧连所述纸基反应腔室为其加热，所述密封膜密封覆盖在所述纸基反应腔室上。本发明选用易燃环保纸基材料、并对加热模块进行改进，采用LAMP可视化核酸检测技术，在保证装置除去电池即可实现环保燃烧处理的同时，也能够进行高灵敏度、高特异性的核酸检测；且该装置具有高度集成化，体积小、轻便、可应对即时核酸检测需求。

技术领域

本发明涉及核酸检测装置领域，尤其涉及一种可燃环保的核酸检测微型集成装置。

背景技术

目前主流的核酸技术如聚合酶链式反应技术(PCR)、微流控芯片技术，尽管可以实现高灵敏度、高特异性的核酸检测，但所采用的材料大多采用不可生物降解的石化塑料、玻璃、硅制成，若是燃烧处理则会产生大量的二恶英等有毒物质，危害人体，若是采用高压杀菌后填埋处理，则需要几千年才能完全降解，对环境污染极大。同时，这些技术都需要较为严苛的实验环境、额外的加热设备和大型的实验器材，无法做到集成化。

目前中国获批的19个核酸检测试剂¹以及国外大多数新冠检测技术²，均采用PCR技术，以ORF1ab基因和N基因中的序列为靶位点设计特异性引物，以寡核苷酸作为荧光探针进行检测。但该检测技术受到传热速度及装置热容的限制，整个扩增过程耗时较长，且对设备及操作人员的要求较高。而部分新型的微流控芯片检测技术³，主要是由硅、玻璃、塑料等不可生物降解的石化塑料制成⁴，大量的医疗废物会对环境造成极大的负担且具有潜在的传染性，若处理不当，极容易发生二次污染。

目前对于纸基即时检测的研究并不常见，大多都是在已有的即时核酸检测技术如微流控技术或侧向流技术的基础上进行稍微的改动⁵，加入部分纸基材料的元素。比如有研究在NAT的所有三个步骤中都采用纸基材料，它将过滤纸或快速技术分析卡(FTA)用于提取核酸，通过塑料和胶带覆盖的玻璃纤维进行核酸扩增⁶，以及通过最常用的侧向流动分析(LFA)和纸基微流体装置进行核酸检测⁷。也有课题组是通过含链霉亲和素偶联磁珠的阳性DNA扩增液在Fusion 5试纸上扩散时会有特殊的显色反应，进行核酸的诊断⁸。关于设计和制造基于纸张的微流体的基底和方法，基于纸张诊断的工作原理和反应机制的介绍也有相关的研究⁹，但这一系列的研究都仍需要较为严格的实验环境和设备，并且未对加热装置进行性能改进，传统的加热模块主要采用电热管和帕尔贴半导体加热器¹⁰，具有体积大、价格昂贵的缺点，而且操作复杂，难以生成集成化、便携式的产品，因此有一定的局限性。在电加热领域，MWCNTs已经应用于智能加热纺织品¹¹和除冰领域¹²，但很少有报道将其与还原氧化石墨烯(rGO)杂化用作核酸诊断设备的加热元件。

目前，新冠疫情仍在全球爆发^[13-15]，对新冠病毒的灵敏、快速、准确的核酸检测有着迫切需求。而且为了避免二次污染，需要能够对检测装置等设备进行彻底的消毒处理。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种纸基核酸检测微型集成装置，在保证能够进行环保可燃处理、降低对环境负担的同时，还具有高特异性、高灵敏度的核酸检测应用效果。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何设计一种易于燃烧处理的纸基核酸检测装置，具有集成程度高、体积小、便捷等特点的同时，能够保证实现特异性、高灵敏度的可视化核酸检测。

为实现上述目的，本发明提供了一种可燃环保的核酸检测微型集成装置所述装置由电池、导电胶带、加热片、纸基反应腔室和密封膜组成；其中，所述电池通过所述导电胶带连接所述加热片为其供电，所述加热片紧连所述纸基反应腔室为其加热，所述密封膜密封覆盖在所述纸基反应腔室上。