[发明专利]核酸提取芯片、细菌微流控集成检测平台及检测方法

说明书

本发明提供了一种核酸提取芯片、细菌微流控集成检测平台及检测方法。核酸提取芯片包括依次紧密贴合的分流层、过滤层和聚流层；分流层的进样口通过多个第一微通道分别连通多个分流口；过滤层包括用于富集核酸滤纸；聚流层的出样口通过多个第二微通道分别连通多个聚流口，聚流口的设置数量、分布位置均与分流口相对应；滤纸设置在聚流口和分流口之间。检测平台包括细菌裂解单元和核酸扩增反应单元；细菌裂解单元包括核酸提取芯片和第一温控模块。本发明的核酸提取芯片、检测平台对样品和试剂的需求量更少、耗时更短、降低了检测人员感染风险，提高了提取效率。采用等温扩增方法，灵敏度高，将试剂预先冻干包埋在检测孔中，简化了操作流程。

技术领域

本发明涉及核酸检测技术领域，尤其涉及一种核酸提取芯片、细菌微流控集成检测平台及检测方法。

背景技术

细菌性疾病仍然是一类严重威胁人类健康的疾病。传统的细菌鉴定需要增菌、选择性培养和生化鉴定等3个步骤，是检测细菌的“金标准”，但其缺点是耗时长(3～5天)，且检测灵敏度低，无法对疫病的爆发做出快速准确的响应，不能满足现场即时检测的要求。随着分子生物学技术的不断发展，在分子水平上研究生物大分子，特别是核酸，并以此建立的众多检测技术，已成为备受瞩目的革命新产物，并逐步应用于细菌的快速鉴定过程中。

核酸提取是进行生物反应的基础，关系到下游扩增的准确性和时效性。目前常采用的过柱式方法，虽然能够获得一定纯度的DNA，但需要多次离心，对样品需求量大，不利于自动化操作，且对操作人员的健康具有潜在的危害。微流控芯片具有尺寸小、试剂用量少、高通量、耗时短等优点，在核酸检测领域具有一定的潜力。此外，在核酸扩增方面，重组酶聚合酶恒温扩增(Recombinase polymerase amplification，简称RPA)是一种等温扩增技术，可在37～42℃室温条件下进行反应，反应时间只需10-20min，适用于现场检测，具有取代PCR的趋势。

综上所述，需要设计一种核酸提取芯片以及集成核酸提取和检测于一体的微流控平台，解决当前细菌检测技术中存在的过程繁琐、时间和人力成本高等问题。

发明内容

针对上述现有技术中细菌检测过程繁琐、时间和人力成本高的不足，本发明的目的在于提供一种核酸提取芯片，对样品和试剂的需求量更少、耗时更短、降低了检测人员感染风险，提高了提取效率。

本发明提供的核酸提取芯片，包括从上至下依次紧密贴合的分流层、过滤层和聚流层；所述分流层具有进样口，所述进样口通过多个第一微通道分别连通多个分流口；所述过滤层包括滤纸，所述滤纸用于富集核酸；所述聚流层具有出样口，所述出样口通过多个第二微通道分别连通多个聚流口，所述聚流口的设置数量、分布位置均与所述分流口相对应；所述进样口、所述第一微通道、所述分流口、所述聚流口、所述第二微通道以及所述出样口依次连通，所述滤纸设置在所述聚流口和所述分流口之间。

通过将核酸提取芯片设计为上下多层的结构，充分利用纵向空间，有利于芯片微型化，并从进样口进入的待检测样品分流扩散到多个分流口，有效扩大了样品加热裂解、纯化、洗脱的处理空间和面积，从而有效提高的核酸提取效率。相较于传统的细菌核酸提取方法，本发明提供的核酸提取芯片微流控集成平台对样品和试剂的需求量更少、耗时更短、降低了检测人员感染风险，提高了提取效率。

优选地，所述过滤层还包括两个支撑层，所述支撑层上设置有多个支撑单元，所述支撑单元的设置数量、分布位置均与所述分流口以及所述聚流口相对应；每个支撑单元内间隔设置有多个支撑柱以及通孔，所述通孔用于连通聚流口或分流口，两个支撑层上的支撑单元相对设置并夹持所述滤纸。

优选地，所述滤纸为玻璃纤维滤纸或Whatman No.1滤纸，纸的孔径为0.5～1.0μm，该孔径范围内的滤纸，可在确保提取效果的同时，可兼顾提取速率。