[发明专利]一种基于特高频声流体核酸光电检测设备

说明书

本发明提出了一种基于特高频声流体核酸光电检测设备，包括核酸提取装置与核酸扩增及检测装置，核酸提取装置和核酸扩增及检测装置通过连接管相连接，核酸提取装置包括依次设置的过滤芯片、声流体芯片和芯片基板，过滤芯片和声流体芯片均与芯片基板固定连接，过滤芯片与连接管相连接，核酸扩增及检测装置包括多功能芯片、样本承载芯片、上位机、LED光源和温控装置，样本承载芯片与连接管相连接，样本承载芯片与多功能芯片从上到下依次设置在固定架上，LED光源设置在在样本承载芯片顶部，温控装置设置在多功能芯片底部，LED光源和温控装置均与上位机相连接。本发明采用高度集成化的设备实现了各类扩增，提高温度变化速率，实现快速、高效的扩增。

技术领域

本发明涉及核酸检测的技术领域，尤其涉及一种基于特高频声流体核酸光电检测设备。

背景技术

聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）检测被认为是核酸检测的金标准和最灵敏的方法；然而，迄今为止，它们需要受训人员进行现场采样并且转运至实验室，由技术人员在无菌环境下完成操作，设备笨重且相对较慢（4-6小时），无法完成样本到结果一体化快速检测。另外无论是人员集中的集体采集还是区域管理的单独采集都无法避免采集过程中的交叉污染，增大了检测风险，同时也限制了使用场景。高度敏感和选择性的逆转录PCR(RT-PCR)技术需要昂贵的实验室设备和技术经验。另外值得注意的是，PCR扩增前采用了繁琐的核酸提取步骤，同样限制了其在该领域的应用。

在没有集中实验室设施的情况下称为即时检测（Point of Care Testing,POCT）。POCT的集成化成为了当下核酸检测领域的研究热点，也随之产生了几种主流方案。第一种是直扩法，其间使用到了特定的裂解试剂，裂解后不进行提取、纯化，直接进行扩增。这种方法无疑简化了操作，加快了检测，但特定的裂解试剂提高了检测成本，并限制了检测的范围，该类设备只能检测特定一种或少数几种核酸样本。第二种是片上磁珠法，将磁珠法提取核酸集成到微流控芯片上，针对POCT检测进行适配，这种适配保留了磁珠法提取核酸的普适性，提取之后可以自由的与后续变温、等温等各类检测方法进行结合，有着广大的应用范围。但磁珠法本身操作复杂、耗时的问题仍然存在，不论是手动、气动、电动的驱动都会带来制造成本提高抑或是使用门槛提高。并且上述两种方法主要针对提取的难点，而到目前为止，尚没有人交出一个集成化，一体化的检测方案。

检测方案主要分为：光学检测、电学检测两种，其中光学检测又分为裸眼观察和通过光学仪器观察两种。裸眼观察是最便捷的检测方法，但裸眼观察实现必然要引入某种显色试剂，一方面提高了检测成本，另一方面个人的主观观察也会降低准确性、灵敏性。而电学观察则需要引入将核酸扩增信号耦合到传感器上电子变化的试剂，有着比较高的研究门槛随之带来的较窄的应用范围。时下最主流的光学仪器方法仍停留于大型显微设备抑或是商用CCD或CMOS相机，目前为止并没有人交出集成化的光学检测方案。

发明内容

针对现有检测装置结构笨重且检测准确度低的技术问题，本发明提出一种基于特高频声流体核酸光电检测设备，实现快速、便捷、高效的核酸提取与增扩，并有效提升了检测的准确程度。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种基于特高频声流体核酸光电检测设备，包括核酸提取装置与核酸扩增及检测装置，核酸提取装置和核酸扩增及检测装置通过连接管相连接，核酸提取装置包括依次设置的过滤芯片、声流体芯片和芯片基板，过滤芯片和声流体芯片均与芯片基板固定连接，过滤芯片与连接管相连接，核酸扩增及检测装置包括多功能芯片、样本承载芯片、上位机、LED光源和温控装置，样本承载芯片与连接管相连接，样本承载芯片与多功能芯片从上到下依次设置在固定架上，LED光源设置在在样本承载芯片顶部，温控装置设置在多功能芯片底部，LED光源和温控装置均与上位机相连接。

所述过滤芯片包括入口、过滤微柱阵列、流道和出口，入口与过滤微柱阵列相连接，出口通过流道与过滤微柱阵列相连接，出口通过连接管与样本承载芯片相连接，过滤芯片下侧底面与芯片基板固定连接。