1.一種基于微流控芯片的高通量核酸分析裝置,其特征在于:該裝置集基于AOM膜的核酸快速提取及對流CPCR擴增檢測一體的高通量核酸分析裝置,該裝置包括微流控芯片、加熱單元、提取單元、檢測單元;
微流控芯片包括反應腔(2)、AOM膜(3)、膜固定件(4);AOM膜(3)固定在膜固定件(4)中,膜固定件(4)實現(xiàn)對AOM膜(3)的支撐和固定,膜固定件(4)緊密配合在反應腔(2)底部;反應腔(2)是核酸提取的通道和核酸擴增的場所;
加熱單元包括:上加熱套環(huán)(5)、上外加熱器(6)、上中心加熱器(7)、測溫元件(8)、下加熱套環(huán)(9)、下外加熱器(10)、下中心加熱器(11);反應腔(2)固定在上加熱套環(huán)(5)和下加熱套環(huán)(9)中間,上外加熱器(6)緊貼在上加熱套環(huán)(5)的四周,上中心加熱器(7)固定在上加熱套環(huán)(5)的中間,下外加熱器(10)緊貼在下加熱套環(huán)(9)的四周,下中心加熱器(11)固定在下加熱套環(huán)(9)的中間;上外加熱器(6)、上中心加熱器(7)、下外加熱器(10)、下中心加熱器(11)用于加熱,測溫元件(8)分別埋入上加熱套環(huán)(5)和下加熱套環(huán)(9)中,實現(xiàn)上下兩層溫度的檢測;
提取單元包括:光耦開關(12)、開關固定件(13)、旋轉電機(14)、電機固定件(15)、旋轉盤(16)、抽吸轉接件(17)、廢液腔(18)、吸水紙(19)、抽吸器(20)、抽吸器固定件(21);旋轉電機(14)通過電機固定件(15)安裝在底板(1)上,光耦開關(12)通過開關固定件(13)固定在電機固定件(15)上,實現(xiàn)對旋轉盤(16)的準確定位,抽吸轉接件(17)固定在旋轉盤(16)上,通過旋轉盤(16)的轉動,分別實現(xiàn)多個反應腔(2)中廢液的吸收;旋轉盤(16)固定在旋轉電機(14)的旋轉軸上;抽吸器(20)通過抽吸器固定件(21)固定在底板(1)上,在廢液腔(18)中固定吸水紙(19),通過抽吸器(20),利用抽吸轉接件(17)將反應腔(2)核酸提取過程中產生的廢液轉移到廢液腔(18)中;
檢測單元包括:CCD照相機(22)、攝像頭(23)、接收濾光片(24)、LED燈(25)、LED固定件(26)、激發(fā)濾光片(27)、LED環(huán)(28);接收濾光片(24)位于CCD照相機(22)和攝像頭(23)之間,接收濾光片(24)實現(xiàn)對檢測熒光的過濾,LED燈(25)通過LED固定件(26)固定在LED環(huán)(28)上,激發(fā)濾光片(27)位于LED燈(25)前部,實現(xiàn)LED燈激發(fā)光的過濾,LED環(huán)(28)與下加熱套環(huán)(9)同軸心,每個LED燈(25)與反應腔(2)垂直,從而為CPCR擴增過程提供激發(fā)光。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于微流控芯片的高通量核酸分析裝置,其特征在于:AOM膜(3)位于微流控芯片反應腔(2)底部,AOM膜(3)作為一種固相核酸捕獲載體,既能夠捕獲、純化核酸,又能夠直接參與CPCR反應,提供CPCR擴增模板,實現(xiàn)核酸提取與CPCR擴增的一體化。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于微流控芯片的高通量核酸分析裝置,其特征在于:在AOM膜(3)緊密固定在膜固定件(4)中,膜固定件(4)緊密裝入反應腔(2)底部,使得AOM膜(3)被固定在反應腔(2)底部,并充分接觸。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于微流控芯片的高通量核酸分析裝置,其特征在于:裂解后的檢測樣品或者核酸純化試劑在負壓作用下,依次通過反應腔(2)的毛細管微通道及AOM膜(3),其中,裂解樣品中的核酸模板被AOM膜(3)表面捕獲,而核酸純化試劑則通過AOM膜(3)。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于微流控芯片的高通量核酸分析裝置,其特征在于:通過抽吸器(20)帶動抽吸轉接件(17),使得反應腔(2)內氣壓小于大氣壓,反應腔(2)中的廢液在負壓的作用下,被廢液腔(18)中的吸水紙(19)吸收,實現(xiàn)廢液從反應腔(2)到廢液腔(18)的轉移,控制旋轉電機(14),依次完成多個反應腔(2)中廢液的轉移,實現(xiàn)核酸的高通量提取。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于微流控芯片的高通量核酸分析裝置,其特征在于:CPCR擴增試劑在負壓作用下,逐漸進入并充滿反應腔(2)的毛細管微通道,且CPCR反應試劑與AOM膜(3)相互接觸,在反應腔(2)毛細管微通道中完成CPCR擴增反應。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于微流控芯片的高通量核酸分析裝置,其特征在于:裂解后的檢測樣品或純化試劑進樣,均通過抽吸器(20)的持續(xù)性抽吸,通過抽吸轉接件(17),獲取負壓來實現(xiàn)的;
核酸提取結束后,停止抽吸器(20),利用膠帶封住反應腔(2)底部的小孔,實現(xiàn)對反應腔(2)的封閉,擴增試劑停留在反應腔(2)。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種基于微流控芯片的高通量核酸分析裝置,其特征在于:由多個LED燈(25)分別激發(fā)多個反應孔位中試劑的熒光染料,再通過CCD照相機(22)經由接收濾光片(24)對多個反應孔位的熒光信號進行同時檢測,由此實現(xiàn)了高通量核酸檢測。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種基于微流控芯片的高通量核酸分析裝置,其特征在于:在微流控芯片反應腔(2)的上下端分別設置上加熱套環(huán)(5)和下加熱套環(huán)(9),通過上下兩端加熱實現(xiàn)CPCR擴增,也可以僅設置下加熱套環(huán)(9),采用單加熱源加熱來實現(xiàn)CPCR擴增;
測溫元件(8)是熱電阻或熱電偶;上外加熱器(6)、上中心加熱器(7)、下外加熱器(10)和下中心加熱器(11)采用加熱電阻膜。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種基于微流控芯片的高通量核酸分析裝置,其特征在于:控制旋轉電機(14)在光耦開關(12)下初始化,每次旋轉電機(14)順時針轉動某個設定角度,帶動抽吸轉接件(17)依次配對每個反應腔(2),利用抽吸器(20),切換負壓系統(tǒng),對各個反應孔位實施逐個核酸提取操作,由此實現(xiàn)高通量核酸提取的;
抽吸器(20)是注射器或是真空泵。