[发明专利]PCR-CE联用微流控芯片激光诱导荧光分析仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物医学检测分析仪，尤其涉及一种PCR-CE(聚合酶链式反应-毛细管电泳)联用微流控芯片激光诱导荧光分析仪。

背景技术

微全分析单元是上世纪90年代初开始兴起的一个全新的领域。微全分析单元涉及到很多学科领域，如分析化学、物理学、生物学、医学、药学、微加工技术、电子学、计算机等，通过对样品处理、分离及检测的集成化、微型化来实现常规实验室的基本功能，从而实现低成本、高通量、智能化、便携式的目标。

芯片实验室技术是将整个实验室的功能，从加样、反应、分离、检测等过程集成在只有几平方厘米的微型芯片上，目前已经在化学合成，细胞培养，药物高通量筛选，疾病诊断，食品安全，血液分析和环境检测等方面取得重要进展。微流控芯片技术的发展，使得芯片上PCR技术得以实现。随着微加工技术的发展，微流体所经过的沟道尺寸从微米级已经进入到纳米级，使得微流控技术的研究对象从细胞级进入到了分子级。微流控技术已经成为当今的研究前沿和热点。

微流控芯片的检测方法主要有：激光诱导荧光法、电化学法、化学发光法、质谱法等。其中，激光诱导荧光法具有灵敏度高，原理简单，容易集成在微流控芯片上，成为目前主要采用的检测方法。激光诱导荧光检测的光学单元主要有两种：一种是激发光光路与荧光光路相互垂直；另一种是共聚焦式，它是用显微物镜把入射光光束聚焦在微流控芯片沟道上，激发荧光通过同一物镜入射到光电倍增管上进行检测。目前市场上出现的激光诱导荧光检测技术的主要问题是检测器的体积比较大，价格昂贵，结构复杂，难以实现分析单元的微型化。

毛细管电泳技术自从问世以来，已经成为分析领域中必不可少的手段。毛细管电泳中常用到的是凝胶电泳，样品用量比较大，操作费时，灌注凝胶比较难，分析时间长，所用电压高。微流控芯片毛细管电泳，采用粘度低的聚合物筛分介质充当电泳介质，操作更容易。微流控毛细管电泳，由于分离沟道只有几个厘米长，分离时间大大缩小，仅仅需要几分钟，甚至几十秒。微流控毛细管电泳，所用试剂用量少，分离电压低，灵敏度更高。

目前，进行疾病基因诊断时，都是将样品提取出来，在PCR扩增仪上进行扩增，然后进行电泳检测。检测方法有：常规的毛细管凝胶电泳和微流控毛细管凝胶电泳。常规的PCR扩增仪由于体积大，升温与降温速度慢，使得扩增过程耗费时间长。而微流控芯片技术使得在微流控芯片上进行PCR扩增，扩增时间短，升温与降温速度快，大大缩短了扩增所需时间。而扩增出来的样品在进行电泳检测前还要花费一定的样品处理时间，使得整个疾病诊断周期较长。

发明内容

本发明的目的就是克服现有的疾病基因诊断样品提取、PCR样品扩增、电泳分离、激光诱导荧光检测整个过程中存在的处理样品时间长、样品用量大、人工工作量大、成本高和周期长等问题，提供一种PCR-CE联用微流控芯片激光诱导荧光分析仪。

本发明的目的是这样实现的：

在机壳内设置有PCR单元、CE单元、激光诱导荧光检测单元和信号采集与处理单元；

PCR单元和CE单元相互连接后再与激光诱导荧光检测单元连接，激光诱导荧光检测单元和信号采集与处理单元连接。

本发明的工作原理是：

通过微流控芯片技术，疾病DNA样品的PCR过程和毛细管电泳分离过程集成在一起，分析结果通过激光诱导荧光检测单元进行荧光信号检测，在计算机上进行分析结果的显示。疾病DNA样品的浓度很低，PCR过程是通过加热器实现3个不同的温区对疾病DNA进行扩增过程，以达到可以检测的水平。DNA扩增完后经过毛细管电泳实现疾病DNA样品中各组分的分离，通过对分离的结果进行分析，从而对疾病进行诊断。

本发明具有以下优点和积极效果：

1、集成PCR、电泳分离、激光诱导荧光检测于一体，体积小、结构简单、易于操作、成本低；

2、性能稳定，分析检测灵敏度高，疾病诊断周期短。

3、适用于有关疾病的基因临床诊断。

附图说明

图1是本发明的结构框图；

图2是本发明的结构示意图(主视剖面图)；

图3是本发明的光路原理图。

图中：

00-机壳，

01-支架；

10-PCR单元，

11-PCR加热器，12-芯片支架，13-XYZ三维移动平台，

14-集成PCR-CE芯片；

20-CE单元，

21-电极夹具，           22-可控高压输出电源，

23-螺旋平移器；