[发明专利]PCR离心微流控装置及其方法

说明书

本发明涉及一种PCR离心微流控装置，包括：芯片，设置有用于盛装试剂的反应区；恒温组件，包括间隔设置且温度各不相同的至少两个恒温块，及所述恒温块与所述芯片之间能产生相对运动，使得所述反应区在不同所述恒温块之间做周期性切换，在同一时刻，仅一个恒温块对反应区进行加热。这种以空间上的温度循环来代替传统时间上的温度循环的方式，使得试剂的PCR反应时间不再依赖于反应区升温和降温的快慢，从而能够提高反应效率。同时，也将传统反应的变温控制模式替换为恒温控制模式，这一方面大幅降低了温度升降控制的技术难度，另一方面恒温块能更好地保证温度分布的均匀一致性，提高了试剂在不同反应阶段所需温度的精确性。

技术领域

本发明涉及聚合酶链式反应技术领域，特别是涉及一种PCR离心微流控装置及其方法。

背景技术

聚合酶链式反应简称PCR(Polymerase Chain Reaction)，PCR是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，该方式涉及到微流控装置的运用，即微流控装置使反应液试剂在不同阶段通过不同温度加热等步骤进行周期性循环处理，继而使目的DNA得以迅速扩增。PCR具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点；它不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究，还可用于疾病的诊断。

一般地，传统的微流控装置通过空气对芯片进行加热以实现PCR反应，一方面，由于空气加热不均匀，不同区域温度不能很快达到一致，导致温度控制难以保证。另一方面，较大的加热空间无法实现温度的快速升降，使得PCR反应时间较长。

发明内容

本发明解决的一个技术问题是如何在确保温度控制精度的基础上提高PCR反应效率。

一种PCR离心微流控装置，包括：

芯片，设置有用于盛装试剂的反应区；

恒温组件，包括间隔设置且温度各不相同的至少两个恒温块，及

所述恒温块与所述芯片之间能产生相对运动，使得所述反应区在不同所述恒温块之间做周期性切换，在同一时刻，仅一个恒温块对反应区进行加热。

在其中一个实施例中，所述恒温块固定设置，所述反应区跟随所述芯片相对所述恒温块转动。

在其中一个实施例中，所述恒温组件还包括安装圆筒，所述恒温块沿周向间隔排列在所述安装圆筒的内壁面上，所述芯片位于所述安装圆筒内、并能够绕所述安装圆筒的中心轴线转动。

在其中一个实施例中，所述恒温块包括间隔设置的两个恒温单元，两个所述恒温单元之间的间隙形成所述反应区的运行通道。

在其中一个实施例中，所述恒温组件包括第一恒温块、第二恒温块和第三恒温块，所述第一恒温块的温度最高，所述第二恒温块的温度最低；在一个周期内，所述反应区依次通过第一恒温块、第二恒温块和第三恒温块。

在其中一个实施例中，所述反应区包括至少一个反应腔，所述芯片上还设置有注液腔、流通腔和控制腔，所述流通腔连通所述注液腔和控制腔，所述控制腔与所述反应腔连通；其中，试剂在离心力作用下依次经所述注液腔、流通腔、控制腔进入所述反应腔，所述控制腔用于允许试剂单向流动。

在其中一个实施例中，所述控制腔包括毛细管腔。

在其中一个实施例中，所述芯片上还设置有废液腔和过渡腔，所述废液腔和过渡腔均与所述流通腔连通，所述过渡腔用于盛装输入至反应腔的设定剂量的试剂，所述废液腔用于收集多余的试剂。

一种PCR离心微流控方法，用于试剂的PCR反应，包括如下步骤：

转动芯片，在离心力的作用下使试剂进入芯片的反应区中；

将恒温块和芯片产生相对运动；

将反应区在不同恒温块之间按设定规律循环往复切换；