[发明专利]一种用于立体式数字液滴快速核酸扩增及检测的装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于立体式数字液滴快速核酸扩增及检测的装置及方法，其中，涉及一种液滴分散存储装置，包括：一端开口的外管和套设在外管之中的内管，所述外管与内管之间形成用于分散液滴的狭缝，所述狭缝的宽度与液滴的直径相匹配，所述外管的外侧套接有加热筒。本发明的液滴分散存储装置可以使液滴受热均匀，缩短加热模块与液滴内样品温度的平衡时间，减少核酸扩增的用时，达到快速核酸扩增的目的。同时耦合内窥探头式液滴荧光检测模块，实现高通量快速液滴成像。

技术领域

本发明涉及生物技术辅助设备领域，具体的说，涉及一种用于立体式数字液滴快速受热均匀及检测的方法及装置。

背景技术

目前，已经开发了许多方法尽可能精确地量化核酸的量，基于PCR的核酸定量技术一直备受青睐。实时定量PCR(qPCR)长期以来一直是量化核酸的量的首选方法，也被认为是生物医学实验室的常规实验。随着下一代测序技术和单细胞分析技术蓬勃发展，人们对核酸定量的兴趣已达到前所未有的单分子水平。这促成了数字液滴扩增技术的繁荣。数字液滴扩增技术是将样品分配于许多反应腔室或液滴中，使样本分别在独立但相同的体系中扩增，并且每个反应的全有或全无检测结果遵循泊松分布。在计算正反应的总和之后，通过泊松校正，不仅可以获得样本核酸浓度，而且可以获得目标分子的绝对数量。

一般来说，传统的液滴核酸扩增过程包括三个主要步骤：分配，扩增和计数。分配过程可以通过液滴或芯片微腔室实现。芯片微腔室法由于难以耦合变温模块、样品易蒸发等问题，多用于恒温核酸快速扩增。而液滴PCR大多在PCR仪中进行。然而， PCR的实际耗时远超于反应本身所需时间。因此，利用其他更有效的方式缩短PCR时间，提高数字液滴PCR的效率，一直是人们追寻的目标。

在液滴荧光检测中，液滴平面成像设备简单、通量高、速度快，不仅适用于可流动液滴，其与基于芯片微腔室的核酸扩增也十分兼容。而目前该方法存在液滴损耗、污染等一系列问题。因此如何优化液滴平面成像方式，实现更高通量的成像方法，且避免液滴损耗及污染，降低实验成本，目前是研究的重中之重。

发明内容

为了解决现有技术中PCR管内液滴受热不均的问题，以及液滴平铺成像成本高且对图像处理要求复杂的问题。

本发明提供了一种用于液滴分散存储装置，包括：一端开口的外管和套设在外管之中的内管，所述外管与内管之间形成用于分散液滴的狭缝，所述狭缝的宽度与液滴的直径相匹配，所述外管的外侧套接有加热筒。所述狭缝的宽度与液滴的直径相匹配是指狭缝的宽度应该小于两倍的液滴的直径。

进一步，所述外管和内管形状相同尺寸不同，所述外管和内管同心设置。

进一步，所述外管和内管均为圆管，所述外管的内径与内管的外径的差值小于液滴直径的4倍。

进一步，所述外管和内管均为方管，所述外管的内径边长与内管的外径边长的差值小于液滴直径的4倍。

进一步，所述外管和内管均为不定型管，所述内管的外壁与外管的内壁之间的距离小于液滴直径的2倍。

进一步，所述狭缝顶部与外部大气连通。

进一步，所述外管的内表面和所述内管的外表面为疏水亲油表面。

所述疏水亲油表面通过对外管的内表面和所述内管的外表面进行疏水处理得到，所述疏水处理方法为材料自身疏水、特氟龙溶液处理、硅烷化试剂处理或者氟硅烷试剂处理中的一种。

所述外管和内管的制备材质为PDMS(聚二甲基硅氧烷)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、石英、硼硅玻璃、单晶硅、氟化钙或者高分子聚合物中的一种。

使用时，所述狭缝与水平面垂直或者成一定角度，即所述狭缝不能与水平面平行。

进一步，所述内管的内部可拆卸的连接有加热棒。

进一步，所述内管的内部可拆卸的连接有内窥探头式液滴成像装置。