[发明专利]毛细微流控qPCR核酸检测装置

说明书

本发明公开了一种毛细微流控qPCR核酸检测装置，其包括微流控芯片主体以及设置于所述微流控芯片主体上的进样机构、加热机构、扩增机构以及检测机构，进样机构具有进样流道以及定量进样阀，进样流道上设置有定量进样阀；加热机构包括高温恒温器以及低温恒温器；扩增机构包括扩增反应流道以及驱动组件，扩增反应通道包括位于高温恒温器内的高温反应区、位于低温恒温器内的低温反应区以及用于检测的透光检测区，扩增反应通道与进样流道相通，驱动组件用于驱动扩增反应流道内的扩增反应微液滴在高温反应区与低温反应区往复流动；检测机构用于检测透光检测区内的扩增产物的荧光强度。该毛细微流控qPCR核酸检测装置检测速度快。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别是涉及一种毛细微流控qPCR核酸检测装置。

背景技术

qPCR技术(Quantitative Real-time PCR，实时荧光定量PCR)是在常规PCR基础上加入荧光标记探针或相应的荧光染料来实现其定量功能的。目前qPCR技术已应用于核酸检测。qPCR仪的主要功能有两个：一是提供高精度的高、低温循环环境，二是实现荧光检测。其中，能够提供快速、精准的高低温环境，是对qPCR仪性能影响最大的核心功能；温度的波动对酶的活性影响很大，因此高温和低温的温度要精准，为了保证循环扩增过程的稳定与结果可重现，主流商品化qPCR仪的温度控制精度都在±0.1℃以下；其次，高温和低温的切换速度要尽可能够快，循环扩增的反应时间以秒计，完成一次升温、降温循环一般在1～2min。随着人们对PCR检测速度的要求越来越高，qPCR仪对升、降温的速度要求也越来越高。

为了提高升、降温的速度，传统的qPCR仪主要从如下三个方案入手。方案一，通过对金属热循环模块的快速升降温实现，此类商品化仪器多采用将装有待测样品的扩增管放在金属热循环模块中的方式来实现温度控制，这种金属热循环模块的方式热均一性好，扩增管在扩增循环中无需移动，结果稳定可靠，非常适合多样品同时检测的需求；但热循环模块结构复杂，对控温精度的高要求导致设备成本高，更重要的是，受高分子材质的扩增管传热效率较低的影响，此法升降温的速率比较低，不利于进一步提高检测速度。方案二：通过微流控芯片(Microfluidic Chip)实现高低温区域的循环切换，通过在微流控芯片上设计特殊的微孔道流路(如蛇形管路)，在外界驱动电机的作用下，使待扩增的反应液在高、低温两个独立恒温区域之间有规律地流动，从而实现边流动边扩增的热循环。这种方法没有扩增管的阻隔，升、降温速率得到了大幅度提升，用反应液在高、低温两个恒温区域之间的流动，替代了热循环模块频繁升降温的加热方式，使温度控制变得更简便。但为了实现反应液在高低温区域之间有规律地流动，需要设计复杂的微孔道流路，并使用昂贵的高精度的驱动电机，整体成本依然很高，目前还无法大规模使用。方案三：通过移动扩增管实现高低温区域的循环切换，在仪器中放置了高、低温两个独立的恒温块，然后通过机械臂等方式将扩增管在两个恒温块之间来回移动放置，从而实现变温循环扩增。相比于方案一，由于采用高低温两个独立恒温区的方式，降低了温控模块的成本，也保证了温控精度；相比于方案二，用成本更低的机械臂替代微流控芯片和驱动电机，使得低成本检测成为可能。但此方案依然采用传统的扩增管作为反应容器，升降温的速率较低，检测速度难以提高，此外，机械臂的加入使得仪器结构变得复杂，可靠性降低。

发明内容

基于此，有必要针对传统的qPCR仪检测速度慢、结构复杂、成本高的问题，提供一种毛细微流控qPCR核酸检测装置。

一种毛细微流控qPCR核酸检测装置，包括微流控芯片主体以及设置于所述微流控芯片主体上的：

进样机构，所述进样机构具有进样流道以及定量进样阀，所述进样流道上设置有所述定量进样阀；

加热机构，所述加热机构包括高温恒温器以及低温恒温器；