[发明专利]一种集成核酸分析芯片

说明书

本发明公开了一种集成核酸分析芯片。芯片设有透气孔、反应腔、废液腔等腔室，还设有存储管连接接口、滑轨接口、液体流动管道、排气管道等，以及设有多个管道口，腔室经各自的管道和一管道口连通；存储管通过接口安装在芯片上作为腔室；滑轨与芯片通过滑轨接口紧密固定，导通阀位于滑轨内滑动，用于腔室和活塞泵之间的选择性连通；活塞泵与导通阀通过导管密封相连。本发明能够在芯片中完成核酸提取、扩增及检测的完整步骤，能够有效避免可能产生的污染，能更好地将对后续扩增有抑制作用的试剂去除干净，从而避免其对扩增产生影响，提高了效率和准确性。

技术领域

本发明涉及核酸分析检测领域的一种用于核酸实验的芯片，其具体涉及一种集成核酸分析芯片。

背景技术

核酸是生物体遗传信息的载体。通过检测核酸，可以准确地对生物体进行鉴别。目前，核酸分析检测已广泛应用于食品安全检测、环境监测、医疗诊断等领域，并扮演着重要的角色。基于核酸扩增技术的核酸检测方法是最为常用的核酸分析检测方法，但是其检测过程往往包含复杂的核酸提取操作，需要反复进行移液，且在移取液体过程中容易引起交叉污染。一些研究人员为了简化核酸提取操作步骤，直接对未处理的样本进行核酸扩增或者采用简单的裂解方法(加热、碱液裂解)对样本处理后进行核酸扩增。尽管这样可以简化操作，但是获取的核酸样本中仍然存在许多杂质，会影响后续的核酸扩增反应效率以及检测灵敏度。此外，核酸提取过程中会用到一些对后续扩增有抑制作用的试剂，将这些试剂去除也需要较长的操作时间。

对于扩增产物的检测，主要还是依赖于精密的荧光读取装置来获得实时荧光曲线，对结果进行判定。对于一些利用基于反应液浊度、反应液颜色变化等的终点检测方法，虽然其操作较方便，但是存在缺乏特异性或者阳性与阴性结果区分度不够明显等问题。CRISPR(成簇的规律间隔的短回文重复序列)是存在于大部分细菌与古细菌中的一种免疫系统。该系统主要包含Cas蛋白和crRNA。一些Cas蛋白(如Cas12、Cas13和Cas14)在crRNA的引导下，在切割靶标核酸序列时，还能对非目标单链DNA进行切割(即旁路切割效应)。利用这一性质，一些研究人员将核酸扩增反应与CRISPR技术结合用于实现对目标核酸的检测。但是由于两个体系存在温度不兼容的问题，往往需要在核酸扩增反应结束后开盖再引入CRISPR试剂，容易产生气溶胶污染。

目前，一些一体化的核酸分析检测装置已经建立起来，如国外罗氏公司的CobasLiat、生物梅里埃公司的FilmArray、国内圣湘生物的iPonatic系统以及杭州优思达生物的核酸扩增检测分析仪等。但这些装置还是存在着一些诸如尺寸较大、价格昂贵、设计复杂等缺陷，无法完全满足基层需求。因此，研发一种低成本的、多功能性的、操作简单的、结果易判断的集成核酸分析装置具有重要意义，能够使核酸分析检测得到普及，尤其对于资源有限的地区。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种集成核酸分析芯片，能够在芯片中完成核酸提取、扩增及检测的完整步骤；并且能够防止被测核酸以及核酸扩增产物离开检测芯片进入周围环境，从而避免可能产生的污染。同时，所述芯片可将核酸提取过程中使用的一些对后续扩增有抑制作用的试剂去除干净，从而避免其对扩增产生影响。核酸扩增过程可以采用变温扩增或者等温扩增。扩增产物检测可以进行实时荧光检测或者终点检测。

本发明是这样实现的：

一、一种集成核酸分析芯片：

所述芯片上设有泵和滑轨式结构，通过滑轨式结构控制泵连通不同腔室，实现泵和芯片上不同腔室的选择性连通。

核酸扩增过程可以采用变温扩增或者等温扩增。扩增产物检测可以进行实时荧光检测或者终点检测。

本发明能够在芯片中完成核酸提取、扩增及检测的完整步骤；并且能够防止被测核酸以及核酸扩增产物离开检测芯片进入周围环境，从而避免可能的污染。