平板等温核酸扩增芯片制造技术

本发明专利技术属于生物技术领域，具体涉及一种平板原位核酸扩增芯片，该芯片由相互贴合、可滑动的上、下层载体构成，上、下层载体为同等大小的长方形，当下层固定时，上层载体可相对摩擦滑动。在下层载体的上贴合面上开设各种开口向下的凹槽流道、微腔，在上层载体的下贴合面上开设各种开口向上的凹槽流孔、微腔，以及一些进、出口通孔，通过定量加样及不同模式的检测，可同时对不同样品进行有效操作，并且降低了实验成本。所述芯片可应用于法医学检测、环境检测、食品检测等。

【技术实现步骤摘要】
平板等温核酸扩增芯片
本专利技术属于生物
，具体涉及一种平板原位等温核酸扩增实验装置和实验方法。
技术介绍
微流控技术是现今国际高新科技前沿领域之一，在核酸提取、扩增、检测研究中的应用取得了快速发展，已逐渐成为核酸研究最有潜力的发展方向之一。它采用微机电技术加工出具有微米尺度通道网络结构的芯片,通过对芯片中皮升至纳升级微流体的操纵和控制,实现生物医学和化学实验室的集成化分析检测功能。滑动芯片(SlipChip)技术就是微流控技术的一种，由具有微结构的上下两块基片组成,由上层基片加入引物预混合液、酶预混合液、DNA，通过滑动上层基片实现液体在上下层基片交互转移从而于反应腔混合所有反应试剂原位扩增。环介导等温核酸扩增(loop-mediatedisothermalamplification，LAMP)是一种恒温核酸扩增方法。该技术利用4种特异性引物依靠一种高活性链置换DNA聚合酶在DNA处于动态平衡时(65℃左右)使得链置换DNA合成在不停地自我循环。整个反应无需反复的热循环，而且特异性强、灵敏度高、快速高效、鉴定简便，为法医学、生态环境、食品等领域的实时诊断检测应用创造了条件。但是国内外现有的LAMP滑动芯片尚不成熟，不易固定和操作，且未有滑动芯片提及可以实现原位扩增的系统装置。因此，本专利技术基于上述研究背景，发展了一种平板原位等温核酸扩增芯片。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了平板原位等温核酸扩增芯片，该芯片操作简便，可实现同时扩增不同的样品，降低了试验操作强度，而且节约了样品和试剂的消耗量，降低了实验成本。为了实现以上目的，本专利技术提供了一种平板原位核酸扩增芯片，包括相互贴合的上层载体和下层载体；上层载体能够在下层载体上水平滑动；上层载体上设有样品进样口组、聚合酶进样口组、引物进样口组、第一出口通孔、第二出口通孔、第一凹槽流孔组、第二凹槽流孔组、第一流道；下层载体上设有进样槽、第二流道组、反应腔组、梳齿形通道、第三凹槽流孔组；反应腔组设于梳齿形通道齿端之间或一侧，且反应腔组的流入端与梳齿形通道的齿端位于同一直线上；上层载体和下层载体位于初始位置时，样品进样口组与反应腔组的位置相流通；聚合酶进样口组与梳齿形通道、第三凹槽流孔组、第二出口通孔相流通；引物进样口组与进样槽、第二流道组、第一凹槽流孔组、第一流道、第一出口通孔相流通；向反应腔组添加引物时，平移上层载体，使第一凹槽流孔组与反应腔组相流通，引物从第一凹槽流孔流入反应腔组内；向反应腔组添加聚合酶时，平移上层载体，使反应腔组与第二凹槽流孔组相流通，聚合酶从第二凹槽流孔组流入反应腔组内。作为优选的，上层载体和下层载体为长方形载体。作为优选的，第一凹槽流孔组包括第一凹槽流孔，第二凹槽流孔组包括第二凹槽流孔，第三凹槽流孔组包括第三凹槽流孔；反应腔组包括反应腔；样品进样口组包括样品进样口；样品进样口均匀地排列在同一条直线上；第一凹槽流孔均匀地排列在同一条直线上，引物进样口与第一凹槽流孔排列在同一条直线上，第二凹槽流孔均匀地排列在同一条直线上，样品进样口与第一凹槽流孔的位置相对应，第二凹槽流孔与样品进样口交错排列；第三凹槽流孔均匀地排列在同一条直线上，反应腔均匀地排列在同一条直线上；第二流道组包括位于一条直线上的第二流道和与第三凹槽流孔组位于同一条直线上的第二流道；样品进样口、第一凹槽流孔、第二凹槽流孔与上层载体的中央水平轴相平行；反应腔、第三凹槽流孔与下层载体的中央水平轴相平行。作为优选的，上层载体上设有两组样品进样口组、聚合酶进样口组、引物进样口组、第一出口通孔、第二出口通孔、第一凹槽流孔组、第二凹槽流孔组、第一流道；两组样品进样口组、聚合酶进样口组、引物进样口组、第一出口通孔、第二出口通孔、第一凹槽流孔组、第二凹槽流孔组、第一流道相对于上层载体的中央水平轴轴对称；下层载体上设有两组进样槽、第二流道组、反应腔组、梳齿形通道、第三凹槽流孔组；两组进样槽、第二流道组、反应腔组、梳齿形通道、第三凹槽流孔组相对于下层载体的中央水平轴轴对称。作为优选的，引物进样口与第一凹槽流孔排列在上层载体的中央水平轴上，进样槽位于下层载体的中央水平轴上。作为优选的，俯视第一凹槽流孔、第二凹槽流孔、第三凹槽流孔时，第一凹槽流孔为十字形；第二凹槽流孔、第三凹槽流孔为长方形。作为优选的，每一个第一凹槽流孔的容积相同；每一个第二凹槽流孔的容积相同；每一个反应腔的容积相同。作为优选的，反应腔、第一凹槽流孔、第二凹槽流孔之间的容积比为10：6：3。作为优选的，样品进样口组、聚合酶进样口组、引物进样口组、第一出口通孔、第二出口通孔的直径为1mm。作为优选的，第一流道为T字形流道。本专利技术还提供了一种等温核酸扩增装置，包括方形的传热平台和上述任意一项的平板原位等温核酸扩增芯片；传热平台设有加热装置；下层载体固定在传热平台上，加热装置对下层载体均匀加热。作为优选的，传热平台包括四个活动块、限位组件和底架；限位组件包括滑动轴部和限位部；下层载体固定在底架上，滑动轴部的一端贯穿活动块与底架固定连接；活动块能够在滑动轴部水平滑动；限位部设于滑动轴部的另一端，且横截面积大于滑动轴部的横截面积。作为优选的，每个活动块上设有至少2个限位组件。作为优选的，限位组件为铁钉。一种等温核酸扩增方法，利用了上述任意一项的等温核酸扩增装置，包括以下步骤：S0、将上层载体移动到预设位置；S1、从引物进样口组加入引物，并使引物充满第一凹槽流孔组；S2、平移上层载体，使第一凹槽流孔组与反应腔组相流通，引物从第一凹槽流孔流入反应腔组内；S3、将上层载体移动回预设位置；S4、从聚合酶进样口组加入聚合酶，并使聚合酶充满第二凹槽流孔组；S5、平移上层载体，使反应腔组与第二凹槽流孔组相流通，聚合酶从第二凹槽流孔组流入反应腔组内；S6、将上层载体移动回预设位置；S7、从样品进样口组加入样品；S8、控制加热装置使反应液保持在反应温度下。作为优选的，在两组样品进样口组、聚合酶进样口组、引物进样口组、第一出口通孔、第二出口通孔、第一凹槽流孔组、第二凹槽流孔组、第一流道相对于上层载体的中央水平轴轴对称；且两组进样槽、第二流道组、反应腔组、梳齿形通道、第三凹槽流孔组相对于下层载体的中央水平轴轴对称时，在步骤S3后，重新引物进样口组加入引物，并平移上层载体，使第一凹槽流孔组与另一侧的反应腔组相流通，引物从第一凹槽流孔流入另一侧的反应腔组内。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术的平板原位等温核酸扩增芯片可进行多个样品同时进行扩增操作，大大节约反应时间，节约了样品和试剂的消耗量，降低了实验成本。2、本专利技术的平板原位等温核酸扩增芯片可借助简易加热装置实现平稳滑动和精确温控，可有效对核酸进行原位扩增。3、本芯片反应腔、流孔、流道的体积大小按一定比例设计，可以有效控制反应体系，提高了扩增效率。4、对于部分实验，通过本芯片可用肉眼观察反应。附图说明图1为本专利技术第一种实施方式的芯片结构俯视图。图2为本专利技术第二种实施方式的芯片结构俯视图。图3为本专利技术第三种实施方式中传热平台的活动块位于初始位置时的结构示意图。图4为本专利技术第三种实施方式中传热平台的活动块滑动后的结构示意图。图5为本专利技术中上层载体位于初始位置的芯片结构俯视图。图6为本专利技术中添加引物时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平板原位核酸扩增芯片，其特征在于，包括相互贴合的上层载体(1)和下层载体(2)；所述上层载体(1)与所述下层载体(2)之间能够相对水平滑动；所述上层载体(1)上设有样品进样口组(11)、聚合酶进样口组(12)、引物进样口组(13)、第一出口通孔(17)、第二出口通孔(18)、第一凹槽流孔组(15)、第二凹槽流孔组(14)、第一流道(16)；所述下层载体(2)上设有进样槽(23)、第二流道组(24)、反应腔组(21)、梳齿形通道(22)、第三凹槽流孔组(25)；所述反应腔组(21)设于所述梳齿形通道(22)齿端之间或一侧，且所述反应腔组(21)的流入端与所述梳齿形通道(22)的齿端位于同一直线上；所述上层载体(1)和下层载体(2)位于初始位置时，所述样品进样口组(11)与所述反应腔组(21)的位置相流通；所述聚合酶进样口组(12)与所述梳齿形通道(22)、第三凹槽流孔组(25)、第二出口通孔(18)相流通；所述引物进样口组(13)与所述进样槽(23)、第二流道组(24)、第一凹槽流孔组(15)、第一流道(16)、第一出口通孔(17)相流通；向所述反应腔组(21)添加引物时，平移所述上层载体(1)，使所述第一凹槽流孔组(15)与所述反应腔组(21)相流通，引物从所述第一凹槽流孔(15)流入所述反应腔组(21)内；向所述反应腔组(21)添加聚合酶时，平移所述上层载体(1)，使所述反应腔组(21)与所述第二凹槽流孔组(14)相流通，聚合酶从所述第二凹槽流孔组(14)流入所述反应腔组(21)内。...

【技术特征摘要】
1.一种平板原位核酸扩增芯片，其特征在于，包括相互贴合的上层载体(1)和下层载体(2)；所述上层载体(1)与所述下层载体(2)之间能够相对水平滑动；所述上层载体(1)上设有样品进样口组(11)、聚合酶进样口组(12)、引物进样口组(13)、第一出口通孔(17)、第二出口通孔(18)、第一凹槽流孔组(15)、第二凹槽流孔组(14)、第一流道(16)；所述下层载体(2)上设有进样槽(23)、第二流道组(24)、反应腔组(21)、梳齿形通道(22)、第三凹槽流孔组(25)；所述反应腔组(21)设于所述梳齿形通道(22)齿端之间或一侧，且所述反应腔组(21)的流入端与所述梳齿形通道(22)的齿端位于同一直线上；所述上层载体(1)和下层载体(2)位于初始位置时，所述样品进样口组(11)与所述反应腔组(21)的位置相流通；所述聚合酶进样口组(12)与所述梳齿形通道(22)、第三凹槽流孔组(25)、第二出口通孔(18)相流通；所述引物进样口组(13)与所述进样槽(23)、第二流道组(24)、第一凹槽流孔组(15)、第一流道(16)、第一出口通孔(17)相流通；向所述反应腔组(21)添加引物时，平移所述上层载体(1)，使所述第一凹槽流孔组(15)与所述反应腔组(21)相流通，引物从所述第一凹槽流孔组(15)流入所述反应腔组(21)内；向所述反应腔组(21)添加聚合酶时，平移所述上层载体(1)，使所述反应腔组(21)与所述第二凹槽流孔组(14)相流通，聚合酶从所述第二凹槽流孔组(14)流入所述反应腔组(21)内。2.根据权利要求1所述的平板原位核酸扩增芯片，其特征在于，所述上层载体和下层载体为长方形载体。3.根据权利要求2所述的平板原位核酸扩增芯片，其特征在于，所述第一凹槽流孔组(15)包括若干个第一凹槽流孔，所述第二凹槽流孔组(14)包括若干个第二凹槽流孔，所述第三凹槽流孔组(25)包括若干个第三凹槽流孔；所述反应腔组(21)包括若干个反应腔；所述样品进样口组(11)包括若干个样品进样口；所述样品进样口均匀地排列在同一条直线上；所述第一凹槽流孔均匀地排列在同一条直线上，所述引物进样口组(13)与所述第一凹槽流孔排列在同一条直线上，所述第二凹槽流孔均匀地排列在同一条直线上，所述样品进样口与所述第一凹槽流孔的位置相对应，所述第二凹槽流孔与所述样品进样口交错排列；所述第三凹槽流孔均匀地排列在同一条直线上...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐毓祎，潘迎捷，张炜佳，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：发明
国别省市：上海;31