平板等溫核酸擴(kuò)增芯片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種平板原位等溫核酸擴(kuò)增實(shí)驗裝置和實(shí)驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微流控技術(shù)是現(xiàn)今國際高新科技前沿領(lǐng)域之一，在核酸提取、擴(kuò)增、檢測研究中的應(yīng)用取得了快速發(fā)展，已逐漸成為核酸研究最有潛力的發(fā)展方向之一。它采用微機(jī)電技術(shù)加工出具有微米尺度通道網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的芯片，通過對芯片中皮升至納升級微流體的操縱和控制，實(shí)現(xiàn)生物醫(yī)學(xué)和化學(xué)實(shí)驗室的集成化分析檢測功能?；瑒有酒?SlipChip)技術(shù)就是微流控技術(shù)的一種，由具有微結(jié)構(gòu)的上下兩塊基片組成，由上層基片加入引物預(yù)混合液、酶預(yù)混合液、DNA，通過滑動上層基片實(shí)現(xiàn)液體在上下層基片交互轉(zhuǎn)移從而于反應(yīng)腔混合所有反應(yīng)試劑原位擴(kuò)增。
[0003]環(huán)介導(dǎo)等溫核酸擴(kuò)增(loop-mediatedisothermal amplificat1n，LAMP)是一種恒溫核酸擴(kuò)增方法。該技術(shù)利用4種特異性引物依靠一種高活性鏈置換DNA聚合酶在DNA處于動態(tài)平衡時(65°C左右)使得鏈置換DNA合成在不停地自我循環(huán)。整個反應(yīng)無需反復(fù)的熱循環(huán)，而且特異性強(qiáng)、靈敏度高、快速高效、鑒定簡便，為法醫(yī)學(xué)、生態(tài)環(huán)境、食品等領(lǐng)域的實(shí)時診斷檢測應(yīng)用創(chuàng)造了條件。
[0004]但是國內(nèi)外現(xiàn)有的LAMP滑動芯片尚不成熟，不易固定和操作，且未有滑動芯片提及可以實(shí)現(xiàn)原位擴(kuò)增的系統(tǒng)裝置。因此，本實(shí)用新型基于上述研究背景，發(fā)展了一種平板原位等溫核酸擴(kuò)增芯片。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供了平板原位等溫核酸擴(kuò)增芯片，該芯片操作簡便，可實(shí)現(xiàn)同時擴(kuò)增不同的樣品，降低了試驗操作強(qiáng)度，而且節(jié)約了樣品和試劑的消耗量，降低了實(shí)驗成本。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型提供了一種平板原位核酸擴(kuò)增芯片，包括相互貼合的上層載體和下層載體;上層載體能夠在下層載體上水平滑動；
[0007]上層載體上設(shè)有樣品進(jìn)樣口組、聚合酶進(jìn)樣口組、引物進(jìn)樣口組、第一出口通孔、第二出口通孔、第一凹槽流孔組、第二凹槽流孔組、第一流道；
[0008]下層載體上設(shè)有進(jìn)樣槽、第二流道組、反應(yīng)腔組、梳齒形通道、第三凹槽流孔組;反應(yīng)腔組設(shè)于梳齒形通道齒端之間或一側(cè)，且反應(yīng)腔組的流入端與梳齒形通道的齒端位于同一直線上；
[0009]上層載體和下層載體位于初始位置時，樣品進(jìn)樣口組與反應(yīng)腔組的位置相流通；聚合酶進(jìn)樣口組與梳齒形通道、第三凹槽流孔組、第二出口通孔相流通；引物進(jìn)樣口組與進(jìn)樣槽、第二流道組、第一凹槽流孔組、第一流道、第一出口通孔相流通；
[0010]向反應(yīng)腔組添加引物時，平移上層載體，使第一凹槽流孔組與反應(yīng)腔組相流通，弓丨物從第一凹槽流孔流入反應(yīng)腔組內(nèi)；
[0011]向反應(yīng)腔組添加聚合酶時，平移上層載體，使反應(yīng)腔組與第二凹槽流孔組相流通，聚合酶從第二凹槽流孔組流入反應(yīng)腔組內(nèi)。
[0012]作為優(yōu)選的，上層載體和下層載體為長方形載體。
[0013]作為優(yōu)選的，第一凹槽流孔組包括第一凹槽流孔，第二凹槽流孔組包括第二凹槽流孔，第三凹槽流孔組包括第三凹槽流孔;反應(yīng)腔組包括反應(yīng)腔;樣品進(jìn)樣口組包括樣品進(jìn)樣口；
[0014]樣品進(jìn)樣口均勻地排列在同一條直線上;第一凹槽流孔均勻地排列在同一條直線上，引物進(jìn)樣口與第一凹槽流孔排列在同一條直線上，第二凹槽流孔均勻地排列在同一條直線上，樣品進(jìn)樣口與第一凹槽流孔的位置相對應(yīng)，第二凹槽流孔與樣品進(jìn)樣口交錯排列；第三凹槽流孔均勻地排列在同一條直線上，反應(yīng)腔均勻地排列在同一條直線上;第二流道組包括位于一條直線上的第二流道和與第三凹槽流孔組位于同一條直線上的第二流道；
[0015]樣品進(jìn)樣口、第一凹槽流孔、第二凹槽流孔與上層載體的中央水平軸相平行;反應(yīng)腔、第三凹槽流孔與下層載體的中央水平軸相平行。
[0016]作為優(yōu)選的，上層載體上設(shè)有兩組樣品進(jìn)樣口組、聚合酶進(jìn)樣口組、引物進(jìn)樣口組、第一出口通孔、第二出口通孔、第一凹槽流孔組、第二凹槽流孔組、第一流道；
[0017]兩組樣品進(jìn)樣口組、聚合酶進(jìn)樣口組、引物進(jìn)樣口組、第一出口通孔、第二出口通孔、第一凹槽流孔組、第二凹槽流孔組、第一流道相對于上層載體的中央水平軸軸對稱；
[0018]下層載體上設(shè)有兩組進(jìn)樣槽、第二流道組、反應(yīng)腔組、梳齒形通道、第三凹槽流孔組；
[0019]兩組進(jìn)樣槽、第二流道組、反應(yīng)腔組、梳齒形通道、第三凹槽流孔組相對于下層載體的中央水平軸軸對稱。
[0020]作為優(yōu)選的，引物進(jìn)樣口與第一凹槽流孔排列在上層載體的中央水平軸上，進(jìn)樣槽位于下層載體的中央水平軸上。
[0021]作為優(yōu)選的，俯視第一凹槽流孔、第二凹槽流孔、第三凹槽流孔時，第一凹槽流孔為十字形;第二凹槽流孔、第三凹槽流孔為長方形。
[0022]作為優(yōu)選的，每一個第一凹槽流孔的容積相同；每一個第二凹槽流孔的容積相同；每一個反應(yīng)腔的容積相同。
[0023]作為優(yōu)選的，反應(yīng)腔、第一凹槽流孔、第二凹槽流孔之間的容積比為10:6:3。
[0024]作為優(yōu)選的，樣品進(jìn)樣口組、聚合酶進(jìn)樣口組、引物進(jìn)樣口組、第一出口通孔、第二出口通孔的直徑為1mm。
[0025]作為優(yōu)選的，第一流道為T字形流道。
[0026]本實(shí)用新型還提供了一種等溫核酸擴(kuò)增裝置，包括方形的傳熱平臺和上述任意一項的平板原位等溫核酸擴(kuò)增芯片;傳熱平臺設(shè)有加熱裝置;下層載體固定在傳熱平臺上，加熱裝置對下層載體均勻加熱。
[0027]作為優(yōu)選的，傳熱平臺包括四個活動塊、限位組件和底架;限位組件包括滑動軸部和限位部；
[0028]下層載體固定在底架上，滑動軸部的一端貫穿活動塊與底架固定連接;活動塊能夠在滑動軸部水平滑動；限位部設(shè)于滑動軸部的另一端，且橫截面積大于滑動軸部的橫截面積。
[0029]作為優(yōu)選的，每個活動塊上設(shè)有至少2個限位組件。
[0030]作為優(yōu)選的，限位組件為鐵釘。一種等溫核酸擴(kuò)增方法，利用了上述任意一項的等溫核酸擴(kuò)增裝置，包括以下步驟:
[0031]S0、將上層載體移動到預(yù)設(shè)位置；
[0032]S1、從引物進(jìn)樣口組加入引物，并使引物充滿第一凹槽流孔組；
[0033]S2、平移上層載體，使第一凹槽流孔組與反應(yīng)腔組相流通，引物從第一凹槽流孔流入反應(yīng)腔組內(nèi)；
[0034]S3、將上層載體移動回預(yù)設(shè)位置；
[0035]S4、從聚合酶進(jìn)樣口組加入聚合酶，并使聚合酶充滿第二凹槽流孔組；
[0036]S5、平移上層載體，使反應(yīng)腔組與第二凹槽流孔組相流通，聚合酶從第二凹槽流孔組流入反應(yīng)腔組內(nèi)；
[0037]S6、將上層載體移動回預(yù)設(shè)位置；
[0038]S7、從樣品進(jìn)樣口組加入樣品；
[0039]S8、控制加熱裝置使反應(yīng)液保持在反應(yīng)溫度下。
[0040]作為優(yōu)選的，在兩組樣品進(jìn)樣口組、聚合酶進(jìn)樣口組、引物進(jìn)樣口組、第一出口通孔、第二出口通孔、第一凹槽流孔組、第二凹槽流孔組、第一流道相對于上層載體的中央水平軸軸對稱;且兩組進(jìn)樣槽、第二流道組、反應(yīng)腔組、梳齒形通道、第三凹槽流孔組相對于下層載體的中央水平軸軸對稱時，在步驟S3后，重新引物進(jìn)樣口組加入引物，并平移上層載體，使第一凹槽流孔組與另一側(cè)的反應(yīng)腔組相流通，引物從第一凹槽流孔流入另一側(cè)的反應(yīng)腔組內(nèi)。
[0041]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0042]1、本實(shí)用新型的平板原位等溫核酸擴(kuò)增芯片可進(jìn)行多個樣品同時進(jìn)行擴(kuò)增操作，大大節(jié)約反應(yīng)時間，節(jié)約了樣品和試劑的消耗量，降低了實(shí)驗成本。
[0043]2、本實(shí)用新型的平板原位等溫核酸擴(kuò)增芯片可借助簡易加熱裝置實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)滑動和精確溫控，可有效對核酸進(jìn)行原位擴(kuò)增。
[0044]3、本芯片反應(yīng)腔、流孔、流道的體積大小按一定比例設(shè)計，可以有效控制反應(yīng)體系，提高了擴(kuò)增效率。
[0045]4、對于部分實(shí)驗，通過本芯片可用肉眼觀察反應(yīng)。
【附圖說明】
[0046]圖1為本實(shí)用新型第一種實(shí)施方式的芯片結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0047]圖2為本實(shí)用新型第二種實(shí)施方式的芯片結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0048]圖3為本實(shí)用新型第三種實(shí)施方式中傳熱平臺的活動塊位于初始位置時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0049]圖4為本實(shí)用新型第三種實(shí)施方式中傳熱平臺的活動塊滑動后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050]圖5為本實(shí)用新型中上層載體位于初始位置的芯片