一種螺旋三棱柱式pcr微流控裝置制造方法
【專利摘要】一種螺旋三棱柱式PCR微流控裝置，其包括微通道、加熱薄膜、絕熱塑料；三塊加熱薄膜緊貼在絕熱塑料的寬面上，微通道螺旋地呈三棱柱式纏繞在加熱膜外；本發(fā)明采用加熱膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的溶液微池進行加熱，縮小了PCR裝置的體積，并且三塊加熱薄膜分別將微通道內(nèi)的DNA溶液加熱至94℃、55℃、72℃，這樣溶液經(jīng)高溫解鏈后直接流動經(jīng)過低溫區(qū)帶進行引物退火，再流動經(jīng)過中溫區(qū)帶進行延伸，這種溫度帶布置形式避免了已解鏈的單鏈DNA樣品經(jīng)過延伸溫度帶時與模板鏈或它們的互補鏈結合而形成雙鏈，提高了PCR效率。
【專利說明】—種螺旋三棱柱式PCR微流控裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種新型結構的PCR微流控裝置，用于PCR試劑的連續(xù)流動擴增，可廣泛應用于分子生物學、遺傳及醫(yī)學檢測等領域。
【背景技術】
[0002]聚合酶鏈式反應(PolymeraseChainReaction)簡稱PCR,是一項體外大量復制DNA的技術，它自1985年問世以來已經(jīng)在生物以及醫(yī)學相關領域中得到廣泛應用。目前應用PCR技術的儀器有很多，主要有2種結構:靜態(tài)微池PCR和連續(xù)流動式PCR，傳統(tǒng)的靜態(tài)微池PCR裝置通常具有較大體積和熱容，所需反應溶液體積較大，因此，擴增速度受到很大限制，這不能滿足快速擴增檢測的要求。另外，傳統(tǒng)PCR裝置集成化程度低，除了實時定量熒光檢測外也常常采用離線的瓊脂糖凝膠電泳檢測，這不僅增加交叉污染的可能性，而且也增長了檢測時間。為了克服這些缺點，連續(xù)流動式PCR微系統(tǒng)引起了研究者們的關注，其原理是PCR反應混合物在精密注射泵的作用下按設定的流速進入微流控裝置內(nèi)分別處于三個恒溫區(qū)(94 °C、55 °C、72 V )的微通道，由高溫熱變性(94 °C )、低溫退火復性(55 °C )和適溫延伸(72°C )組成一個周期，如此循環(huán)進行，使DNA片段得以迅速擴增。在合適的條件下，這種循環(huán)不斷重復，前一個循環(huán)的產(chǎn)物DNA可作為后一個循環(huán)的模板DNA參與DNA的合成，使產(chǎn)物DNA的量按2的η次方擴增。從理論上講經(jīng)過30次的循環(huán)反應，DNA擴增倍數(shù)可達IO6~IO90就連續(xù)流動式PCR微流控裝置的實現(xiàn)形式，主要有基于芯片的芯片式和基于毛細管的非芯片式兩種，前者通過微加工技術將微通道加工在一定的襯底材料上，集成化程度高、系統(tǒng)所占空間體積小，但是在芯片上刻蝕微通道時制作困難、技術復雜、步驟多、成本高。而且，在芯片上加工而成的“蜿蜒”型或“螺旋”型通道所構成循環(huán)數(shù)目通常是不可變的。另一種連續(xù)流動式PCR微流控裝置是基于毛細管的，這種形式的PCR擴增體系構建非常簡單，只需把毛細管纏繞在PCR反應的三個恒溫帶上即可。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的提供一種基于毛細管的螺旋三棱柱式PCR微流控裝置，用于PCR溶液中DNA的擴增；這種形式的PCR微流控裝置的三個溫度帶總是呈柱形，這樣DNA樣品高溫解鏈后直接流動經(jīng)過低溫區(qū)帶進行引物退火，再流動經(jīng)過中溫區(qū)帶進行延伸，這種溫度帶布置形式可以避免已解鏈的單鏈DNA樣品經(jīng)過延伸溫度帶時可能會與模板鏈或它們的互補鏈結合形成雙鏈而降低PCR效率。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為一種螺旋三棱柱式PCR微流控裝置，其包括微通道、加熱薄膜、絕熱塑料；三塊加熱薄膜緊貼在絕熱塑料的寬面上，微通道螺旋地呈三棱柱式纏繞在加熱膜外。
[0005]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果。
[0006]1、采用加熱膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的溶液微池進行加熱，縮小了 PCR裝置的體積。
[0007]2、三塊加熱薄膜分別將微通道內(nèi)的DNA溶液加熱至94°C、55°C、72°C，這樣溶液經(jīng)高溫解鏈后直接流動經(jīng)過低溫區(qū)帶進行引物退火，再流動經(jīng)過中溫區(qū)帶進行延伸，這種溫度帶布置形式避免了已解鏈的單鏈DNA樣品經(jīng)過延伸溫度帶時與模板鏈或它們的互補鏈結合而形成雙鏈，提高了 PCR效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1是本發(fā)明的實施結構示意圖。
[0009]圖中:1、微通道；2、加熱薄膜；3、絕熱塑料。
【具體實施方式】
[0010]以下結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0011]如圖1所示，一種螺旋三棱柱式PCR微流控裝置，該裝置包括微通道1、加熱薄膜
2、絕熱塑料3 ;在絕熱塑料3的寬平面上，緊貼著三塊加熱薄膜2，微通道I螺旋地呈三棱柱式纏繞在加熱膜2外。
[0012]PCR溶液注入到微通道I后，沿著通道螺旋式流動，當流經(jīng)加熱膜2時三塊加熱薄膜分別將溶液至94°C、55°C、72°C，這樣經(jīng)過高溫熱變性(94°C )、低溫退火復性(55°C )和適溫延伸(72°C )組成一個周期，如此循環(huán)進行，使溶液內(nèi)的DNA片段得以迅速擴增；絕熱塑料3用以隔絕三個加熱膜之間熱量的傳遞，避免溫度不同而相互影響。
[0013]這種形式的PCR微流控裝置的三個溫度帶總是呈柱形，這樣DNA樣品高溫解鏈后直接流動經(jīng)過低溫區(qū)帶進行引物退火，再流動經(jīng)過中溫區(qū)帶進行延伸，這種溫度帶布置形式可以避免已解鏈的單鏈DNA樣品經(jīng)過延伸溫度帶時可能會與模板鏈或它們的互補鏈結合形成雙鏈而降低PCR效率。
【權利要求】
1.一種螺旋三棱柱式PCR微流控裝置，其特征在于:該裝置包括微通道(I)、加熱薄膜(2)、絕熱塑料(3);在絕熱塑料(3)的寬平面上，緊貼著三塊加熱薄膜(2)，微通道(I)螺旋地呈三棱柱式纏繞在加熱膜2外。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種螺旋三棱柱式PCR微流控裝置，其特征在于:PCR溶液注入到微通道(I)后，沿著通道螺旋式流動，當流經(jīng)加熱膜(2)時三塊加熱薄膜分別將溶液至94°C、55°C、72°C，這樣經(jīng)過高溫熱變性94°C、低溫退火復性55 °C和適溫延伸72 °C組成一個周期，如此循環(huán)進行，使溶液內(nèi)的DNA片段得以迅速擴增；絕熱塑料(3)用以隔絕三個加熱膜之間熱量的傳遞，避 免溫度不同而相互影響。
【文檔編號】C12M1/38GK103911283SQ201410101667
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權日:2014年3月18日
【發(fā)明者】吳堅, 王富吉, 陳濤 申請人:北京工業(yè)大學