核糖核酸鏈式聚合擴增反應(yīng)檢測裝置及其檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了核糖核酸鏈式聚合擴增反應(yīng)檢測裝置及其檢測方法，該裝置設(shè)置由超聲波振動系統(tǒng)驅(qū)動的微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)；微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)上設(shè)置多個加樣孔；超聲波振動系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，使微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)中的PCR樣品與油滴混合形成油包裹微液滴后進入聚合反應(yīng)系統(tǒng)。采用上述技術(shù)方案，使微液滴的產(chǎn)生、聚合反應(yīng)以及熒光數(shù)據(jù)的讀取在一臺設(shè)備上進行，避免了樣本的丟失，方便、準確、快捷；能有效滿足對DNA進行體外放大的溫度梯度的要求，顯著提高生物化學(xué)反應(yīng)的速度，既節(jié)省時間、提高效率，又便于批量化、低成本生產(chǎn)；實現(xiàn)PCR擴增循環(huán)微流控生物熒光進行實時熒光信息反饋；更加自動化、微型化，縮短了系統(tǒng)工作周期；避免了樣品信號采集的遺失。
【專利說明】
核糖核酸鏈式聚合擴増反應(yīng)檢測裝置及其檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于生物工程實驗儀器設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及屬于PC時式劑的擴增、巧光測 量檢測技術(shù)，更具體地說，本發(fā)明設(shè)及核糖核酸鏈式聚合擴增反應(yīng)的數(shù)據(jù)處理一體化的檢 巧蝶置。另外，本發(fā)明還公開了該檢測裝置的檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] PCR技術(shù)(DNA化lymerase Chain Reaction:DNA聚合酶鏈式反應(yīng)）是80年代中期 發(fā)展起來的體外核酸擴增技術(shù)，最早是趾orana于1971年提出運個設(shè)想。美國科學(xué)家Kary Mullis等在1985年實現(xiàn)了運個設(shè)想，發(fā)明了具有劃時代意義的PCR技術(shù)。應(yīng)用該技術(shù)可W在 一個試管內(nèi)將所要研究的目的基因在數(shù)小時內(nèi)擴增至十萬乃至百萬倍，便于肉眼能直接觀 察和判斷。由于運種體外核酸擴增技術(shù)具有特異、敏感、產(chǎn)率高、快速、簡便、重復(fù)性好、易自 動化等突出優(yōu)點，因此得到了生命科學(xué)界的普遍認可，Kary Mullis也因此獲得了 1993年的 諾貝爾化學(xué)獎。
[0003] PCR是最常用的分子生物學(xué)手段之一。除去在基礎(chǔ)科研的領(lǐng)域，PCR在醫(yī)學(xué)臨床診 斷、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)工程、遺傳科學(xué)、農(nóng)業(yè)選種育鐘研發(fā)，W及刑事檢定甄別中都是必不可少 的，也是最權(quán)威可靠的技術(shù)。
[0004] DNA聚合酶鏈式反應(yīng)(PCR):是通過熱循環(huán)反應(yīng)來擴增DNA的技術(shù)。熱循環(huán)是指在固 定的時間間隔內(nèi)溫度變化的循環(huán)。采用熱穩(wěn)定的DNA聚合酶，PCR可W用DNA的合成原料，脫 氧核巧S憐酸合成大量的DNA拷貝。PCR反應(yīng)包括S步:變性、退火和延伸。變性是PCR循環(huán)的 第一步，它將DNA堿基之間的氨鍵打開來烙解DNA雙鏈而產(chǎn)生單鏈DNA。退火則是將溫度降到 足夠低，使寡聚核巧酸引物能夠結(jié)合到DNA模板上。在延伸過程中，DNA聚合酶將合成新的雙 鏈DNA。經(jīng)多次熱循環(huán)后(每一循環(huán)擴增一倍），微量的DNA將得W擴增到儀器檢測的濃度。
[0005] 通常的PCR檢測技術(shù)有兩種：
[0006] 第一種是多循環(huán)聚合反應(yīng)后，終產(chǎn)物（end-point analysis)由DNA電泳膠來檢測 定量。缺點是因受電泳技術(shù)靈敏度的限制，運種方法只是"半定量"。
[0007] 第二種方法是：利用巧光標記的探針(fluorescent probes)，實時監(jiān)測聚合反應(yīng) 在每一循環(huán)的產(chǎn)量變化。起始要擴增模板的數(shù)量可由cycle threshold(Ct)值來推算得出。 Ct值就是當巧光值明顯高于背景本底時的循環(huán)數(shù)。
[000引目前市場上銷售的real-time PCR試劑主要是基于巧光探針的化qMan和基于SYBR Green染料嵌合來測DNA雙鏈總量的兩種技術(shù)。該方法的局限在于：1、需要外源標準樣品或 者內(nèi)源基因來標準化W繪定標準曲線。2、非特異反應(yīng)引起的擴增將影響Ct值的可信度。
[0009] 研究人員發(fā)現(xiàn)W下S因子與聚合反應(yīng)成功與否有相關(guān)性：1、樣品的有限稀釋度； 2、終產(chǎn)物總量;3、產(chǎn)物量與起始DNA濃度的帕松分布(Poisson distribution)關(guān)系。
[0010] 通過調(diào)控和測量上述因子就可W推算出起始DM的樣本濃度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提供核糖核酸鏈式聚合擴增反應(yīng)的數(shù)據(jù)處理一體化檢測裝置，其目的是實 現(xiàn)其檢測方法的更加方便、快捷和準確。
[0012]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
[0013] 本發(fā)明的核糖核酸鏈式聚合擴增反應(yīng)檢測裝置，包括聚合反應(yīng)系統(tǒng)，所述的檢測 裝置設(shè)置微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)，所述的微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)由超聲波振動系統(tǒng)驅(qū)動;所述的微液滴 產(chǎn)生系統(tǒng)上設(shè)置多個加樣孔;所述的超聲波振動系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，使所述的微液滴產(chǎn)生系統(tǒng) 中的PR樣品與油滴混合形成油包裹微液滴后進入所述的聚合反應(yīng)系統(tǒng)。
[0014] 所有所述的加樣孔的規(guī)格一致，且每個所述的加樣孔均設(shè)有油庫、樣品庫和微液 滴庫。所述的油庫、樣品庫和微液滴庫均為圓筒形，=者之間通過管道連接。
[0015] 所述的檢測裝置設(shè)置智能溫控系統(tǒng);所述的智能溫控系統(tǒng)對所述的聚合反應(yīng)系統(tǒng) 的溫度進行實時控制。
[0016] 所述的智能溫控系統(tǒng)包括溫度采集器、溫度傳感器、單片機、多路模擬開關(guān)、A/D轉(zhuǎn) 換器、D/A轉(zhuǎn)換器和顯示器。所述的溫度采集器、溫度傳感器集成為一個忍片固定裝置;所述 的單片機通過信號線路與A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器和顯示器連接;所述的A/D轉(zhuǎn)換器與多路模 擬開關(guān)通過信號線路連接;所述的D/A轉(zhuǎn)換器與驅(qū)動電路通過信號線路連接;所述的多路模 擬開關(guān)和驅(qū)動電路均與忍片固定裝置連接。
[0017] 所述的檢測裝置設(shè)置激光發(fā)射系統(tǒng);所述的激光發(fā)射系統(tǒng)包含激光光源W及激發(fā) 光整形器;所述的激發(fā)光整形器使得從所述的激光光源發(fā)出的線光源經(jīng)所述的激發(fā)光整形 器整形后呈現(xiàn)一個面光源，對所述的聚合反應(yīng)系統(tǒng)的PR樣品進行照射。
[0018] 所述的檢測裝置設(shè)置巧光探測采集系統(tǒng);所述的巧光探測采集系統(tǒng)包含和微液滴 產(chǎn)生系統(tǒng)相同孔數(shù)的探測器;所述的探測器探測方向與所述的聚合反應(yīng)系統(tǒng)的微通道一一 對應(yīng)。
[0019] 所述的檢測裝置設(shè)置信號分析系統(tǒng)，所述的巧光探測采集系統(tǒng)探測采集到的巧光 信號傳送給所述的信號分析系統(tǒng)
[0020] 所述的巧光探測采集系統(tǒng)包含光學(xué)透鏡、濾光片W及光電轉(zhuǎn)換器。
[0021] 所述的檢測裝置設(shè)置廢液排出系統(tǒng);所述的廢液排出系統(tǒng)為管狀，將反應(yīng)結(jié)束后 的所有廢液排除至廢液盒。
[0022] 所述的聚合反應(yīng)系統(tǒng)包括微通道列、加熱絲所述的加熱絲分別置于 不同微通道列的底部;所述的聚合反應(yīng)系統(tǒng)與溫瘦按設(shè)定時間控制在不同的溫度區(qū)間進行 PR擴增。
[0023] 為了實現(xiàn)與上述技術(shù)方案相同的發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了 W上所述的核糖核酸 鏈式聚合擴增反應(yīng)的數(shù)據(jù)處理一體化檢測裝置的檢測方法，其技術(shù)方案是：
[0024] 將油滴和PR樣本加入微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)，開啟超聲波振動系統(tǒng)，微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)開 始振動，使油滴和PR樣本形成油包裹液滴并進入聚合反應(yīng)系統(tǒng)；
[0025] 然后開啟智能溫控系統(tǒng)，智能溫控系統(tǒng)使聚合反應(yīng)系統(tǒng)的溫度按設(shè)定時間控制在 不同的溫區(qū)進行PR擴增；同時開啟激光發(fā)射系統(tǒng)和巧光探測采集系統(tǒng)，由信號分析系統(tǒng)進 行實時數(shù)據(jù)讀取和分析.
[0026] 實驗結(jié)束后，開啟聚合反應(yīng)的閥口，使廢液從廢液排出系統(tǒng)流出，進入廢液盒。
[0027] 本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，使微液滴的產(chǎn)生、聚合反應(yīng)W及巧光數(shù)據(jù)的讀取在一 臺設(shè)備上進行，避免了樣本的丟失，方便、準確、快捷;溫控裝置可w對=個溫區(qū)進行獨立設(shè) 置，控制和實時顯示，能有效滿足對DNA進行體外放大的溫度梯度的要求;易于快速實現(xiàn)PCR 擴增，顯著提高生物化學(xué)反應(yīng)的速度，既節(jié)省時間、提高了效率，又便于批量化、低成本生 產(chǎn);實現(xiàn)PCR擴增循環(huán)微流控生物巧光進行實時巧光信息反饋;減少了外圍設(shè)備，更加自動 化、微型化，縮短了系統(tǒng)工作周期;避免了樣品信號采集的遺失。
【附圖說明】
[00%]附圖內(nèi)容及圖中標記簡要說明如下：
[0029] 圖1為本發(fā)明的微液滴流動型高通量核糖核酸鏈式聚合擴增反應(yīng)的數(shù)據(jù)處理一體 化檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2為圖1中的加樣孔示意圖；
[0031] 圖3為圖1中的微通道列示意圖；
[0032] 圖4為圖1中的激發(fā)光整形器示意圖；
[0033] 圖5為圖1中的激光光源示意圖；
[0034] 圖6是本發(fā)明中的智能溫控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035] 圖中的標記為：
[0036] A、微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)，B、超聲波振動系統(tǒng)，C、聚合反應(yīng)系統(tǒng)，D、智能溫控系統(tǒng)，E、激 光發(fā)射系統(tǒng)，F(xiàn)、巧光探測采集系統(tǒng)，G、閥口，H、廢液排出系統(tǒng)，L、信號分析系統(tǒng)，M、廢液盒， a、加樣孔，b、微通道列，C、激發(fā)光整形器，d、激光光源，1、油庫，2、樣品庫，3、微液滴庫，4、微 管道，5、短焦距透鏡，6、長焦距透鏡，7、激光電源，8、激光器，9、光纖禪合器。
【具體實施方式】
[0037] 下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的 說明，W幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準確和深入的理 解。
[0038] 如前所述，與聚合反應(yīng)成功與否有相關(guān)性的因素包括:1、樣品的有限稀釋度;2、終 產(chǎn)物總量;3、產(chǎn)物量與起始DNA濃度的帕松分布(Poisson distr化ution)關(guān)系。通過調(diào)控和 測量上述因子就可W推算出起始DNA的樣本濃度。
[0039] 基于運一原理，本發(fā)明提供了如圖1所示的結(jié)構(gòu)，為一種微液滴流動型高通量核糖 核酸鏈式聚合擴增反應(yīng)檢測裝置，廣泛應(yīng)用于分子生物學(xué)、遺傳及醫(yī)學(xué)檢測領(lǐng)域。該檢測裝 置包括聚合反應(yīng)系統(tǒng)C。該檢測裝置設(shè)及微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)、超聲波振動系統(tǒng)、聚合反應(yīng)系統(tǒng)、 智能溫控系統(tǒng)、巧光探測采集分析系統(tǒng)和廢液排出系統(tǒng)等方面。該裝置包含了生物忍片技 術(shù)、生物信息技術(shù)、計算機軟硬件技術(shù)W及微流控技術(shù)。
[0040] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，實現(xiàn)核糖核酸鏈式聚合擴增反應(yīng)檢測裝置的檢測方法 的方便、準確、快捷發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
[0041] 如圖1所示，本發(fā)明的核糖核酸鏈式聚合擴增反應(yīng)檢測裝置，所述的檢測裝置設(shè)置 微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)A，所述的微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)A由超聲波振動系統(tǒng)B驅(qū)動;所述的微液滴產(chǎn)生系 統(tǒng)A上設(shè)置多個加樣孔a;所述的超聲波振動系統(tǒng)B產(chǎn)生振蕩，使所述的微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)A中 的PCR樣品與油滴混合形成油包裹微液滴后進入所述的聚合反應(yīng)系統(tǒng)C。
[0042] 加樣孔a的結(jié)構(gòu)如圖2所示。
[0043] 超聲波振動系統(tǒng)B利用超聲波的高頻聲波產(chǎn)生振蕩。其實，該裝置不限于超聲波振 動亦包含機械振動等各種振動方式。
[0044] 微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)A上設(shè)有256個加樣孔。系統(tǒng)上的加樣孔a可W是256個，也可W是 96孔等不同數(shù)量。
[0045] 所有所述的加樣孔a的規(guī)格一致，且每個所述的加樣孔a均設(shè)有油庫1、樣品庫2和 微液滴庫3。所述的油庫1、樣品庫2和微液滴庫3均為圓筒形，=者之間通過管道連接。
[0046] 管道為曲線形狀，液體在管道振動時，液滴在內(nèi)部流動，產(chǎn)生微液滴。
[0047] 加樣孔a分為油庫和加樣槽，呈錐型，當微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)振動時，PCR樣品和油庫內(nèi) 的油進行混合，產(chǎn)生油包裹微液滴。
[0048] 如圖6所示，所述的檢測裝置設(shè)置智能溫控系統(tǒng)D;所述的智能溫控系統(tǒng)D對所述的 聚合反應(yīng)系統(tǒng)C的溫度進行實時控制。
[0049] 所述的智能溫控系統(tǒng)D包括溫度采集器、溫度傳感器、單片機、多路模擬開關(guān)、A/D 轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器和顯示器。
[0050] 所述的溫度采集器、溫度傳感器集成為一個忍片固定裝置;所述的單片機通過信 號線路與A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器和顯示器連接;所述的A/D轉(zhuǎn)換器與多路模擬開關(guān)通過信號 線路連接;所述的D/A轉(zhuǎn)換器與驅(qū)動電路通過信號線路連接;所述的多路模擬開關(guān)和驅(qū)動電 路均與忍片固定裝置連接。
[0051 ]智能溫控系統(tǒng)D對聚合反應(yīng)系統(tǒng)C的溫度進行實時控制。
[0052] 所述的檢測裝置設(shè)置激光發(fā)射系統(tǒng)E;所述的激光發(fā)射系統(tǒng)E包含激光光源dW及 激發(fā)光整形器C;所述的激發(fā)光整形器C使得從所述的激光光源d發(fā)出的線光源經(jīng)所述的激 發(fā)光整形器C整形后呈現(xiàn)一個面光源，對所述的聚合反應(yīng)系統(tǒng)C的PCR樣品進行照射。
[0053] 激發(fā)光整形器C的結(jié)構(gòu)如圖4所示。激光光源d的結(jié)構(gòu)如圖5所示。
[0054] 微管道4微通道是毛細血管裝液體通道，短焦距透鏡5在長焦距透鏡6的前面，二者 之間的距離是二者的焦距之和;激光器8在短焦距透鏡5的前面，光纖禪合器9在短焦距透鏡 5和激光器8之間。激光器8發(fā)出激光后通過光纖禪合器9對激光束進行禪合，然后通過短焦 距透鏡5和長焦距透鏡6進行擴束。
[0055] 激光電源7為激光器8提供電源。
[0056] -個能夠發(fā)出連續(xù)的可見光的點狀發(fā)光源，如果它的光在空間中只向一個方向成 線性傳播，那么運個發(fā)光點就被稱為線光源。
[0057] 面光源是光束輸出后成一個面，而不是一條線。
[0058] 所述的檢測裝置設(shè)置巧光探測采集系統(tǒng)F;所述的巧光探測采集系統(tǒng)F包含和微液 滴產(chǎn)生系統(tǒng)A相同孔數(shù)的探測器;所述的探測器探測方向與所述的聚合反應(yīng)系統(tǒng)C的微通道 --對應(yīng)。
[0059] 巧光檢測儀器是一個由電路、光路組成的多體系統(tǒng)，各個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合實現(xiàn)穩(wěn) 定檢測的基礎(chǔ)，是比較成熟的光學(xué)檢測設(shè)備。
[0060] 所述的巧光探測采集系統(tǒng)F包含光學(xué)透鏡、濾光片W及光電轉(zhuǎn)換器。
[0061] 所述的檢測裝置設(shè)置信號分析系統(tǒng)L，所述的巧光探測采集系統(tǒng)F探測采集到的巧 光信號傳送給所述的信號分析系統(tǒng)L
[0062] 所述的檢測裝置設(shè)置廢液排出系統(tǒng)H;所述的廢液排出系統(tǒng)H為管狀，將反應(yīng)結(jié)束 后的所有廢液排除至廢液盒M。
[0063] 所述的聚合反應(yīng)系統(tǒng)C包括微通道列b、加熱絲、絕緣塑料;所述的加熱絲分別置于 不同微通道列b的底部;所述的聚合反應(yīng)系統(tǒng)C的溫度按設(shè)定時間控制在不同的溫度區(qū)間進 行PCR擴增。
[0064] 微通道列b的結(jié)構(gòu)如圖3所示。其中包括多個微管道4。
[0065] 微通道列是毛細血管裝液體通道，加熱絲是曲線形金屬絲，加熱絲在微通道的下 面。
[0066] 綜上所述，本發(fā)明包括了：微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)A、超聲波振動系統(tǒng)B、聚合反應(yīng)系統(tǒng)C、 智能溫控系統(tǒng)D、激光發(fā)射系統(tǒng)D、巧光探測采集系統(tǒng)F、信號分析系統(tǒng)L和廢液排出系統(tǒng)H。
[0067] 本發(fā)明的優(yōu)點是：
[0068] 1、微液滴的產(chǎn)生、聚合反應(yīng)W及巧光數(shù)據(jù)的讀取在一個設(shè)備上進行，避免了樣本 的丟失，方便、準確、快捷；
[0069] 2、溫控裝置可W對S個溫區(qū)進行獨立設(shè)置，控制和實時顯示，能有效滿足對DNA進 行體外放大的溫度梯度的要求；
[0070] 3、易于快速實現(xiàn)PCR擴增，顯著提高生物化學(xué)反應(yīng)的速度，即節(jié)省時間又提高了效 率，便于批量化、低成本生產(chǎn)；
[0071 ] 4、實現(xiàn)了 PCR擴增循環(huán)微流控生物巧光進行實時巧光信息反饋；
[0072] 5、減少了外圍設(shè)備，更加自動化、微型化，縮短了系統(tǒng)工作周期；
[0073] 6、避免了樣品信號采集的遺失。
[0074] 為了實現(xiàn)與上述技術(shù)方案相同的發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了 W上所述的核糖核酸 鏈式聚合擴增反應(yīng)檢測裝置的檢測方法，其技術(shù)方案是：
[0075] 將油滴和PCR樣本加入微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)A，開啟超聲波振動系統(tǒng)B，微液滴產(chǎn)生系統(tǒng) A開始振動，使油滴和PCR樣本形成油包裹液滴并進入聚合反應(yīng)系統(tǒng)C;
[0076] 然后開啟智能溫控系統(tǒng)D，智能溫控系統(tǒng)D使聚合反應(yīng)系統(tǒng)C的溫度按設(shè)定時間控 制在不同的溫區(qū)進行PCR擴增；同時開啟激光發(fā)射系統(tǒng)E和巧光探測采集系統(tǒng)F，由信號分析 系統(tǒng)L進行實時數(shù)據(jù)讀取和分析；
[0077] 實驗結(jié)束后，開啟聚合反應(yīng)的閥口G，使廢液從廢液排出系統(tǒng)H流出，進入廢液盒M。
[0078] 按照W上所述的方案，本發(fā)明的具體實現(xiàn)方式是:所述檢測裝置中的微液滴產(chǎn)生 系統(tǒng)上有256個加樣孔，利用超聲波的高頻聲波產(chǎn)生振蕩，使微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)中的PCR樣品 和油滴混合形成油包裹微液滴后進入聚合反應(yīng)系統(tǒng);通過溫控系統(tǒng)使聚合反應(yīng)系統(tǒng)的溫度 按設(shè)定時間控制在不同的溫區(qū)（94°(：、55°(：、72°(：)進行?0?擴增;激光發(fā)射系統(tǒng)采用的是紫 外光激發(fā);巧光探測采集分析系統(tǒng)對樣品的巧光信號進行收集、分析處理;實驗結(jié)束后廢液 從廢液排出系統(tǒng)流出。
[0079] 實驗結(jié)果表明：整個裝置可W實現(xiàn)微液滴的產(chǎn)生、聚合反應(yīng)、巧光數(shù)據(jù)的讀取分析 W及廢液排出等一系列功能，實驗方便、快捷。
[0080] 上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式 的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改 進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種核糖核酸鏈式聚合擴增反應(yīng)檢測裝置，包括聚合反應(yīng)系統(tǒng)(c)，其特征在于:所 述的檢測裝置設(shè)置微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)(A)，所述的微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)(A)由超聲波振動系統(tǒng)(B) 驅(qū)動;所述的微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)(A)上設(shè)置多個加樣孔(a);所述的超聲波振動系統(tǒng)(B)產(chǎn)生振 蕩，使所述的微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)(A)中的PCR樣品與油滴混合形成油包裹微液滴后進入所述的 聚合反應(yīng)系統(tǒng)(C)。2. 按照權(quán)利要求1所述的核糖核酸鏈式聚合擴增反應(yīng)檢測裝置，其特征在于:每個所述 的加樣孔(a)均設(shè)有油庫（1)、樣品庫(2)和微液滴庫(3);所述的油庫（1)、樣品庫(2)和微液 滴庫(3)均為圓筒形，三者之間通過管道連接。3. 按照權(quán)利要求1所述的核糖核酸鏈式聚合擴增反應(yīng)檢測裝置，其特征在于:所述的檢 測裝置設(shè)置智能溫控系統(tǒng)(D);所述的智能溫控系統(tǒng)(D)對所述的聚合反應(yīng)系統(tǒng)(C)的溫度 進行實時控制。4. 按照權(quán)利要求3所述的核糖核酸鏈式聚合擴增反應(yīng)檢測裝置，其特征在于:所述的智 能溫控系統(tǒng)(D)包括溫度采集器、溫度傳感器、單片機、多路模擬開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換 器和顯示器;所述的溫度采集器、溫度傳感器集成為一個芯片固定裝置;所述的單片機通過 信號線路與A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器和顯示器連接;所述的A/D轉(zhuǎn)換器與多路模擬開關(guān)通過信 號線路連接;所述的D/A轉(zhuǎn)換器與驅(qū)動電路通過信號線路連接;所述的多路模擬開關(guān)和驅(qū)動 電路均與芯片固定裝置連接。5. 按照權(quán)利要求1所述的核糖核酸鏈式聚合擴增反應(yīng)檢測裝置，其特征在于:所述的檢 測裝置設(shè)置激光發(fā)射系統(tǒng)(E);所述的激光發(fā)射系統(tǒng)(E)包含激光光源(d)以及激發(fā)光整形 器(c);所述的激發(fā)光整形器(c)使得從所述的激光光源(d)發(fā)出的線光源經(jīng)所述的激發(fā)光 整形器(c)整形后呈現(xiàn)一個面光源，對所述的聚合反應(yīng)系統(tǒng)(C)的PCR樣品進行照射。6. 按照權(quán)利要求1所述的核糖核酸鏈式聚合擴增反應(yīng)檢測裝置，其特征在于:所述的檢 測裝置設(shè)置熒光探測采集系統(tǒng)(F);所述的熒光探測采集系統(tǒng)(F)包含和微液滴產(chǎn)生系統(tǒng) (A)相同孔數(shù)的探測器;所述的探測器探測方向與所述的聚合反應(yīng)系統(tǒng)(C)的微通道一一對 應(yīng)。7. 按照權(quán)利要求6所述的核糖核酸鏈式聚合擴增反應(yīng)檢測裝置，其特征在于:所述的檢 測裝置設(shè)置信號分析系統(tǒng)(L)，所述的熒光探測采集系統(tǒng)(F)探測采集到的熒光信號傳送給 所述的信號分析系統(tǒng)(L)。8. 按照權(quán)利要求1所述的核糖核酸鏈式聚合擴增反應(yīng)檢測裝置，其特征在于:所述的檢 測裝置設(shè)置廢液排出系統(tǒng)(H);所述的廢液排出系統(tǒng)(H)為管狀，將反應(yīng)結(jié)束后的所有廢液 排除至廢液盒(M)。9. 按照權(quán)利要求1所述的核糖核酸鏈式聚合擴增反應(yīng)檢測裝置，其特征在于:所述的聚 合反應(yīng)系統(tǒng)（C)包括微通道列（b)、加熱絲；所述的加熱絲分別置于不同微通道列（b)的底 部;所述的聚合反應(yīng)系統(tǒng)(C)|_實按設(shè)定時間控制在不同的溫度區(qū)間進行PCR擴增。10. 權(quán)利要求1至9所述的核糖核酸鏈式聚合擴增反應(yīng)檢測裝置的檢測方法，其特征在 于該方法是： 將油滴和PCR樣本加入微液滴產(chǎn)生系統(tǒng)(A)，開啟超聲波振動系統(tǒng)(B)，微液滴產(chǎn)生系統(tǒng) (A)開始振動，使油滴和PCR樣本形成油包裹液滴并進入聚合反應(yīng)系統(tǒng)(C); 然后開啟智能溫控系統(tǒng)(D)，智能溫控系統(tǒng)(D)使聚合反應(yīng)系統(tǒng)(C)的溫度按設(shè)定時間 控制在不同的溫區(qū)進行PCR擴增；同時開啟激光發(fā)射系統(tǒng)(E)和熒光探測采集系統(tǒng)(F)，由信 號分析系統(tǒng)(L)進行實時數(shù)據(jù)讀取和分析； 實驗結(jié)束后，開啟聚合反應(yīng)的閥門（G)，使廢液從廢液排出系統(tǒng)（H)流出，進入廢液盒 (M)〇
【文檔編號】C12M1/34GK106047687SQ201610615828
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月29日
【發(fā)明人】周輝, 王偉東
【申請人】周輝