一種高通量等溫擴增裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生命醫(yī)學(xué)檢測及疾病診斷領(lǐng)域，尤其涉及一種基于等溫擴增原理，用于微流控芯片的核酸擴增裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為一種最具代表性的核酸擴增方法，PCR技術(shù)自誕生到現(xiàn)在，已經(jīng)成為分子生物學(xué)中最為核心的技術(shù)手段之一。基于PCR的核酸檢測方法由于具有靈敏度高、特異性好的特點，在生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)檢驗中，占據(jù)了極其重要的位置。近年來，除了 PCR外，涌現(xiàn)出了各類等溫擴增技術(shù)，如LAMP、NASBA、RCA等。PCR涉及到2_3個不同的反應(yīng)溫度，與此不同，等溫擴增往往在某個單一溫度條件下完成。而且，等溫擴增所需的反應(yīng)時間往往少于PCR反應(yīng)時間。由于反應(yīng)溫度條件較為簡單，而且所需反應(yīng)時間較短，等溫擴增正日益受到人們的關(guān)注與重視，在核酸檢測領(lǐng)域占據(jù)越加重要的地位。
[0003]微流控芯片在微尺度空間下，借助各類功能單元來完成生物化學(xué)反應(yīng)所需的多個反應(yīng)步驟，為生物醫(yī)學(xué)診斷、分析化學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域提供了一個具有獨到優(yōu)勢的技術(shù)平臺。除了有利于實現(xiàn)整個檢測、分析、診斷過程的自動化外，微流控芯片的反應(yīng)器體積往往要顯著小于傳統(tǒng)的反應(yīng)試管，這既節(jié)省了反應(yīng)試劑，同時也有利于減少反應(yīng)時間。因此，基于微流控芯片的等溫擴增方法正日益受到各國科研人員的關(guān)注。基于微流控技術(shù)，一方面可以減少等溫擴增所需的反應(yīng)時間與試劑消耗，另一方面，有利于實現(xiàn)高通量檢測，提高檢測效率。因此，基于新型的加熱及溫控技術(shù)實現(xiàn)簡化的高通量等溫擴增，一方面有利于提高核酸檢測的效率，另一方面有利于降低裝置復(fù)雜度及核酸檢測的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明通過一個單回路溫度控制系統(tǒng)，采用恒流驅(qū)動模式，對串聯(lián)模式下的多組加熱模塊實現(xiàn)統(tǒng)一控制，可同時進行多個微流控芯片上的等溫擴增反應(yīng)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種高通量等溫擴增裝置，該裝置包括溫度控制系統(tǒng)1、可控恒流源2、加熱模塊3、溫度檢測單元7 ；
[0006]加熱模塊3由N(N取正整數(shù))組子加熱模塊串聯(lián)組成，每組子加熱模塊包括轉(zhuǎn)接板6和功率電阻5，微流控芯片4設(shè)置在第i子加熱模塊3i (I < i < N)中，第i子加熱模塊3i (I < i < N)為微流控芯片4提供等溫擴增反應(yīng)所需的溫度，功率電阻5為加熱源；溫度檢測單元7設(shè)置在加熱模塊3中的某一子加熱模塊中，溫度控制系統(tǒng)I 一端與可控恒流源2連接，另一端與溫度檢測單元7連接；可控恒流源2設(shè)置在加熱模塊3的兩端。轉(zhuǎn)接板6為微流控芯片4與功率電阻5之間的連接件，轉(zhuǎn)接板6用于固定擴增微流控芯片4，同時將功率電阻5產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至擴增微流控芯片4。
[0007]可控恒流源2同時為N組子加熱模塊串聯(lián)組成的加熱模塊3提供驅(qū)動電流。
[0008]溫度檢測單元7測量加熱模塊3中的一個子加熱模塊的反應(yīng)溫度；溫度檢測單元7用于檢測加熱模塊的實際反應(yīng)溫度，并將該測量溫度反饋給溫度控制系統(tǒng)I。
[0009]溫度控制系統(tǒng)I根據(jù)溫度檢測單元7提供的反饋溫度，調(diào)節(jié)可控恒流源2的輸出電流大小，對第i子加熱模塊3i (I < i < N)實施閉環(huán)溫度控制，并由此對多組處于串聯(lián)模式下的各個子加熱模塊實現(xiàn)統(tǒng)一控制，使其均達到設(shè)定的反應(yīng)溫度，為高通量模式下的等溫擴增提供理想的反應(yīng)溫度。
[0010]轉(zhuǎn)接板6用于固定微流控芯片4，同時將功率電阻產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至微流控芯片4的反應(yīng)腔。
[0011]溫度控制系統(tǒng)I為一個單回路溫度控制系統(tǒng)，根據(jù)溫度檢測單元提供的反饋溫度，通過自動調(diào)節(jié)可控恒流源的輸出電流值大小，對加熱模塊的反應(yīng)溫度實現(xiàn)閉環(huán)控制，最終使得微流控芯片達到設(shè)定的反應(yīng)溫度。
[0012]—組或N組相同的子加熱模塊相互串聯(lián)，其中，各組加熱模塊加熱對應(yīng)的微流控芯片，實現(xiàn)高通量等溫擴增。
[0013]溫度檢測單元7為熱敏電阻或熱電阻或熱電偶，用于檢測一組子加熱模塊的反應(yīng)溫度。
[0014]通過一個單回路溫度控制系統(tǒng)，對一組子加熱模塊實現(xiàn)閉環(huán)溫度控制，基于恒流驅(qū)動模式，由此實現(xiàn)對多組相互串聯(lián)的子加熱模塊的反應(yīng)溫度間接控制。
[0015]本發(fā)明的高通量等溫擴增裝置，實現(xiàn)了簡化的高通量微流控等溫擴增反應(yīng)，有效降低了系統(tǒng)復(fù)雜度與裝置成本。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例或描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為高通量等溫擴增裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2為LAMP芯片高通量等溫擴增系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖3為CPCR(對流PCR)芯片高通量等溫擴增系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖中:1、溫度控制系統(tǒng)，2、可控恒流源，3、加熱模塊，4、擴增微流控芯片，5、加熱源功率電阻，6、轉(zhuǎn)接板，7、溫度檢測單元，8、固定槽，51、上層加熱功率電阻，52、下層加熱功率電阻，61、上層轉(zhuǎn)接板，62、下層轉(zhuǎn)接板，71、上層溫度檢測單元，72、下層溫度檢測單元，81、第一固定槽，82、第二固定槽。
【具體實施方式】
[0021]如圖1為本發(fā)明高通量等溫擴增裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，一種高通量等溫擴增裝置，該裝置包括溫度控制系統(tǒng)1、可控恒流源2、加熱模塊3、溫度檢測單元7 ;
[0022]加熱模塊3由N(N取正整數(shù))組子加熱模塊串聯(lián)組成，每組子加熱模塊包括轉(zhuǎn)接板6和功率電阻5，微流控芯片4設(shè)置在第i子加熱模塊3i (I < i < N)中，第i子加熱模塊3i (I < i < N)為微流控芯片4提供等溫擴增反應(yīng)所需的溫度，功率電阻5為加熱源；溫度檢測單元7設(shè)置在加熱模塊3中的某一子加熱模塊中，溫度控制系統(tǒng)I 一端與可控恒流源2連接，另一端與溫度檢測單元7連接；可控恒流源2設(shè)置在加熱模塊3的兩端。轉(zhuǎn)接板6為微流控芯片4與功率電阻5之間的連接件，轉(zhuǎn)接板6用于固定擴增微流控芯片4