一種紙基核酸擴增與檢測一體化的檢測裝置及檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于生物試紙檢測技術領域，具體涉及一種紙基核酸擴增與檢測一體化的 檢測裝置及檢測方法。
【背景技術】
[0002] 核酸擴增是分子生物學的研究基礎，是基因診斷技術中一種最常用的方法。隨 著生物技術的發展，許多種類的核酸等溫擴增技術已被開發，如環介導等溫擴增（loop -， mediated isothermal amplification，LAMP)、重組酶聚合酶擴增技術（Recombinase Polymerase Amplification，RPA)、依賴核酸序列擴增（nucleic acid sequence-based amplification，NASBA)、鏈置換技術（strand displacement amplification, SDA)及角軍鏈 酶擴增（helicase dependent amplification, HDA)等。核酸擴增技術被認為是可替代目 前最常規的合酶鏈反應（PCR)的前沿技術。常規PCR必須經過變性、退火、延伸三個步驟， 使得現有的PCR儀設備昂貴，且檢測耗時耗力。相比而言，等溫核酸擴增在特定的溫度下即 可實現，無需PCR要求的精密溫度循環裝置，因此可實現便攜式的快速檢測。
[0003] LAMP技術具有反應時間短、特異性強、靈敏度高等優點，敏感性高于常規PCR方法 的10倍，同時保持了 PCR技術的高特異性檢測，因此LAMP技術綜合表現是優于目前常規 PCR技術的。然而，LAMP -般都需使用外接電源或大功率加熱器加熱。隨著微流體技術的 發展，低成本、小型化、便捷化的試紙檢測法日漸受人們的重視。紙張資源豐富、可再生、生 物相容性好，具有天然的微孔結構，可通過毛細力自動栗送液體，易于實現試劑混勻、流速 控制、及檢測時間控制，因此適合作為簡單、廉價的LAMP平臺。目前的紙基核酸擴增研究， 包括使用紙實現RPA及HDA，但是紙基擴增與試紙檢測分步進行，沒有實現兩者的一體化集 成，使得核酸擴增和檢測的操作步驟復雜，無法進行高效、快速的檢測。
【發明內容】
[0004] 為了克服上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種紙基核酸擴增與 檢測一體化的檢測裝置及檢測方法，該檢測裝置設計合理，溫度可控，操作簡單；該檢測方 法能夠簡化核酸擴增和檢測的操作步驟，達到高效、快速檢測的目的。
[0005] 本發明是通過以下技術方案來實現：
[0006] -種紙基核酸擴增與檢測一體化的檢測裝置，包括內部設有加熱控溫設備的箱 體，在箱體頂部開設腔體，腔體內設有加熱腔和檢測腔，加熱腔的深度大于檢測腔；在檢測 腔上方設有透明的蓋板。
[0007] 在箱體頂部設有手提，在箱體的側面上設有溫度調節觸控顯示屏。
[0008] 所述加熱腔內的控溫范圍為環溫+5°C~100°C，控溫精度達± 0.1 °C。
[0009] 所述箱體的體積為20cmX 14cmX 13cm。
[0010] 加熱腔為長方體，體積為5_X 10_X 25mm ;檢測腔為圓柱體，直徑為5mm，深度為 10mnin
[0011] 加熱腔由鋁合金制成，加熱腔外部包覆隔熱材料。
[0012] 箱體內置有能夠為加熱控溫設備供電的可充電鋰離子電池。
[0013] 本發明還公開了一種基于上述檢測裝置進行檢測的方法，包括以下步驟：
[0014] 1)將擴增試劑、目標核酸及引物滴加在測試紙的結合墊上，用膠紙將測試紙上的 擴展區遮蓋，使測試紙的擴展區和檢測區隔開，然后將測試紙置于檢測裝置的加熱腔中進 行核酸擴增；
[0015] 2)待擴增完成后，把膠紙拆開，通過單面粘膠讓測試紙的擴展區和檢測區結合，然 后向檢測裝置的檢測腔中滴加緩沖液，將擴展區和檢測區結合的測試紙放入檢測腔中進行 核酸檢測；
[0016] 3)對測試紙的檢測區拍照，將照片顏色轉為灰度值，根據灰度值判斷目標物的濃 度，得出分析結果。
[0017] 與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：
[0018] 本發明公開的紙基核酸擴增與檢測一體化的檢測裝置，包括內部設有加熱控溫設 備的箱體，箱體頂部開設測試腔，測試腔包括一個加熱腔和一個常溫的檢測腔。試紙條放置 在加熱腔內進行核酸擴增，待擴增完成后轉移到檢測腔內進行核酸檢測。本裝置可以根據 不同的擴增溫度進行溫度的調節和控制，操作簡單，使用方便。
[0019] 本發明公開的檢測方法，先用膠紙將測試紙上的擴展區遮蓋，使測試紙的擴展區 和檢測區隔開，以提防液體蒸發，然后將測試紙放置在加熱腔內進行擴增，待擴增完成后， 通過單面粘膠讓測試紙兩個區域結合，并滴加緩沖液后在檢測腔中進行檢測。本發明提供 的方法，能夠對任意目標核酸進行任何一種擴增及檢測一體化操作，尤其是在紙基上實現 核酸擴增（LAMP)及其檢測一體化集成，紙基LAMP核酸擴增適宜的溫度范圍為63°C，過程僅 需15分鐘。總擴增及檢測時間不超過30分鐘。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發明檢測裝置的結構示意圖；
[0021] 圖2為本發明檢測裝置的結構俯視圖；
[0022] 圖3為本發明的試紙條的結構示意圖；
[0023] 其中，1為箱體；2為腔體；3為加熱腔；4為檢測腔；5為手提；6為溫度調節觸控顯 示屏；7為擴增區；8為結合墊；9為層析膜；10為吸收墊；11為支持墊；12為膠紙；13為檢 測區；14為對照區。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合具體的實施例對本發明做進一步的詳細說明，所述是對本發明的解釋而 不是限定。
[0025] 參見圖1和2,本發明公開的一種紙基核酸擴增與檢測一體化的檢測裝置，該裝置 為便攜一體式結構，包括內部設有加熱控溫設備的箱體1，在箱體1頂部開設腔體2,腔體2 內設有加熱腔3和檢測腔4,加熱腔3的深度大于檢測腔4 ;在檢測腔4上方設有透明的蓋 板。在箱體1頂部設有手提5,在箱體1的側面上設有溫度調節觸控顯示屏6,能夠實現實 測溫度與設定溫度的雙數碼顯示。
[0026] 優選地，檢測裝置體積不超過20cmX 14cmX 13cm。腔體2內的加熱腔3是個長方 體，體積不超過5_X 10_X 25_。檢測腔4是個圓柱體或其它截面形狀，直徑不超5_，深 度不超過1〇_，檢測腔體不加熱，為常溫環境。檢測腔3是由耐腐蝕的聚甲醛構成，其頂部 設有塑料上蓋。
[0027] 加熱腔3由導熱性能良好耐腐蝕的金屬材料構成，如鋁合金等。其底面由電加熱 膜加熱，外部有隔熱材料保溫，以減小腔體內的溫度波動。加熱腔3的內控溫范圍為環溫 +5°C~100°C，控溫精度可達最高±0. 1°C。
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