平板等溫核酸擴增芯片的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于生物技術領域，具體涉及一種平板原位等溫核酸擴增實驗裝置和實驗方法。
【背景技術】
[0002]微流控技術是現今國際高新科技前沿領域之一，在核酸提取、擴增、檢測研究中的應用取得了快速發展，已逐漸成為核酸研究最有潛力的發展方向之一。它采用微機電技術加工出具有微米尺度通道網絡結構的芯片，通過對芯片中皮升至納升級微流體的操縱和控制，實現生物醫學和化學實驗室的集成化分析檢測功能。滑動芯片(SlipChip)技術就是微流控技術的一種，由具有微結構的上下兩塊基片組成，由上層基片加入引物預混合液、酶預混合液、DNA，通過滑動上層基片實現液體在上下層基片交互轉移從而于反應腔混合所有反應試劑原位擴增。
[0003]環介導等溫核酸擴增(loop-mediatedisothermal amplificat1n，LAMP)是一種恒溫核酸擴增方法。該技術利用4種特異性引物依靠一種高活性鏈置換DNA聚合酶在DNA處于動態平衡時(65°C左右)使得鏈置換DNA合成在不停地自我循環。整個反應無需反復的熱循環，而且特異性強、靈敏度高、快速高效、鑒定簡便，為法醫學、生態環境、食品等領域的實時診斷檢測應用創造了條件。
[0004]但是國內外現有的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現原位擴增的系統裝置。因此，本發明基于上述研究背景，發展了一種平板原位等溫核酸擴增芯片。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供了平板原位等溫核酸擴增芯片，該芯片操作簡便，可實現同時擴增不同的樣品，降低了試驗操作強度，而且節約了樣品和試劑的消耗量，降低了實驗成本。
[0006]為了實現以上目的，本發明提供了一種平板原位核酸擴增芯片，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]上層載體上設有樣品進樣口組、聚合酶進樣口組、引物進樣口組、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]下層載體上設有進樣槽、第二流道組、反應腔組、梳齒形通道、第三凹槽流孔組；反應腔組設于梳齒形通道齒端之間或一側，且反應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，樣品進樣口組與反應腔組的位置相流通；聚合酶進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；引物進樣口組與進樣槽、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]向反應腔組添加引物時，平移上層載體，使第一凹槽流孔組與反應腔組相流通，弓丨物從第一凹槽流孔流入反應腔組內；
[0011]向反應腔組添加聚合酶時，平移上層載體，使反應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腔組內。
[0012]作為優選的，上層載體和下層載體為長方形載體。
[0013]作為優選的，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；反應腔組包括反應腔；樣品進樣口組包括樣品進樣口 ；
[0014]樣品進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，樣品進樣口與第一凹槽流孔的位置相對應，第二凹槽流孔與樣品進樣口交錯排列；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]作為優選的，上層載體上設有兩組樣品進樣口組、聚合酶進樣口組、引物進樣口組、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]兩組樣品進樣口組、聚合酶進樣口組、引物進樣口組、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]下層載體上設有兩組進樣槽、第二流道組、反應腔組、梳齒形通道、第三凹槽流孔組；
[0019]兩組進樣槽、第二流道組、反應腔組、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]作為優選的，引物進樣口與第一凹槽流孔排列在上層載體的中央水平軸上，進樣槽位于下層載體的中央水平軸上。
[0021]作為優選的，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；每一個反應腔的容積相同。
[0023]作為優選的，反應腔、第一凹槽流孔、第二凹槽流孔之間的容積比為10:6:3。
[0024]作為優選的，樣品進樣口組、聚合酶進樣口組、引物進樣口組、第一出口通孔、第二出口通孔的直徑為1mm。
[0025]作為優選的，第一流道為T字形流道。
[0026]本發明還提供了一種等溫核酸擴增裝置，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增芯片；傳熱平臺設有加熱裝置；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]作為優選的，每個活動塊上設有至少2個限位組件。
[0030]作為優選的，限位組件為鐵釘。一種等溫核酸擴增方法，利用了上述任意一項的等溫核酸擴增裝置，包括以下步驟:
[0031]S0、將上層載體移動到預設位置；
[0032]S1、從引物進樣口組加入引物，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腔組相流通，引物從第一凹槽流孔流入反應腔組內；
[0034]S3、將上層載體移動回預設位置；
[0035]S4、從聚合酶進樣口組加入聚合酶，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腔組內；
[0037]S6、將上層載體移動回預設位置；
[0038]S7、從樣品進樣口組加入樣品；
[0039]S8、控制加熱裝置使反應液保持在反應溫度下。
[0040]作為優選的，在兩組樣品進樣口組、聚合酶進樣口組、引物進樣口組、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；且兩組進樣槽、第二流道組、反應腔組、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的反應腔組相流通，引物從第一凹槽流孔流入另一側的反應腔組內。
[0041]與現有技術相比，本發明的有益效果在于:
[0042]1、本發明的平板原位等溫核酸擴增芯片可進行多個樣品同時進行擴增操作，大大節約反應時間，節約了樣品和試劑的消耗量，降低了實驗成本。
[0043]2、本發明的平板原位等溫核酸擴增芯片可借助簡易加熱裝置實現平穩滑動和精確溫控，可有效對核酸進行原位擴增。
[0044]3、本芯片反應腔、流孔、流道的體積大小按一定比例設計，可以有效控制反應體系，提高了擴增效率。
[0045]4、對于部分實驗，通過本芯片可用肉眼觀察反應。
【附圖說明】
[0046]圖1為本發明第一種實施方式的芯片結構俯視圖。
[0047]圖2為本發明第二種實施方式的芯片結構俯視圖。
[0048]圖3為本發明第三種實施方式中傳熱平臺的活動塊位于初始位置時的結構示意圖。
[0049]圖4為本發明第三種實施方式中傳熱平臺的活動塊滑動后的結構示意圖。
[0050]圖5為本發明中上層載體位于初始位置的芯片結構俯視圖。