一种快速PCR热循环系统

本发明属于数字pcr领域，具体涉及一种快速pcr热循环系统和反应芯片。

背景技术：

1、核酸扩增检测是通过酶的作用将待检核酸序列进行多次半保留复制，随后检测的方法。根据核酸扩增是否需要变温循环的过程，又可以分为聚合酶链式反应(pcr)方法和恒温扩增方法。经过发展，pcr技术又细分为荧光定量pcr，多重pcr，可变串联重复pcr，不对称pcr，巢式pcr以及数字pcr等。数字pcr中，包括基于微流控芯片的技术，微流控芯片通常是以微通道为结构特征，是一种集样品处理、生化反应和结果检测等几个典型步骤为一体的微型生化分析仪器。然而，利用在微流控芯片上的刻蚀技术或者采用的材料等介质会对核酸提取效率造成影响，而且核酸提取步骤繁琐，微流控芯片的制备成本也随之升高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种适用于简易的led加热方法的，具有低比表面积的、基于电荷转化材料修饰的微流控芯片，并在微流控芯片上实现效果核酸高效提取和原位扩增检测。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种快速pcr热循环系统，包括加热器，反应芯片和散热器；具体地，所述加热器位于所述反应芯片的上方，所述散热器位于所述反应芯片的下方；

4、其中，所述加热器由控制器和led阵列构成，控制器控制led阵列中每个led单元的开关，实现反应微滴的光学加热；

5、所述反应芯片为pmma-pdms-pmma结构，反应芯片具有反应腔，腔内可以形成单层平面的反应微滴阵列；

6、具体地，所述反应芯片制作方法包括：

7、步骤1：将4mm的上层pmma板材进行激光切割，形成进液口，并且在2×10-7托的基压下通过电子束蒸发在反应腔区域沉积形成金薄膜。

8、步骤2：采用模塑法对pdms(聚二甲基硅氧烷)薄膜进行刻蚀，形成反应腔。

9、步骤3：将5mm厚的底部pmma板材和pdms薄膜进行等离子清洗，清洗完成后，将底部pmma板材在5％aptes的偶联剂中浸泡10分钟，再放入干燥箱进行硅烷化反应，将硅烷化反应后的底部pmma板材进行二次等离子清洗，将二次等离子清洗后的底部pmma板材和pdms薄膜放入热压机中进行热键合。

10、步骤4：将热键合后的底部pmma板材和pdms再次进行等离子清洗，贴合到步骤1得到的金薄膜修饰的上层pmma板材上，放入热压机中进行热键合，形成反应芯片。

11、步骤5：将反应芯片进行真空等离子处理1分钟；将壳聚糖溶液注入芯片腔体中，静置24h；

12、步骤6：将反应芯片中的壳聚糖溶液吸出，采用去离子水清洗，再将芯片烘干，得到最终使用的反应芯片。

13、进一步的，所述led单元为波长为450-480nm的led灯。

14、进一步的，所述壳聚糖溶液为0.85％(w/v)的壳聚糖的乙酸浓度为1％(w/v)的溶液。

15、进一步的，所述散热器为风扇。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、1.采用led加热方法直接对反应微滴进行加热，提高加热的均匀性，同时能够降低系统升温和降温所需要的时间，提高热循环速度。

18、2.采用led加热方法来直接对微滴进行加热，由于为了帮助微滴吸收热量，对反应芯片进行金薄膜修饰，为了防止其对pcr反应的抑制，进一步对反应芯片修饰了壳聚糖，消除了该抑制反应。

技术特征：

1.一种快速pcr热循环系统，其特征在于：包括加热器、反应芯片和散热器；具体地，所述加热器位于所述反应芯片的上方，所述散热器位于所述反应芯片的下方；

2.根据如权利要求1所述的快速pcr热循环系统，其特征在于：所述led单元为波长为450-480nm的led灯。

3.根据如权利要求1所述的快速pcr热循环系统，其特征在于：所述壳聚糖溶液为0.85％(w/v)的壳聚糖的乙酸浓度为1％(w/v)的溶液。

4.根据如权利要求1所述的快速pcr热循环系统，其特征在于：所述散热器为风扇。

技术总结
本发明提供了快速PCR热循环系统，包括加热器，反应芯片和散热器；具体地，所述加热器位于所述反应芯片的上方，所述散热器位于所述反应芯片的下方；其中，所述加热器由控制器和LED阵列构成，控制器控制LED阵列中每个LED单元的开关，实现反应微滴的光学加热；所述反应芯片由为PMMA‑PDMS‑PMMA结构，反应芯片具有反应腔，腔内可以形成单层平面微滴阵列；并对对反应芯片进行修饰，提高热转换效率和核酸扩增反应效果。

技术研发人员：蒋黎敏,曾俊祥,沈袁恒,赵霞
受保护的技术使用者：上海交通大学医学院附属新华医院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17