CN109486665A - 一种核酸扩增杂交生物芯片反应管 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种核酸扩增杂交生物芯片反应管，涉及生物科学研究与应用技术领域。该核酸扩增杂交生物芯片反应管包括反应管本体；反应管本体内设置敞口的容置腔，容置腔底部设置扩增槽，侧壁设置夹槽。本发明的核酸扩增杂交生物芯片反应管，根据需要在敞口容置腔内设置扩增槽，并利用夹槽固定放置生物芯片，避免了多个扩增反应的相互干扰，利于核酸扩增和杂交的一体式反应，提高多通道核酸检测的自动化程度，并减少假阳性污染等问题。

Description

一种核酸扩增杂交生物芯片反应管

技术领域

本发明涉及生物科学研究与应用技术领域，具体而言，涉及一种核酸扩增杂交生物芯片反应管。

背景技术

生物芯片杂交指将从生物样品分离到的蛋白、DNA或RNA样品与生物芯片进行反应，从固定于芯片的探针阵列得到样品的序列信息。由于玻片本身的荧光本底很低，所以可用荧光标记的方法来对生物芯片实施检测和分析，同时具有快速、精确和安全等优点。而且，还可用多个荧光素进行标记以实现一次性分析多个生物样品。

现有技术中，2016年04月27日公开了一种专利技术(专利文件名称为：一种生物芯片杂交盒，申请号为CN201610080239.3)，其特点是将生物芯片放置在杂交盒中进行扩增杂交反应，该杂交盒盒体的上表面间隔设置多个容置空腔，虽然保证了杂交盒的高通量，却不利于多个容置空腔的装载和观察。

2012年12月05日公开了一种专利技术(专利文件名称为：用于生物芯片杂交仪的连套排管，申请号为CN201220233045.X)，其特点是设置连套排管，利用外套和排管本体，在将样本放入排管本体时，避免了液体样本倾漏到外部，并将多个排管的液体样本进行了排序，方便了样本在实验室间整体的传递。然而，却不方便单独提取其中的选定样本进行操作。

所以，如何改进核酸扩增杂交的生物芯片试验容器，不仅利于多个样本多个生物芯片的并行反应，还不影响单个反应的独立操作和观察是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核酸扩增杂交生物芯片反应管，以解决核酸扩增和杂交一体式反应、提高多通道核酸检测自动化程度、减少假阳性污染等问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种核酸扩增杂交生物芯片反应管，包括反应管本体；所述反应管本体内设置敞口的容置腔，所述容置腔底部设置扩增槽，侧壁设置夹槽。

在上述技术方案的基础上，进一步，所述扩增槽的数量至少为一个，多个所述扩增槽之间依次通过隔挡板分隔。

——该技术方案的技术效果在于：分隔成两个或者两个以上独立的反应空间，以防不同检测物反应之间的干扰，提高反应管的检测准确率。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，所述夹槽包括左右对应设置的左导槽和右导槽；所述左导槽的底端和所述右导槽的底端位于所述扩增槽的上沿。

——该技术方案的技术效果在于：由于检测过程中容置腔内置入生物芯片，左导槽和右导槽的结构设计方便了生物芯片的放入、拿取和固定。其中，扩增槽由上述隔挡板实现分隔，生物芯片只需放置在扩增槽的上方即可，故左导槽和右导槽均位于扩增槽的上沿。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，还包括紧固导轨；所述紧固导轨设置在所述容置腔中位于所述左导槽和所述右导槽之间的侧壁上，其长度方向沿所述容置腔的深度方向延伸。

——该技术方案的技术效果在于：紧固导轨用于夹紧生物芯片，防止在检测过程中或者搬运过程中发生位置偏离。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，所述紧固导轨呈坡度设置，距离所述容置腔的敞口越近，其厚度越大。

——该技术方案的技术效果在于：坡度设计的紧固导轨有利于生物芯片的夹紧，防止松脱。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，所述反应管本体的底部轮廓呈V形或者U形。

——该技术方案的技术效果在于：V形或者U形的底部利于整个反应管拿取和存放，如承载反应管并用于监控的槽腔。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，所述反应管本体为透明瓶体。

——该技术方案的技术效果在于：由于在扩增反应试验中，需要通过设备进行观察，故反应管本体应设置为透明结构。

在上述技术方案的基础上，进一步，还包括旋盖，所述旋盖能够旋紧固定在所述反应管本体的端部，封堵所述容置腔的敞口。

——该技术方案的技术效果在于：旋盖封堵了容置腔，能够防止液体样本的倾撒或者挥发，方便了反应管在不同试验场合之间的移动。根据实际需要，可选择设置为螺接、卡接或者扣合连接等连接方式，此处优选螺旋紧固方式。

在上述任一技术方案的基础上，进一步，还包括注入孔；所述注入孔设置在所述旋盖上。

——该技术方案的技术效果在于：设置注入孔，可避免频繁打开旋盖，通过加样针即可实现核酸样本的注入和提取。根据需要可设置一个或者多个注入孔。

可选地，进一步，还包括密封垫；所述密封垫贴合设置在所述反应管本体的端部，封堵所述容置腔的敞口。

——该技术方案的技术效果在于：利用加样针穿刺密封垫可注入或提取核酸样本。且密封垫对容置腔的密封效果比旋盖的密封效果更好。

本发明具有如下有益效果：

本发明提供的核酸扩增杂交生物芯片反应管，根据需要在敞口容置腔内设置扩增槽，并利用夹槽固定放置生物芯片，避免了多个扩增反应的相互干扰，利于核酸扩增和杂交的一体式反应，提高多通道核酸检测的自动化程度，并减少假阳性污染等问题。

本发明的附加技术特征及其优点将在下面的描述内容中阐述地更加明显，或通过本发明的具体实践可以了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的核酸扩增杂交生物芯片反应管的外部轮廓图；

图2为本发明实施例提供的核酸扩增杂交生物芯片反应管的第一方向侧视图；

图3为本发明实施例提供的核酸扩增杂交生物芯片反应管的第二方向侧视图；

图4为本发明实施例提供的核酸扩增杂交生物芯片反应管中容置腔敞口位置结构示意图；

图5为本发明实施例提供的核酸扩增杂交生物芯片反应管(两个隔挡板)中容置腔敞口方向正视图；

图6为图5中A-A向剖视图；

图7为本发明实施例提供的核酸扩增杂交生物芯片反应管(一个隔挡板)中容置腔敞口方向正视图；

图8为图7中B-B向剖视图；

图9为多种检测样本的具体序列表；

图10为核酸探针点样结果示意图；

图11为化学发光法检测结果示意图；

图12为量子点荧光法检测结果示意图；

图13为可视化检测结果示意图。

图标：1-反应管本体；2-容置腔；3-扩增槽；4-隔挡板；5-左导槽；6-右导槽；7-紧固导轨。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一、现有技术说明：

现有技术中，2016年04月27日公开了一种专利技术(专利文件名称为：一种生物芯片杂交盒，申请号为CN201610080239.3)，其特点是将生物芯片放置在杂交盒中进行扩增杂交反应，该杂交盒盒体的上表面间隔设置多个容置空腔，虽然保证了杂交盒的高通量，却不利于多个容置空腔的装载和观察。

2012年12月05日公开了一种专利技术(专利文件名称为：用于生物芯片杂交仪的连套排管，申请号为CN201220233045.X)，其特点是设置连套排管，利用外套和排管本体，在将样本放入排管本体时，避免了液体样本倾漏到外部，并将多个排管的液体样本进行了排序，方便了样本在实验室间整体的传递。然而，却不方便单独提取其中的选定样本进行操作。

二、本发明技术方案概述：

本发明提供的核酸扩增杂交生物芯片反应管，包括反应管本体1；反应管本体1内设置敞口的容置腔2，容置腔2底部设置扩增槽3，侧壁设置夹槽。

上述核酸扩增杂交生物芯片反应管的技术方案，能够解决核酸扩增和杂交一体式反应、提高多通道核酸检测自动化程度、减少假阳性污染等问题：根据需要在敞口容置腔2内设置扩增槽3，并利用夹槽固定放置生物芯片，避免了多个扩增反应的相互干扰，利于核酸扩增和杂交的一体式反应，提高多通道核酸检测的自动化程度，并减少假阳性污染等问题。

三、本发明技术方案具体实施方式：

针对上述现有技术方案存在的技术问题，下面结合具体的实施方式对本发明的技术方案做进一步的解释说明：

本实施例提供了一种核酸扩增杂交生物芯片反应管，其中：图1为本发明实施例提供的核酸扩增杂交生物芯片反应管的外部轮廓图；图2为本发明实施例提供的核酸扩增杂交生物芯片反应管的第一方向侧视图；图3为本发明实施例提供的核酸扩增杂交生物芯片反应管的第二方向侧视图；图4为本发明实施例提供的核酸扩增杂交生物芯片反应管中容置腔2敞口位置结构示意图；图5为本发明实施例提供的核酸扩增杂交生物芯片反应管(两个隔挡板4)中容置腔2敞口方向正视图；图6为图5中A-A向剖视图；图7为本发明实施例提供的核酸扩增杂交生物芯片反应管(一个隔挡板4)中容置腔2敞口方向正视图；图8为图7中B-B向剖视图。如图1～8所示，核酸扩增杂交生物芯片反应管包括反应管本体1；反应管本体1内设置敞口的容置腔2，容置腔2底部设置扩增槽3，侧壁设置夹槽。

在上述实施例的基础上，如图5～8所示，进一步地，扩增槽3的数量至少为一个，多个扩增槽3之间依次通过隔挡板4分隔。其中，分隔成两个或者两个以上独立的反应空间，以防不同检测物反应之间的干扰，提高反应管的检测准确率。

在上述实施例的基础上，如图4、5、7所示，进一步地，夹槽包括左右对应设置的左导槽5和右导槽6；左导槽5的底端和右导槽6的底端位于扩增槽3的上沿。在该结构中，由于检测过程中容置腔2内置入生物芯片，左导槽5和右导槽6的结构设计方便了生物芯片的放入、拿取和固定。其中，扩增槽3由上述隔挡板4实现分隔，生物芯片只需放置在扩增槽3的上方即可，故左导槽5和右导槽6均位于扩增槽3的上沿。

在上述实施例的基础上，如图4～8所示，进一步地，还包括紧固导轨7；紧固导轨7设置在容置腔2中位于左导槽5和右导槽6之间的侧壁上，其长度方向沿容置腔2的深度方向延伸。在该结构中，紧固导轨7用于夹紧生物芯片，防止在检测过程中或者搬运过程中发生位置偏离。

在上述实施例的基础上，如图4～8所示，进一步地，紧固导轨7呈坡度设置，距离容置腔2的敞口越近，其厚度越大。坡度设计的紧固导轨7有利于生物芯片的夹紧，防止松脱。

在上述实施例的基础上，如图1、2、6、8所示，进一步地，反应管本体1的底部轮廓呈V形或者U形。其中，V形或者U形的底部利于整个反应管拿取和存放，如承载反应管并用于监控的槽腔。

在上述实施例的基础上，进一步地，反应管本体1为透明瓶体。在该结构中，由于在扩增反应试验中，需要通过设备进行观察，故反应管本体1应设置为透明结构。

在上述实施例的基础上，进一步地，还包括旋盖(未标注)，旋盖能够旋紧固定在反应管本体1的端部，封堵容置腔2的敞口。在该结构中，旋盖封堵了容置腔2，能够防止液体样本的倾撒或者挥发，方便了反应管在不同试验场合之间的移动。根据实际需要，可选择设置为螺接、卡接或者扣合连接等连接方式，此处优选螺旋紧固方式。

在上述实施例的基础上，进一步地，还包括注入孔(未标注)；注入孔设置在旋盖上。由于设置了注入孔，可避免频繁打开旋盖，通过加样针即可实现核酸样本的注入和提取。根据需要可设置一个或者多个注入孔。

可选地，反应管本体1设置密封垫(未标注)；密封垫贴合设置在反应管本体1的端部，封堵容置腔2的敞口。利用加样针穿刺密封垫可注入或提取核酸样本。且密封垫对容置腔2的密封效果比旋盖的密封效果更好。

采用上述核酸扩增杂交生物芯片反应管的生物芯片检测方法，具体流程如下：

1、将生物芯片、待检测样本以及引物放入反应管中；

2、通过控制反应管中液体的流入和流出以及温度变化，实现待检测样本的扩增以及扩增产物与生物芯片的杂交；

3、采用不同的检测方式进行相应的处理后，利用成像装置获取杂交完成的生物芯片的信息，再经数据处理后得到最终的检测结果。

具体进行以下举例：

检测样本的甲流、乙流、RSV、腺病毒，按常规方法设计这几种检测物的引物和探针，具体序列如图9所示，图9为多种检测样本的具体序列表。

核酸探针点样：生物芯片为自产醛基化玻片，探针点样浓度为10μM，室温干燥保存，示意图如图10所示，图10为核酸探针点样结果示意图。

PCR扩增：核酸样本(待检测物)、生物芯片与PCR mix试剂(包括引物和缓冲液)混合，加入反应管中，仪器半导体加热制冷片热循环参数：94℃10s，55℃20s,72℃20s，40个循环，实现边扩增边杂交。然后通过注射泵和电磁阀泵入洗液清洗生物芯片。

后续分别采用3种仪器和试剂实现了化学发光，量子点荧光和可视化3种检测方式。

化学发光法检测：向多个反应管自动泵入100μL辣根酶标记的亲和素溶液，37℃反应30min。泵入PBST洗液清洗。再泵入100μL化学发光底物液(密理博高敏化学发光底物液A液：B液＝1:1)。高灵敏CCD成像元件(型号JAICM-030-GE)在导轨上运动至各个生物芯片正前方，采集化学发光生物芯片图像，每张芯片曝光时间10s，共计8张芯片。结果如图11所示，图11为化学发光法检测结果示意图。此图像结果表明该样本为甲型流感核酸阳性。

量子点荧光法检测：向多个反应管自动泵入100μL,25nM武汉珈源亲和素标记的红色量子点SA-QDs625溶液，37℃反应30min。泵入PBST洗液清洗。开启波长365nm，5W紫外LED光源激发QDs发射荧光，并经滤光片(624/40nm，型号Edmund Optical 67-021)滤波，高灵敏CCD成像元件在导轨上运动至各个生物芯片正前方，采集量子点荧光生物芯片图像，每张生物芯片曝光时间10s，共计8张生物芯片。结果如图12所示，图12为量子点荧光法检测结果示意图，此图像结果表明该样本为甲型流感核酸阳性。

可视化检测：向多个反应管自动泵入100μL,25nM武汉珈源亲和素标记的红色量子点SA-QDs625溶液，37℃反应30min。泵入PBST洗液清洗。再泵入100μL银染底物液，反应5min，去离子水清洗。开启波长白光LED光源，CCD成像元件在导轨上运动至各个生物芯片正前方，采集可视化生物芯片图像，共计8张生物芯片。结果如图13所示，图13为可视化检测结果示意图，此图像结果表明该样本为甲型流感核酸阳性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种核酸扩增杂交生物芯片反应管，其特征在于，包括反应管本体；所述反应管本体内设置敞口的容置腔，所述容置腔底部设置扩增槽，侧壁设置夹槽。

2.根据权利要求1所述的核酸扩增杂交生物芯片反应管，其特征在于，所述扩增槽的数量至少为一个，多个所述扩增槽之间依次通过隔挡板分隔。

3.根据权利要求1所述的核酸扩增杂交生物芯片反应管，其特征在于，所述夹槽包括左右对应设置的左导槽和右导槽；所述左导槽的底端和所述右导槽的底端位于所述扩增槽的上沿。

4.根据权利要求3所述的核酸扩增杂交生物芯片反应管，其特征在于，还包括紧固导轨；所述紧固导轨设置在所述容置腔中位于所述左导槽和所述右导槽之间的侧壁上，其长度方向沿所述容置腔的深度方向延伸。

5.根据权利要求4所述的核酸扩增杂交生物芯片反应管，其特征在于，所述紧固导轨呈坡度设置，距离所述容置腔的敞口越近，其厚度越大。

6.根据权利要求1～5任一项所述的核酸扩增杂交生物芯片反应管，其特征在于，所述反应管本体的底部轮廓呈V形或者U形。

7.根据权利要求1～5任一项所述的核酸扩增杂交生物芯片反应管，其特征在于，所述反应管本体为透明瓶体。

8.根据权利要求1～5任一项所述的核酸扩增杂交生物芯片反应管，其特征在于，还包括旋盖，所述旋盖能够旋紧固定在所述反应管本体的端部，封堵所述容置腔的敞口。

9.根据权利要求8所述的核酸扩增杂交生物芯片反应管，其特征在于，还包括注入孔；所述注入孔设置在所述旋盖上。

10.根据权利要求1～5任一项所述的核酸扩增杂交生物芯片反应管，其特征在于，还包括密封垫；所述密封垫贴合设置在所述反应管本体的端部，封堵所述容置腔的敞口。