CN114196519A - 一种利用体温反应的疾病标志物检测芯片通用结构及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用体温反应的疾病标志物检测芯片通用结构及其使用方法，属于疾病检测芯片技术领域。该结构使用PDMS材料制备特定形状的主体反应芯片，利用与其匹配的特定检测试纸条实现核酸或蛋白检测。主体反应芯片包含样品反应腔、通道、PDMS隔层与检测反应槽。在样品反应腔内利用人体体温加热进行生化反应，反应结束后在检测反应槽内插入试纸条，利用试纸条尖端戳破PDMS隔层，样品反应腔内的反应产物通过通道流入试纸条，在试纸条以肉眼可见的条带颜色变化呈现出检测结果。本发明解决了反应和检测分步进行以及依赖于实验室设备进行反应的问题，可以在芯片注入反应液后，贴身放置利用体温进行疾病标志物反应以达到检测的目的。
Description
技术领域
本发明属于疾病检测芯片技术领域，涉及一种芯片的通用通道结构及其制备方法，是基于核酸等温扩增或蛋白类反应以及试纸条检测技术，设计利用体温进行样品检测前的疾病标志物生化反应，并联合试纸条技术进行检测的一种通用结构。
背景技术
利用试纸条检测核酸或蛋白，一般需要在实验室内通过聚合酶链反应(polymerase chain reaction，PCR)等技术先进行核酸扩增反应或蛋白生化反应(如抗原-抗体反应、酶催化反应等)，之后加载到试纸条进行检测。由于核酸扩增的不同温度循环变化和蛋白生化反应浓度控制复杂、定量添加试剂精确等要求，需要专业设备以及专业训练的操作人员才能检测，难以达到实验室外进行便捷检测的需求。利用重组酶聚合酶扩增等技术，可以使用单一温度进行便捷的核酸恒温扩增反应。如果设计一种特殊通用结构，将核酸等温扩增或蛋白生化反应与试纸条技术相结合，则可以不需要专业设备与人员技术培训，实现利用体温进行简单操作的实验室外核酸或蛋白检测。
发明内容
本发明将核酸恒温扩增反应或蛋白生化反应与试纸条相结合，提出一种利用体温反应的疾病标志性核酸或蛋白检测试纸条通用结构，旨在解决现有技术中存在的技术问题。
本发明的技术方案：
一种利用体温反应的疾病标志物检测芯片通用结构，将核酸或蛋白生化反应与试纸条检测相结合。所述的疾病标志物检测芯片通用结构包括主体反应芯片和试纸条。所述的主体反应芯片利用体温进行核酸扩增或蛋白反应并为试纸条检测提供场所，主体反应芯片包括样品反应腔、通道、PDMS隔层和检测反应槽。样品反应腔通过通道与检测反应槽相连，通道与检测反应槽之间设置PDMS隔层，确保在非检测状态时样品反应腔中的样品不会流入检测反应槽中。试纸条内部构造参考一般胶体金试纸条相同，试纸条包括尖端、试纸条常规结构和底板，尖端，用于插入检测反应槽并破坏PDMS隔层，试纸条常规结构用于利用自身吸水性吸收样品反应腔内的反应产物。
进一步地，样品反应腔1-1和通道1-2上装配有尺寸相同的盖子，利用铝箔胶带密封检测反应槽1-4并防止反应液飞溅。
一种利用体温反应的疾病标志物检测芯片通用结构的使用方法，具体过程为：当核酸扩增或蛋白反应在样品反应腔内完成后，在检测反应槽内插入试纸条，利用试纸条的尖端破坏PDMS隔层。借助试纸条材料的吸水力，样品反应腔内的反应产物通过通道渗移进入检测反应槽内，插入的试纸条并发生相应的显色反应，以达到检测目的。
进一步地，多个主体反应芯片能够并联使用，即一次进行多个样品的多种目标核酸或蛋白的同步检测。
本发明的有益效果：本发明设计一种特殊通用结构，将样品检测前的生化反应和试纸条技术相结合，则可以不需要专业设备与专门训练，实现利用体温进行简单操作的实验室外疾病标志物核酸或蛋白检测。克服了核酸或蛋白检测试纸条需要专门设备以及专业人员操作的缺点，并可并联多个主体反应芯片以增加多个样品反应池和通道检测反应区数目，实现多指标联合检测，提高检测效率，有效降低成本。
附图说明
图1主体反应芯片三视图；其中，(a)为俯视图，(b)为主视图，(c)为侧视图；
图2盖子三视图；其中，(a)为俯视图，(b)为主视图，(c)为侧视图；
图3试纸条结构图；其中，(a)为俯视图，(b)为主视图；
图4主体反应芯片与试纸条组装示意图；
图中：1-1样品反应腔；1-2通道；1-3PDMS隔层；1-4检测反应槽；2-5把手；2-6凸起；3-7尖端；3-8试纸条常规结构。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
一种利用体温反应的疾病标志物检测芯片通用结构，为左右对称结构。主体反应芯片(见图1)部分包括样品反应腔1-1、通道1-2、PDMS隔层1-3与检测反应槽1-4，使用PDMS材料通过相应模具一次浇筑制成，主体反应芯片的整体高度为7mm，长30.5mm，宽10mm。
样品反应腔1-1设计尺寸为半径3.5mm、高度为5mm的圆柱体腔室。样品反应腔1-1底部平整，厚度2mm，保证反应液在40分钟内均匀受热反应。通道1-2为尺寸长2.6mm，宽4mm，高5mm的长方体空间，与样品反应腔1-1直接相通。在样品反应腔1-1与通道1-2顶部使用硬质材料(如3D打印材料)制作一个相匹配的盖子，防止腔室液体溅出。盖子为左右对称结构(见图2)，分为把手2-5部分(尺寸为长12mm，宽10mm，高2mm)，以及向下的凸起2-6部分。凸起2-6部分水平截面尺寸与样品反应腔和通道1-2部分相同，高度2mm。
PDMS隔层1-3厚度为1mm，将通道1-2与检测反应槽1-4隔开。当核酸扩增或蛋白生化反应在样品反应腔1-1内完成后，使用特定试纸条的尖端3-7破坏PDMS隔层1-3，样品反应腔1-1内的反应产物经过通道1-2进入检测反应槽1-4，由试纸条吸收。检测反应槽1-4为长方体凹槽，长19mm，宽4mm，高5mm，高度和样品反应腔1-1及通道1-2一致，能使试纸条顺利插入并提供检测反应场所。
试纸条(见图3)为左右对称结构，分为尖端3-7和试纸条常规结构3-8，其底部为硬质PVC材料底板。其中箭头状的尖端3-7可以刺破PDMS隔层1-3，借助试纸条常规结构3-8吸水性吸收样品反应腔1-1内的反应产物。该试纸条总体尺寸长45mm、宽4mm、其中尖端3-7长为5mm，用于刺破PDMS隔层1-3；试纸条常规结构3-8和普通商品化检测试纸条结构一致，底部的硬质PVC材料底板长45mm，形状与试纸条一致，目的在于固定试纸条和提供能穿透PDMS隔层1-3。
具体使用方式为：将核酸等温扩增试剂或蛋白生化反应试剂与待测样品通过注射器加入样品反应腔1-1内，盖上盖子，并在盖子上表面覆盖一层铝箔胶带进行密封。将主体反应芯片用胶带固定在腋下，利用体温反应40分钟后取出，将特定核酸或蛋白检测试纸条插入检测反应槽，使用尖端穿透PDMS隔层，借助试纸条的吸水力将液体吸入试纸条上。反应产物经过试纸条显色反应，然后条带通过颜色变化判断检测结果。
Claims (4)
1.一种利用体温反应的疾病标志物检测芯片通用结构，其特征在于，将核酸或蛋白生化反应与试纸条检测相结合，所述的疾病标志物检测芯片通用结构包括主体反应芯片和试纸条；所述的主体反应芯片利用体温进行核酸扩增或蛋白反应，并为试纸条检测提供场所，主体反应芯片包括样品反应腔(1-1)、通道(1-2)、PDMS隔层(1-3)和检测反应槽(1-4)；样品反应腔(1-1)通过通道(1-2)与检测反应槽(1-4)相连，通道(1-2)与检测反应槽(1-4)之间设置PDMS隔层(1-3)，确保在非检测状态时样品反应腔(1-1)中的样品不会流入检测反应槽(1-4)中；试纸条包括尖端(3-7)、试纸条常规结构(3-8)和底板，尖端(3-7)用于插入检测反应槽(1-4)并破坏PDMS隔层(1-3)，试纸条常规结构(3-8)用于利用自身吸水性吸收样品反应腔(1-1)内的反应产物。
2.根据权利要求1所述的一种利用体温反应的疾病标志物检测芯片通用结构，其特征在于，样品反应腔(1-1)和通道(1-2)上装配有尺寸相同的盖子，利用铝箔胶带密封检测反应槽(1-4)并防止反应液飞溅。
3.权利要求1-2任一所述的一种利用体温反应的疾病标志物检测芯片通用结构的使用方法，其特征在于，具体过程为：当核酸扩增或蛋白反应在样品反应腔(1-1)内完成后，在检测反应槽(1-4)内插入试纸条，利用试纸条的尖端(3-7)破坏PDMS隔层(1-3)；借助试纸条材料的吸水力，样品反应腔(1-1)内的反应产物通过通道(1-2)渗移进入检测反应槽(1-4)内，插入的试纸条并发生相应的显色反应，以达到检测目的。
4.根据权利要求3所述的一种利用体温反应的疾病标志物检测芯片通用结构的使用方法，其特征在于，多个主体反应芯片能够并联使用，即一次进行多个样品的多种目标核酸或蛋白的同步检测。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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