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一种核酸检测设备及其使用方法


技术摘要:
本发明解决了目前核酸检测设备不能便携或者集成度不高,检测流程复杂、耗时长、检测人员要求高的问题,提供了一种简单便携、快速、低成本进行有效检测的设备以及该设备的使用方法,一种核酸检测设备,其特征在于,由多层结构集成的一体化结构,具体包括:加样层;通道  全部
背景技术:
流行性疾病尤其是病毒性流行性疾病如人类免疫缺陷病毒(HIV),寨卡病毒 (ZIKV),甲型流行性感冒(H1N1),新型冠状病毒(SARS-CoV-2)等正在世界范围内威胁着人 类的健康。针对流行性疾病最有效的防治措施则是早检测,早诊断。 目前临床用于流行性疾病的病原体检测主要是基于核酸扩增的基因诊断技术,如 聚合酶链式反应(PCR)、环介导等温扩增  (LAMP)、重组酶聚合酶扩增技术(RPA)等。这些技 术的主要实施流程主要包括从样品中提取核酸,纯化核酸,扩增核酸,检测信号,这往往需 要特定的实验室,熟练的实验人员以及昂贵的实验仪器,且通常也很费时。为了在更大范围 内对病原体进行检测,尤其是资源匮乏的地区或人流量较大的区域,发明人认为,为了对流 行性疾病进行更有效的防治,我们需要建立成本更低,操作更简洁的检测设备/方法。 微流控芯片技术作为新兴的技术,目前已逐渐向集成化的方向发展,将其应用于 核酸检测技术中,会带来重要的革新。其中,纸基微流体芯片加工简单,成本低廉、轻便易 携、可生物降解,其多孔结构可进行自发地毛细孔虹吸作用无需额外流体驱动力,可以作为 良好的核算检测平台,目前已有多种不同设计的纸基芯片应用于核酸检测中。但是,暂时还 没有高度集成一体化的装置,通常需要核酸提前进行提取纯化,需要提前混合扩增试剂或 者后续添加反应试剂,扩增反应与信号检测分离,这些缺陷均会限制其使用环境,且对使用 人员能力要求较高。发明人基于对微流控技术的研究经验与学术基础,建立了一种具有高 度的集成化,轻便、简单的核酸检测设备,其可以实现更快速、更方便的核酸检测。
技术实现要素:
本发明解决了目前核酸检测设备不能便携或者集成度不高,检测流程复杂、耗时 长、检测人员要求高的问题,提供了一种简单便携、快速、低成本进行有效检测的设备以及 该设备的使用方法。 根据本发明的第一个方面,提供了一种核酸检测设备,其特征在于,由多层结构集 成的一体化结构,具体包括: 加样层,中间为加样区; 通道层,中间为转样区,所述转样区与至少两条狭长通道相连,所述转 样区与所述的加样区大小、位置一致; 检测层,至少包括一个样品检测孔以及至少一个阴性对照孔,所述的样品检测孔、阴性 对照孔与所述的通道末端相连,所述的样品检测孔包括LAMP扩增反应试剂、指示剂、目标检 测物的引物,所述的阴性对照孔区别于所述样品检测孔的部分是不含有所述的目标检测物 的引物; 所述的加样层、通道层、检测层为多孔纤维材料,孔径为0.2-30μm,所述的加样区、转样 4 CN 111575167 A 说 明 书 2/5 页 区、通道、样品检测区、阴性对照孔为亲水区且以外区域均为疏水的屏障区; 所述的加样层、通道层、检测层依次集成。 进一步的,所述多孔纤维材料包括亲水性的滤纸,或者是由以下一种或多种组成 的滤膜:醋酸纤维素、硝酸纤维素、混合纤维素;所述的疏水的屏障区包括以下一种或多种 材料:石蜡、聚羟基丁酸脂。 进一步的,所述的检测层还包括:至少一个的阳性对照孔,所述的阳性对照孔与所 述的样品检测孔的区别是增加了目标核酸的阳性对照物,所述的阳性对照孔为亲水性区 域,所述的阳性对照孔与所述的通道末端相连。 进一步的,还包括两层保护层,分别与所述的加样层和所述的检测层的自由面固 定在一起,所述的保护层为透明塑料疏水薄膜,所述的透明塑料疏水薄膜包括以下的一种 或者多种:PP、PET、醋酸酯。 进一步的,所述的多层结构的集成方式包括:胶粘、针钉,所述的加样区与所述的 转样区的形状包括:圆形、椭圆形、正方形、菱形。 进一步的,所述的通道的宽度为1-8mm,所述的核酸检测设备的尺寸为10-60mm。 进一步的,所述的LAMP扩增反应试剂包括:DNA扩增酶,RNA逆转录酶、dNTPs, MgSO4,Tris-HCl,  KCl,  (NH4)2SO4,  Triton  X-100,  MnCl2,所述的指示剂包括:荧光探 针、PH敏感型指示剂、钙黄绿素。 进一步的,所述的加样层、通道层和检测层是用热腊打印加工而成的,具体方法 是: 步骤一:用CAD软件进行结构设计; 步骤二:使用热腊打印机打印; 步骤三:置于120℃环境加热5分钟使蜡融化并向下渗透整张滤纸,其无腊区域构成亲 水区。 根据本发明的第二个方面,提供了一种核酸检测设备的使用方法,其特征在于,用 到权利要求1-4任意一项的核酸检测设备,具体使用步骤如下: (1)制备样品溶液: 将待检样品浸泡/混合于无酶水、生理盐水、细胞裂解液中形成样 品溶液; (2)加样: 将样品溶液滴加在核酸检测设备的加样区,待液滴被全部吸收后,将设 备置于65℃的加热装置中进行恒温加热; (3)观测: 每10  min对检测层进行观察比对,直至获得比对结果。 进一步的,所述的待检样品包括:拭子样品、血液样品、尿液样品,所述的细胞裂解 液包括:Triton,尿素,SDS,甲酰胺。 本发明的有益效果如下: (1)本发明的核酸检测设备高度集成,集纯化、扩增、检测为一体,只 需一次加样,即可完成检测; (2)检测设备使用时只需要对样品进行配液处理即可,因此,只需要配 5 CN 111575167 A 说 明 书 3/5 页 备生理盐水/细胞裂解液即可,无需实验室环境和操作熟练的检测员; (3)检测速度快,实验室检测一般要半天左右,本发明的检测设备作为 POCT设备的一种,可以实现快速检测,最快30min即可获得结果; (4)材料环保,反应试剂、检测试剂均集成在设备上,检测时不需要再 额外配置试剂,也可以减少试剂的污染。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的实施例,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 提供的附图获得其他的附图 图1为本发明实施例4的核酸检测设备的示意图。 具体符号说明: 1-第一保护层;2-加样层;3-通道层;4-检测层;5-第二保护层。
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