具有内部加热的微流控装置的制作方法

本发明总体涉及微流控装置，并且特别是涉及一种包括用于促进酶反应的内部加热的微流控装置。

背景技术：

1、靶核酸分子的检测在许多不同领域具有应用，包括临床领域，用于个性化医疗以及疾病（如传染病）的诊断、预后和/或治疗。

2、可使用标记的杂交探针检测靶核酸分子，但杂交探针的检测下限（lod）相对较高，并且不易用于区分相似的核酸序列。为了提高灵敏度，通常扩增靶核酸分子，以增加可供检测的靶核酸序列的量。本领域已知的多种技术中的任何一种均可用于扩增，包括滚环扩增（rca）。

3、rca利用链置换聚合酶，并需要环状扩增模板。环状模板的扩增提供包括扩增模板互补序列的多个拷贝的串联rca产物（rcp）。这种串联体通常折叠成束、球或“团块”，其可被可视化及检测，因此，基于rca的测定已被采用于检测核酸分子。

4、本领域已知有多种用于检测靶核酸分子的微流控装置，其基于靶核酸序列扩增，例如rca。此外，除了rca之外，可能还需要各种“上游”和“下游”反应，例如用于产生rca的环状模板的上游反应，以及为了从rcp获得指示样品中靶核酸分子存在的读出信号所需的下游反应。这些多种反应延长了从将样品加载到微流控装置中到获得读出信号的持续时间。

5、因此，需要一种能够在相对较短的时间内检测样品中靶核酸分子存在的微流控装置。

技术实现思路

1、本发明的总体目的是提供一种能够在短时间内检测样品中靶核酸分子存在的微流控装置。

2、这个目的及其他目的通过本文所公开的实施方案实现。

3、本发明在独立权利要求中限定。本发明的其他实施方案在从属权利要求中限定。

4、本发明的一个方面涉及一种用于检测样品中靶核酸分子存在的微流控装置。微流控装置包括样品入口、上游反应室、上游微流控通道、下游反应室、下游微流控通道、可移除膜盖、检测窗口和放热室。上游反应室与样品入口流体连通，并包括挂锁探针和连接酶，挂锁探针在其5'端和3'端处包括与靶核酸分子中的探针结合区互补的靶结合区。上游微流控通道通过上游半透膜将上游反应室与环境空气连通，上游半透膜从而允许气体通过但限制液体通过上游半透膜。下游反应室与上游反应室流体连通，并包括扩增引物、聚合酶和核苷三磷酸，扩增引物包括与挂锁探针的引物结合区互补的探针结合区。下游微流控通道通过下游半透膜将下游反应室与环境空气连通，下游半透膜从而允许气体通过但限制液体通过下游半透膜。可移除膜盖布置为提供环境空气与下游半透膜之间的可移除气密性阻隔。检测窗口布置为能够检测滚环产物，滚环产物是在下游反应室中，使用扩增引物对环状挂锁探针进行滚环扩增而获得的，环状挂锁探针是在上游反应室中通过连接杂交至靶核酸分子的挂锁探针而获得。放热室与上游反应室和下游反应室中的至少一个热连通，并包括在与水或水溶液接触时产生热量的盐或盐混合物。

5、本发明的微流控装置可用于检测样品中一种或多种不同靶核酸分子（例如源自各种病原体）的存在。该检测基于双重酶反应：在上游反应室中进行的连接反应，以及在下游反应室中进行的rca反应。放热室中的盐或盐混合物在水或水溶液中溶解时产生的热量加速了连接和/或rca反应，从而在极短的时间内（通常在30分钟内或以内）产生可检测的结果。

1.一种用于检测样品中靶核酸分子（201）存在的微流控装置（1），所述微流控装置（1）包括：

2.根据权利要求1所述的微流控装置，进一步包括：

3.根据权利要求2所述的微流控装置，进一步包括透明基板盖（40），所述透明基板盖（40）附接到所述基板（100）的所述第二相对主表面（122），并且所述透明基板盖（40）包括与所述上游微流控通道（108、109、110）的端部对准的上游通孔（43）和与所述下游微流控通道（103、113）的端部对准的下游通孔（45）。

4.根据权利要求3所述的微流控装置，其中

5.根据权利要求4所述的微流控装置，进一步包括覆盖胶带（20），所述覆盖胶带（20）布置为将所述上游半透膜（30a）和所述下游半透膜（30b）附接到所述透明基板盖（40），并且所述覆盖胶带（20）包括：

6.根据权利要求5所述的微流控装置，其中

7.根据权利要求5或6所述的微流控装置，其中所述可移除膜盖（10）是剥离胶带（10），所述剥离胶带（10）可释放地附接到所述覆盖胶带（20），以覆盖所述覆盖胶带（20）中的所述下游通孔（25）。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的微流控装置，其中所述下游反应室（104）包括寡核苷酸（230），所述寡核苷酸（230）包括多个结合区（231），结合区（231）具有对应于所述挂锁探针（210）在所述引物结合区（211）外部的至少部分的核酸序列，以形成所述寡核苷酸（230）与所述滚环产物（220'）之间的多个复合物（240）的凝集物（250）。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的微流控装置，其中所述检测窗口（44）与所述下游反应室（104）的至少部分对准。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的微流控装置，进一步包括：

11.根据权利要求10所述的微流控装置，其中所述读出室（130）包括寡核苷酸（230），所述寡核苷酸（230）包括多个结合区（231），结合区（231）具有对应于所述挂锁探针（210）在所述引物结合区（211）外部的至少部分的核酸序列，以形成所述寡核苷酸（230）与所述滚环产物（220'）之间的多个复合物（240）的凝集物（250）。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的微流控装置，进一步包括与所述放热室（71、72）流体连通的液体入口（22、23）。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的微流控装置，其中所述放热室（71、72）与所述样品入口（21）流体连通。

14.根据权利要求1至11中任一项所述的微流控装置，进一步包括泡罩，所述泡罩包括水或水溶液，所述水或水溶液布置在与所述放热室（71、72）流体连通的泡罩室中。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的微流控装置，其中所述放热室（71、72）包括选自由氯化钙、乙酸钠、氧化钙及其任何组合所组成的组的盐，优选cacl2·nh2o，其中n=1、2、4或6，优选n=2或6，更优选n=2。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的微流控装置，进一步包括：