一种核酸检测耗材的制作方法

1.本实用新型涉及核酸检测领域，特别是涉及一种核酸检测耗材。


背景技术：

2.核酸检测技术是分析待测物中靶序列核酸有无和含量的技术，被广泛用在临床诊断、医学研究、环境监测、食品安全、刑侦鉴定等各种领域。
3.核酸检测的过程一般分为核酸样本提取、核酸扩增和产物分析，以新型冠状病毒(sars
‑
cov
‑
2)的检测流程为例，呼吸道样本经过灭活和预处理后进行核酸提取得到核酸扩增的模板，对核酸模板针对性地使用n基因引物、1ab基因引物和扩增试剂在适宜的温度条件下进行扩增，将核酸模板的含量指数放大，达到物理信号可检出的级别，即可实现核酸的检测。
4.其中，将极微量的核酸模板扩增至可检出级的核酸扩增是核酸检测的关键，而核酸扩增的核心在于合适的温度/温度循环的保证。现有的核酸扩增一般在pcr管内进行，通过金属底座给pcr管加热间接控制反应过程的试剂温度。但使用pcr管扩增时，存在材料传热系数低、管壁厚度较大和液体分布规律不利于温度均匀分布等限制传热的因素，使得扩增过程的温控效果显著降低，进而降低核酸扩增效率。因此可以提高热传导和温控效果的试剂耗材对于提高核酸扩增效率至关重要。
5.此外，核酸扩增产物的检测分为实时检测和终点检测，实时检测主要使用荧光染料/探针法，使用pcr管进行荧光检测时管内液量不能太少否则无法形成有效光斑，试剂用量大成本高；终点检测一般包括电泳、杂交、质谱和比浊，但需要开盖容易出现核酸气溶胶污染问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种试剂用量少、传热效果好的全密封式核酸检测耗材，以解决现有技术中传统核酸检测耗材(pcr管)传热效果差、易造成气溶胶污染等技术问题。
7.为了达到上述目的，本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的：
8.提供一种核酸检测耗材，包括：芯片本体，设置有依次连通的样品入口、样品通道和反应区；封合膜，用于密封所述样品通道和所述反应区；封口膜，用于密封所述样品入口。
9.根据本实用新型实施例的核酸检测耗材，所述封合膜为具有生物兼容性的单面胶膜，例如是生物兼容材料处理过的单面胶膜，优选为压敏胶膜。
10.根据本实用新型实施例的核酸检测耗材，所述封合膜的厚度为50
‑
100μm。
11.根据本实用新型实施例的核酸检测耗材，所述封合膜的厚度为50
‑
75μm。
12.根据本实用新型实施例的核酸检测耗材，所述反应区的形状为菱形、圆形或椭圆形。
13.根据本实用新型实施例的核酸检测耗材，所述样品通道和反应区的总容积为5
‑
200μl。
14.根据本实用新型实施例的核酸检测耗材，所述样品通道和反应区的总容积为12.5
‑
100μl。
15.根据本实用新型实施例的核酸检测耗材，所述反应区的容积为3
‑
60μl
16.根据本实用新型实施例的核酸检测耗材，所述样品通道和反应区的总容积为待测反应液的总体积的95
‑
115％。
17.根据本实用新型实施例的核酸检测耗材，所述反应区的容积为待测反应液的总体积的30
‑
60％。
18.根据本实用新型实施例的核酸检测耗材，所述芯片本体上还设置有平衡通道，所述平衡通道连通所述样品入口和所述反应区。
19.根据本实用新型实施例的核酸检测耗材，所述平衡通道的数量为两个，分布于所述样品通道的两侧。
20.根据本实用新型实施例的核酸检测耗材，所述芯片本体上还设置有定位孔，所述定位孔位于芯片本体的上半部，所述样品入口、样品通道和反应区位于所述芯片本体的下半部。
21.根据本实用新型实施例的核酸检测耗材，所述样品入口、样品通道和反应区沿着芯片本体竖直方向由上至下依次排列。
22.本实用新型的有益效果在于：
23.1、使用封合膜密封芯片本体，使热源与反应液间仅通过封合膜隔开，封合膜具有满足生物兼容性和导热系数高等优点，可以显著提高导热性，同时，封合膜更易破坏，更容易与全封闭的核酸产物检测装置相结合，实现无核酸污染的终点法产物分析。
24.2、反应区还配合有平衡通道结构，能够保证反应区流体位置稳定。
附图说明
25.图1是本实用新型实施例的核酸检测耗材的结构示意图；
26.图2是本实用新型实施例的核酸检测耗材的侧面爆炸图。
27.图中：1
‑
芯片本体；2
‑
封合膜；3
‑
封口膜；11
‑
样品入口；12
‑
样品通道；13
‑
反应区；14
‑
平衡通道；15
‑
定位孔。
具体实施方式
28.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
29.如图1至图2所示，本实用新型提供的核酸检测耗材，包括：芯片本体1，设置有依次连通的样品入口11、样品通道12和反应区13；封合膜2，用于密封所述样品通道12和所述反应区13；封口膜3，用于密封所述样品入口11。
30.在制备核酸检测耗材时，通过封合膜2密封样品通道12和反应区13实现半封闭，在使用核酸检测耗材时，将反应液通过样品入口11和样品通道12进入到反应区13中后通过封
口膜3密封样品入口11实现全封闭，然后将全封闭的核酸检测耗材置于热源环境中加热进行扩增反应，此时，热源与反应液仅通过封合膜隔开，传热距离低，可以显著提高传热效果。同时，使用封合膜2封闭反应区13，因封合膜2更易破坏，更容易与全封闭的核酸产物检测装置相结合，实现无核酸污染的终点法产物分析。
31.更具体的，制备核酸检测耗材时，通过机加工得到芯片本体，加工完成后的芯片本体需要进行前处理，前处理步骤包括：首先将芯片本体经过去毛刺处理，然后使用清水浸泡和冲洗30min，再使用100mm的naoh和0.1％的十二烷基硫酸钠(sds)超声浴30min，最后用去离子水洗涤；完成前处理步骤后，使用液压机将封合膜封合住芯片本体上的样品通道和反应区，制成待用的核酸检测耗材。
32.使用核酸检测耗材时，需将反应液通过液器/管从样品入口处加入，之后使用封口膜贴在样品入口处实现核酸检测耗材全封闭，然后甩动或轻弹芯片本体，去除反应区内可能出现的气泡，即可将核酸检测耗材插入温控/检测设备中开始反应。进一步的，样品入口、样品通道和反应区沿着芯片本体竖直方向由上至下依次排列，在使用时，将核酸检测耗材竖直放置。
33.进一步的，封合膜2为具有生物兼容性的单面胶膜，使封合膜2既能满足生物兼容性的要求，又具有高导热系数，进一步提供传热效果。进一步的，封合膜2的厚度为50
‑
100μm，优选为50
‑
75μm。
34.进一步的，所述封合膜2和封口膜3均带有离型纸，并可以使用刀模裁切成所需规格。
35.反应区13的形状为菱形、圆形或椭圆形。该核酸检测耗材的反应区13的形状优选为菱形。构建的菱形反应区13是针对荧光检测的光路需求而设计，在满足荧光检测需求的前提下可以尽可能地降低液量要求，减小反应体系的体积要求，进而降低试剂成本。
36.该核酸检测耗材的本体上还设置有平衡通道14，所述平衡通道14连通所述样品入口11和所述反应区13。由此，平衡通道14的两端和样品通道12的两端分别由样品入口11和反应区13连通，其中，平衡通道14的一端和样品通道12的一端在样品入口11处连通，平衡通道14的另一端和样品通道12的另一端在反应区13处连通。平衡通道14可以保证反应区流体位置稳定。
37.进一步的，所述平衡通道14的数量为两个，分布于所述样品通道12的两侧。
38.所述核酸检测耗材的总容积为5
‑
200μl，优选为12.5
‑
100μl。值得说明的，该核酸检测耗材的总容积可以对应核酸检测耗材的检测规格，不同的总容积对应为不同的检测规格，即该核酸检测耗材可以根据总容积的不同分别用于检测不同体积的反应液。进一步的，核酸检测耗材的总容积为待测反应液的总体积的95
‑
115％，优选为105
‑
110％。
39.在一些实施例中，所述核酸检测耗材的总容积为所述样品通道12和反应区13的总容积。
40.在一些实施例中，所述核酸检测耗材的总容积为所述样品通道12、反应区13和平衡通道14的总容积。
41.进一步的，所述反应区的容积为3
‑
60μl。反应区13的容积为待测反应液的总体积的30
‑
60％，优选为40
‑
50％。
42.例如：对于12.5μl规格的核酸检测耗材，其反应区13的容积为3
‑
6μl，优选为4
‑
5μ
l；对于25μl规格的核酸检测耗材，其反应区13的容积为7.5
‑
15μl，优选为9
‑
12.5μl；对于50μl规格的核酸检测耗材，其反应区13的容积为15
‑
30μl，优选为20
‑
25μl；对于100μl规格的核酸检测耗材，其反应区13的容积为30
‑
60μl，优选为40
‑
50μl。
43.该核酸检测耗材的本体上还设置有定位孔15，所述定位孔15位于芯片本体的上半部，所述样品入口11、样品通道12、反应区13和平衡通道14位于所述芯片本体的下半部。
44.实施例1
45.本实施例的核酸检测耗材包括：芯片本体、封合膜和封口膜。核酸检测耗材的检测规格为25μl，其中芯片本体尺寸为：40mm
×
15mm
×
2mm，芯片本体的材质为pp材质；封合膜为60μm厚的3m压敏胶膜；封口膜为带离型纸的单面胶，尺寸为15mm
×
7.5mm
×
0.05mm。
46.芯片本体上设置有样品入口、样品通道、反应区和平衡通道，其中，样品入口的直径为4mm，反应区的容积为12.5μl，样品通道和平衡通道的总容积为14μl，反应区菱形结构对应的平行于荧光光路的两个顶部侧面夹角为45
°
。
47.使用时，将25μl反应液通过移液管从样品入口处加入，并将封口膜贴在样品入口处，实现核酸检测耗材的全封闭。然后用手捏紧核酸检测耗材上部用手指轻弹耗材底部，以去除反应区可能出现的气泡。最后，将耗材插入温控设备即可开始反应。
48.使用基于本实用新型的核酸检测耗材与常规的核酸检测耗材比较：
49.利用常规pcr扩增耗材进行核酸检测，同时利用本实用新型提供的核酸检测耗材按照实施例所述方式进行操作，对比结果如表1所示：
50.表1
[0051][0052]
由表1中可知，与常规的pcr扩增耗材(pcr管)相比，本实用新型提供的核酸检测耗材因结构特点气泡去除更为方便而在加样过程存在一定优势，同时传热效果好可显著缩短反应液的升降温时间，针对荧光光路设计的反应区能大大降低试剂液量要求从而降低成本，此外还有望和防污染装置配合提供新的核酸产物分析无污染解决方案。
[0053]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0054]
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。