(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210992199.5 (22)申请日 2022.08.18 (71)申请人 中国科学院上海微系统与信息技 术 研究所 地址 200050 上海市长 宁区长宁路865号 (72)发明人 李铁　魏擅红　 (74)专利代理 机构 上海智信专利代理有限公司 31002 专利代理师 杨怡清　熊俊杰 (51)Int.Cl. C12M 1/38(2006.01) C12M 1/34(2006.01) C12M 1/02(2006.01) C12M 1/00(2006.01) (54)发明名称 一种原位 监测核酸扩增过程的装置及方法 (57)摘要 本发明涉及一种原位监测核酸扩增过程的 装置及方法， 装置包括堆叠设置的加热板和微反 应板， 所述微反应板包括具有开口的空腔及连通 所述空腔的进液口和出液口， 所述空腔内设置有 至少一个测试传感器， 所述加热板遮蔽所述开 口。 本发明的原位监测核酸扩增过程的装置及方 法， 通过测试传感器对扩增核酸的浓度进行检 测， 并将扩增核酸的浓度变化转化为显示单元上 的电信号变化， 从而实现核酸扩增过程的实时监 测和定量检测， 其灵敏度高、 准确性好、 通用性 强， 可用于现场检测 并实时监测检测过程， 大大 提升检测效率。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115181657 A 2022.10.14 CN 115181657 A 1.一种原位监测核酸扩增过程的装置， 其特征在于， 包括堆叠设置的加热板和微反应 板， 所述微反应板包括具有开口的空腔及连通所述空腔的进液口和出液 口， 所述空腔 内设 置有至少一个测试传感器， 所述加热板遮蔽所述 开口。 2.根据权利要求1所述的原位监测核酸扩增过程的装置， 其特征在于， 所述空腔外设置 有参考传感器。 3.根据权利要求2所述的原位监测核酸扩增过程的装置， 其特征在于， 所述测试传感器 和所述参考传感器均为纳米线传感器或二维纳米材 料传感器。 4.根据权利要求3所述的原位监测核酸扩增过程的装置， 其特征在于， 所述纳米线传感 器的材料包括氧化锌、 氧化锡、 硅、 铂、 三氧化二铟氧， 所述二维纳米材料包括石墨烯、 二硫 化钼、 硒化钨。 5.根据权利要求1所述的原位监测核酸扩增过程的装置， 其特征在于， 所述测试传感器 上修饰有与靶标核酸互补的特异性探针。 6.根据权利要求5所述的原位监测核酸扩增过程的装置， 其特征在于， 所述测试传感器 为多个且分别修饰有不同的特异性探针或同一种特异性探针。 7.根据权利要求2所述的原位监测核酸扩增过程的装置， 其特征在于， 还包括控制装 置， 所述控制装置分别与所述加热板、 所述测试传感器和所述 参考传感器电连接 。 8.根据权利要求7所述的原位监测核酸扩增过程的装置， 其特征在于， 所述控制装置设 置为接收所述测试传感器和所述 参考传感器的检测信号， 并进行相减处 理。 9.根据权利要求8所述的原位监测核酸扩增过程的装置， 其特征在于， 所述控制装置与 一显示单元相连接， 所述显示单元设置为实时显示处理后的检测信号并进 行所述加热板的 温度设置和循环数设置 。 10.根据权利要求2所述的原位监测核酸扩增过程的装置， 其特征在于， 所述加热板和 所述微反应板之间还设置有安装板， 所述测试传感器和所述参考传感器均安装在所述安装 板上。 11.一种原位 监测核酸扩增过程的方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 将至少一个测试传感器修饰上与靶标核酸互补的特异性探针， 并安装至安装板或 微反应板上， 然后将参 考传感器安装至安装板或微反应板上； S2： 从进液口向空腔内注满10％BSA溶 液， 并封闭预设时间； S3： 封闭完成后， 从出液口排出BSA溶液， 然后从进液口注入核酸扩增所需的试剂与样 本； S4： 通过显示单元设置加热板的加热时间、 加热温度和循环数， 控制装置控制加热板、 测试传感器和参 考传感器开始工作， 并将处 理后的检测信号由显示单 元实时显示。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115181657 A 2一种原位监测核酸扩增过 程的装置及方法 技术领域 [0001]本发明涉及电化学传感技术领域， 更具体地涉及 一种原位监测核酸扩增过程的装 置及方法。 背景技术 [0002]近年来， 病原体造成人或动植物感染疾病甚至死亡的事件不断爆发， 因此迫切需 要可应用于公共卫 生、 环境检测与食品安全等现场检测领域的快速检测病原体的方法。 [0003]在现有检测方法中， 环介导等温扩增技术、 酶联 免疫吸附法、 微生物培养等方法因 其成熟的检测技术已广泛用于各领域的检测中， 但是以上检测方法存在检测周期长、 无法 实时监测检测过程等缺点。 而实时荧光定量P CR技术虽然 可以实时监测核酸扩增过程， 但是 由于其包括多种光学 元件， 导致其体积大且价格昂贵， 无法应用于病原体的现场检测。 发明内容 [0004]本发明的目的在于提供一种原位监测核酸扩增过程的装置及方法， 其灵敏度 高、 准确性好、 通用性强， 可用于现场检测并实时监测检测过程， 大 大提升检测效率。 [0005]本发明一方面提供一种原位监测核酸扩增过程的装置， 包括堆叠设置的加热板和 微反应板， 所述微反应板包括具有开口的空腔及连通所述空腔的进液 口和出液 口， 所述空 腔内设置有至少一个测试传感器， 所述加热板遮蔽所述 开口。 [0006]进一步地， 所述空腔外设置有参 考传感器。 [0007]进一步地， 所述测试传感器和所述参考传感器均为氧化锌、 氧化锡、 硅、 铂、 三氧化 二铟等材料制成的纳米线传感器或石墨烯、 二硫化钼、 硒化钨等材料制成的二维纳米材料 传感器。 [0008]进一步地， 所述测试传感器上修饰有与靶标核酸互补的特异性探针。 [0009]进一步地， 所述测试传感器为多个且分别修饰有不同的特异性探针或同一种特异 性探针。 [0010]进一步地， 还包括控制装置， 所述控制装置分别与所述加热板、 所述测试传感器和 所述参考传感器电连接 。 [0011]进一步地， 所述控制装置设置为接收所述测试传感器和所述参考传感器的检测信 号， 并进行相减处 理。 [0012]进一步地， 所述控制装置与一显示单元相 连接， 所述显示单元设置为实时显示处 理后的检测信号并进行 所述加热板的温度设置和循环数设置 。 [0013]进一步地， 所述加热板和所述微反应板之间还设置有安装板， 所述测试传感器和 所述参考传感器均安装在所述 安装板上。 [0014]本发明另一方面 提供一种原位 监测核酸扩增过程的方法， 包括以下步骤： [0015]S1： 将至少一个测试传感器修饰上与靶标核酸互补的特异性探针， 并安装至安装 板或微反应板上， 然后将参 考传感器安装至安装板或微反应板上；说　明　书 1/4 页 3 CN 115181657 A 3