用于检测酒精代谢相关基因的检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于检测酒精代谢相关基因的检测系统。所述检测系统包括：微流控芯片，至少用以容置用于检测酒精代谢相关基因的试剂盒及RPA反应体系；温度控制单元，至少用以调控微流控芯片的工作温度；激发单元，至少用以提供激发光，所述激发光照射在微流控芯片中的RPA反应产物上产生荧光；以及，检测单元，至少用以采集产生的荧光，并进行分析检测。本实用新型专利技术利用智能手机的多个物理摄像头结合多个不同中心波长的LED实现多色荧光检测，多色荧光检测的激发光源通过电子方式控制开关和强度，采集通过智能手机多个物理摄像头配合发射滤色片独立进行，非常适合在资源有限的非实验室环境中快速进行核酸扩增和实时分析。非实验室环境中快速进行核酸扩增和实时分析。非实验室环境中快速进行核酸扩增和实时分析。

【技术实现步骤摘要】
用于检测酒精代谢相关基因的检测系统


[0001]本技术涉及一种用于检测酒精代谢相关基因的检测系统，属于基因检测装置


技术介绍

[0002]饮酒后乙醇经肠胃吸收进入血液，进入体内的乙醇90％-95％通过肝脏代谢，其余随尿液和呼吸排出。乙醇在人体内代谢主要分两个步骤：1、乙醇脱氢酶(ADH)作用，乙醇被氧化成乙醛；2、乙醛脱氢酶(ALDH)作用，乙醛被氧化成乙酸。乙酸参与到其他代谢步骤就比较容易。关键是上面两步，每个人的基因不同，乙醇脱氢酶或乙醛脱氢酶活性也不一样，对乙醇的代谢能力也不同。尤其是第二步乙醛脱氢酶慢，而第一步快。这样饮酒后大量乙醇被快速代谢成乙醛，而乙醛不能被代谢，造成乙醛积蓄。如果乙醛不能快速排出，人就会出现很多不适症状，长期可能导致肿瘤发生。
[0003]编码乙醇脱氢酶的ADH1B基因和编码乙醛脱氢酶的ALDH2基因在多个位点表现出单核苷酸多态性(SNPs)，即在群体中可以稳定保留下来的单碱基突变。特定位点的单核苷酸多态性将影响乙醇的代谢能力，通过检测这些位点的基因型可以判别个体酒精代谢能力及酒精依赖风险，帮助个体实现精准健康管理。编码乙醇脱氢酶的ADH1B基因位于4号染色体上,研究结果表明rs1229984和rs2066702位点的多态性与乙醇脱氢酶活性相关。rs1229984基因型为野生型纯合子GG型、突变杂合子AG型和突变纯合子AA型，AG型或者AA型人群乙醇氧化成乙醛的速度更快，容易造成乙醛积累，面部发红，体表温升高，在东亚人群中的分布的比较高。 rs2066702位点的多态性与乙醇脱氢酶活性相关，能作为rs1229984的补充。当rs1229984为GG 型时，突变型的rs2066702(TC型或TT型)表型为乙醇脱氢酶活性较高，容易造成乙醛积累，面部发红，体表温升高。编码编码乙醛脱氢酶的ALDH2基因的rs671位点存在单核苷酸多态性位点，其基因型为野生型纯合子GG型、突变杂合子AG型和突变纯合子AA型。野生型纯合子酶具有正常乙醛催化活性；杂合子酶催化活性显著下降；突变型纯合子完全失去乙醛催化活性。
[0004]目前常用的检测酒精代谢相关的单核苷酸多态性rs1229984、rs2066702和rs671基因型的方法包括荧光定量PCR、sanger测序和PCR-RFLP等。但总体而言，这些方法依然存在仪器设备价格昂贵、对实验室环境要求严苛以及对操作人员技能的要求高，周期长、低效率等不足。因此对这一类消费级的基因检测需要一种快速、高效、准确、便捷、灵敏度高且费用低的方法和仪器。
[0005]重组酶聚合酶扩增(Recombinase Polymerase Amplification,RPA)是英国TwistDxInc公司开发的恒温核酸扩增技术，被认为是可以替代PCR的核酸检测技术。RPA技术主要依赖于三种酶：能结合单链核酸(寡核苷酸引物)的重组酶、单链DNA结合蛋白(SSB)和链置换DNA 聚合酶。RPA反应体系的三种酶的混合物在常温下也有活性，其最适扩增温度在37℃-42℃之间，无需热变性，与PCR相比不需要实现在两个或三个温度之间循环和相应的温控设备，在 37℃-42℃之间，甚至在常温下即可进行。将微流控技术和RPA技术结合，可
以大大降低基因检测项目对仪器设备、实验室环境和操作人员技能的要求，实现便携式的快速检测，使得该检测项目在门诊，甚至患者家中开展成为可能。
[0006]基于智能手机的多通道实时荧光定量基因测试系统已成为一种经济实惠且快速的分子诊断技术，因为它们可提供快速的检测周期，便于通过移动通信与远程专家和人工智能系统连接，在资源有限的环境中提供准确的健康信息。随着智能手机快速发展，越来越多的智能手机拥有多个内置摄像头，从android系统从9.0版本开始可对每个内置的物理摄像头独立控制，并且内置摄像头的分辨率越来越高，同时智能手机的内存和处理器已经强大到可以用来进行实时图像处理，因此，可以用智能手机的多个内置摄像头来进行多通道荧光图像实时采集，无需控制光学部件运动而使系统更具便携性，并通过图像处理算法来计算出实时荧光强度。
[0007]因此，如何将重组酶聚合酶恒温扩增技术与基于智能手机的多通道实时荧光定量基因测试系统相结合，寻求一种基于重组酶聚合酶恒温扩增技术的检测酒精代谢相关基因的检测方法及系统，已然成为业界研究人员长期以来一直努力的方向。

技术实现思路

[0008]本技术的主要目的就是针对以上现状，提供一种用于检测酒精代谢相关基因的检测系统，以克服现有技术中的不足。
[0009]为实现前述目的，本技术采用的技术方案包括：
[0010]本技术实施例提供了一种用于检测酒精代谢相关基因的检测系统，其包括：
[0011]微流控芯片，至少用以容置用于检测酒精代谢相关基因的试剂盒，及RPA反应体系；
[0012]温度控制单元，至少用以调控微流控芯片的工作温度；
[0013]激发单元，至少用以提供激发光，所述激发光照射在微流控芯片中的RPA反应产物上产生荧光；以及，
[0014]检测单元，至少用以采集产生的荧光，并进行分析检测。
[0015]与现有技术相比，本技术的优点包括：
[0016]1)本技术提供了一种基于微流控技术实现重组酶聚合酶扩增实时荧光检测的集成式酒精代谢相关基因的检测系统；进行等温核酸扩增，不需要热循环反应，不必在PCR仪中进行扩增，具有灵敏度高、特异性强、反应程序简单、检测时间短、结果可视化等优点；
[0017]2)本技术利用智能手机的多个物理摄像头结合多个不同中心波长的LED实现多色荧光检测，与传统通过机械运动切换不同荧光通道的方式相比较，本技术中的多色荧光检测的激发光源通过电子方式控制开关和强度，采集通过智能手机多个物理摄像头配合发射滤色片独立进行，可实现4-6通道荧光采集，利用多通发射滤色片，还可将荧光通道扩展到12-18通道，无机械运动部件，降低系统故障率并提高便携性。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术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
是本技术中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本技术一典型实施方案中用于检测酒精代谢相关基因的检测系统的外观结构图。
[0020]图2a和图2b是本技术一典型实施方案中用于检测酒精代谢相关基因的检测系统及方法的原理示意图。
[0021]图3是本技术一典型实施方案中用于检测酒精代谢相关基因的检测系统的用来恒温控制、光源驱动的控制框图。
[0022]图4a是本技术一典型实施方案中用于检测酒精代谢相关基因的检测系统中微流控芯片与PTC空气加热片组装图。
[0023]图4b是微流控芯片的结构示意图。
[0024本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测酒精代谢相关基因的检测系统，其特征在于包括：微流控芯片，至少用以容置用于检测酒精代谢相关基因的试剂盒，及RPA反应体系；温度控制单元，至少用以调控微流控芯片的工作温度；激发单元，至少用以提供激发光，所述激发光照射在微流控芯片中的RPA反应产物上产生荧光；以及，检测单元，至少用以采集产生的荧光，并进行分析检测。2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于还包括微处理器单元，其至少用以控制温度控制单元、激发单元、检测单元的工作状态。3.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于：所述微流控芯片包括相互连通的反应腔室、分配腔室、至少用于连通各腔室的微流道、加样孔以及溢出孔，所述反应腔室至少用以存储RPA反应体系，所述分配腔室至少用以存储用于检测酒精代谢相关基因的引物组和探针组。4.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于：所述激发单元包括LED光源和滤光组件，所述LED光源设置于所述滤光组件上方，所述滤光组件至少用以产生所需波长的激发光，所述LED光源包括四色LED光源，所述滤光组件包括三带通滤色片，所述LED光源与所述微处理器单元通过LED驱动组件连接。5.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴保军，王宏，黄明磊，雷祝兵，张方舟，樊丽，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：新型
国别省市：