本发明属于生物医学工程，更具体地说，特别涉及一种基于crispr/cas系统的离心微流控核酸检测平台及方法。
背景技术：
1、目前，常见的核酸检测方式为1985年美国mullis提出的聚合酶链式反应(pcr)，聚合酶链式反应(pcr)是一种用于放大扩增特定的dna片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊dna复制，pcr的最大特点是能将微量的dna大幅增加。pcr是利用dna在体外摄氏95°高温时变性会变成单链，低温(经常是60℃左右)时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，再调温度至dna聚合酶最适反应温度(72℃左右)，dna聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。基于聚合酶制造的pcr仪实际就是一个温控设备，能在变性温度，复性温度，延伸温度之间很好地进行控制。由于pcr扩增技术需要经过变温的过程，并且对温度要精准控制，后来相关研究人员也提出了基于恒温扩增技术的核酸检测方式，例如基于环介导等温扩增(loop-mediatedisothermal amplification，lamp)的dlamp、基于重组酶聚合酶扩增(recom binasepolymerase amplification，rpa)的drpa、基于多重链置换扩增(multiple displacementamplification，mda)的dmda等。
2、这两年新兴的基因编辑工具crispr/cas系统已经被应用与核酸诊断检测，在2018年其被美国science杂质誉为“下一代分子诊断技术”。crispr作为古菌和绝大多数的细菌的获得性免疫系统，当病毒入侵时，细菌生成对应的能识别病毒基因组的crrna,该crrna引导具有核酸内切酶活性的cas蛋白对病毒靶标序列进行特异性识别和切割。后来科学家们陆续发现了各类的crispr效应蛋白，其中cas9、cas12、cas13、cas14系列等在核酸诊断检测中应用最为广泛。
3、微流控技术具有微型化、集成化、自动化等特点，为体外诊断比较常应用的一种技术手段。离心微流控为其中一种技术类型，其主要的驱动力为离心驱动的模式。基于离心微流控技术，利用离心微流控技术的集成化、小型化、平台简单等优点，相应的其配套设备体积也会减小，价格相对于大型全自动仪器大大降低。本文结合了离心微流控技术，应用crispr/cas系统来进行核酸检测。这样大大提高了检测速度，同时可以将核酸检测中的核酸提取纯化、扩增、检测等步骤均集成到芯片中实现更加便捷的操作，并且也可以拥有crispr/cas检测系统带来的高灵敏、高特异性等优势。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于crispr/cas系统的离心微流控核酸检测平台及方法，以解决上述背景技术中提到的问题。
2、一种基于crispr/cas系统的离心微流控核酸检测平台，包含集成化离心微流控芯片、离心电机驱动装置、温度控制模块、光源、信号检测器、中心控制单元，集成化离心微流控芯片为核酸检测的载体，在集成化离心微流控芯片中完成核酸提取、纯化、扩增、crispr反应等检测步骤，所述集成化离心微流控芯片上分布有核酸提取纯化区、核酸扩增区、crispr反应区、光学检测区，其中核酸提取纯化区与核酸酸扩增区域、核酸扩增区域与crispr反应区均靠离心流道连通。
3、优选的，集成化离心微流控芯片中核酸提取纯化区预封装裂解液试剂包、清洗液试剂包以及洗脱液试剂包等，核酸扩增区域预封装有扩增所需的冻干试剂组分亦可以液体试剂形式预封装，其中crispr反应区预封装有crispr/cas反应体系的冻干试剂组分亦可以液体试剂形式预封装。
4、优选的，集成化离心微流控芯片为多人多项检测模式，可以为整个芯片中多个检测单元，亦可为扇形芯片的形式。
5、优选的，集成化离心微流控芯片的加样孔与排气孔均有芯片上盖密封与外界进行隔离，并且在核酸提取纯化区域与核酸扩增区域与crispr反应区之间在完成反应后会通过油封隔离或者阀门进行隔离。
6、优选的，温度控制模块与集成化离心微流控芯片的核酸扩增区域相对应，温度控制模块为电机驱动可升降模块。
7、优选的，核酸提取纯化可以为磁珠法核酸提取、直接提取法、试剂提取法、离心柱提取法等方式，核酸扩增区域中扩增试剂体系可以为pcr法、lamp法、rpa法等，crispr反应区中crispr/cas试剂体系可以为cas9、cas12、cas13、cas14系列。
8、本发明要解决的另一项技术问题是提供一种基于crispr/cas系统的离心微流控核酸检测平台的方法，包括以下步骤：
9、s1：首先开机，稳定10分钟后打开操作软件；
10、s2：手动将样本加入到微流控盘片对应的加样孔中，将加好试剂的微流控芯片放入检测平台上固定好；
11、s3：合上上盖，执行软件操作流程的离心功能，将试剂反应槽进行核酸提取纯化；
12、s4：提取的核酸液体通过离心功能控制突破阀门进入核酸扩增区域，将与核酸扩增区域试剂融合；
13、s5：控制程序将温控装置升上来到核酸扩增区域完成扩增反应；
14、s6：控制离心程序将扩增后的产物离心到各个crispr反应区进行相应的crispr反应。
15、s7：通过程序控制将检测区旋转到检测位置进行荧光检测，核酸的含量与发出的荧光信号强弱成正比。
16、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
17、1、本发明中，集成化程度高：将核酸提取、纯化、扩增、crispr反应及检测等多个步骤集成在一个离心微流控芯片上，减少了设备的复杂性和体积，便于操作和携带。
18、2、本发明中，提高检测效率：通过自动化的流程和离心驱动，大大缩短了检测时间，能够快速得出检测结果，有助于及时诊断和应对疾病。
19、3、降低成本：集成化的设计减少了对多个大型设备的需求，降低了仪器成本，同时试剂用量也相对较少，整体降低了检测成本。
20、4、操作简便：采用手动加样，简化了操作步骤，不需要专业的技术人员也能完成检测，有利于在基层医疗机构或现场检测中推广使用。
21、5、高准确性：精确的温度控制、离心驱动以及优化的反应体系，确保了检测的准确性和可靠性，减少了误诊的风险。
22、6、灵活性强：可针对不同的检测样本和需求，预先封装相应的试剂，适应多种病原体或生物标志物的检测，拓展了应用范围。
23、7、实时监测：通过实时收集荧光信号并转化为病毒含量值，能够实现对检测过程的实时监测和量化分析，为疾病的监测和治疗提供有力的数据支持。
24、8、减少污染：封闭的微流控芯片系统减少了样本和试剂与外界环境的接触，降低了交叉污染的可能性，保证了检测结果的准确性。
1.一种基于crispr/cas系统的离心微流控核酸检测平台，其特征在于：包含集成化离心微流控芯片(100)、离心电机驱动装置(200)、温度控制模块(300)、光源(400)、信号检测器(500)、中心控制单元(600)；
2.如权利要求1所述一种基于crispr/cas系统的离心微流控核酸检测平台，其特征在于，集成化离心微流控芯片(100)中核酸提取纯化区(103)预封装裂解液试剂包、清洗液试剂包以及洗脱液试剂包等，核酸扩增区域(106)预封装有扩增所需的冻干试剂组分亦可以液体试剂形式预封装，其中crispr反应区(102)预封装有crispr/cas反应体系的冻干试剂组分亦可以液体试剂形式预封装。
3.如权利要求1所述一种基于crispr/cas系统的离心微流控核酸检测平台，其特征在于，集成化离心微流控芯片(100)为多人多项检测模式，可以为整个芯片中多个检测单元，亦可为扇形芯片的形式。
4.如权利要求1所述一种基于crispr/cas系统的离心微流控核酸检测平台，其特征在于，集成化离心微流控芯片(100)的加样孔(101)与排气孔均有芯片上盖密封与外界进行隔离，并且在核酸提取纯化区域与核酸扩增区域(106)与crispr反应区(102)之间在完成反应后会通过油封隔离或者阀门进行隔离。
5.如权利要求1所述一种基于crispr/cas系统的离心微流控核酸检测平台，其特征在于，温度控制模块(300)与集成化离心微流控芯片(100)的核酸扩增区域(106)相对应，温度控制模块(300)为电机驱动可升降模块。
6.如权利要求2所述一种基于crispr/cas系统的离心微流控核酸检测平台，其特征在于，核酸提取纯化可以为磁珠法核酸提取、直接提取法、试剂提取法、离心柱提取法等方式，核酸扩增区域(106)中扩增试剂体系可以为pcr法、lamp法、rpa法等，crispr反应区(102)中crispr/cas试剂体系可以为cas9、cas12、cas13、cas14系列。
7.一种基于crispr/cas系统的离心微流控核酸检测平台的方法，其特征在于，包括以下步骤：
