微流控芯片制造技术

本发明专利技术公开一种微流控芯片，所述微流控芯片包括芯片上层、芯片下层、密封层，以及设于所述微流控芯片上的液滴生成区、液滴储存区、液滴检测区和废液收集区，所述液滴生成区、液滴储存区、液滴检测区和废液收集区之间均是通过通道连通；所述液滴生成区用于将样本相通过连续相形成数万个～数百万个液滴，所述液滴进入液滴储存区进行PCR反应后，所述液滴检测区用于对PCR反应后的液滴进行光学检测，所述废液收集区用于将检测后的所述液滴、连续相进行收集、储存。

Microfluidic chip

The invention discloses a microfluidic chip, which comprises an upper layer of the chip, a lower layer of the chip, a sealing layer, and a droplet generation area, a droplet storage area, a droplet detection area and a waste liquid collection area arranged on the microfluidic chip. The droplet generation area, a droplet storage area, a droplet detection area and a waste liquid collection area are all connected through a channel. It is used to form tens of thousands to millions of droplets through continuous phase of sample phase. After the droplets enter the droplet storage area for PCR reaction, the droplet detection area is used for optical detection of the droplets after PCR reaction, and the waste liquid collection area is used for collecting and storing the detected droplets and continuous phase.

【技术实现步骤摘要】
微流控芯片
本专利技术涉及数字PCR
，特别涉及一种微流控芯片。
技术介绍
现有的微滴式数字PCR技术路线采用液滴生成，PCR反应和液滴检测分别在不同的仪器上进行。这个技术路线造成操作步骤繁琐，样本非封闭，不符合临床诊断分析的要求；而且样本或芯片需要在不同仪器间手动转移增加了整体操作时间和成本，制约了该技术的普及应用。
技术实现思路
本专利技术提供一种微流控芯片，用于实现液滴生成、液滴储存、控温、PCR反应和液滴检测、废液处理等全流程过程。本专利技术所述的微流孔芯片包括芯片上层、芯片下层、密封层，以及设于所述微流控芯片上的液滴生成区、液滴储存区、液滴检测区和废液收集区，所述液滴生成区、液滴储存区、液滴检测区和废液收集区之间均是通过通道连通；所述液滴生成区用于将样本相通过连续相形成数万个～数百万个液滴，所述液滴进入液滴储存区进行PCR反应后，所述液滴检测区用于对PCR反应后的液滴进行光学检测，所述废液收集区用于将检测后的所述液滴、连续相进行收集、储存。其中，所述芯片上层设有穿透所述芯片上层的上下表面的样本注入孔、生成连续相注入孔、检测连续相注入孔和废液排出孔，所述芯片上层的上表面设有与所述样本注入孔连通的样本池、与所述生成连续相注入孔连通的生成连续相池、与所述检测连续相注入孔连通的检测连续相池以及与所述废液排出孔连通的废液池；所述芯片下层设有穿透所述芯片下层的上下表面的液滴转移孔和液滴排出孔。其中，所述芯片上层的下表面与所述芯片下层的上表面相贴合，所述芯片下层的下表面与所述密封层的上表面相贴合；所述液滴储存区设于所述芯片下层的下表面上，所述液滴生成区设于所述芯片上层的下表面、芯片下层的上表面、芯片下层的下表面的任一表面上，所述液滴检测区和废液收集区设于所述芯片上层的下表面或者芯片下层的上表面上。其中，所述微流控芯片具有多组独立的、并排布置的所述液滴生成区、液滴储存区、液滴检测区和废液收集区，分别对应于多个样本，每一组所述液滴生成区、液滴储存区、液滴检测区和废液收集区形成一个样本的全流程处理通路，所述微流控芯片能对多个所述样本相互独立地进行液滴生成、液滴储存、控温及PCR反应、液滴检测、废液收集。其中，所述液滴生成区包括生成连续相入口、与所述生成连续相入口连通的生成连续相通道、样本入口、与所述样本入口连通的样本相通道，所述生成连续相入口与所述生成连续相注入孔连通，所述样本入口与所述样本注入孔连通，所述样本相通道连接至少一个所述样本相分支通道，每一个所述样本相分支通道经过一个喇叭口连接所述生成连续相通道；所述液滴在所述喇叭口处生成并进入所述生成连续相通道，并被所述生成连续相推动到所述液滴生成区的末端。其中，在所述微流控芯片的厚度方向上，所述生成连续相通道深度尺寸大于等于5倍的喇叭口深度尺寸，所述喇叭口与所述样本相分支通道深度相同。其中，所述液滴储存区包括液滴储存槽，所述液滴储存槽贯通有所述液滴转移孔和连通所述液滴检测区的所述液滴排出孔，所述液滴储存槽包括穹顶面和内壁，所述穹顶面为穹顶设计，穹顶的顶端与所述液滴排出孔连通，所述内壁的底部与所述液滴转移孔连通。其中，所述液滴检测区包括检测连续相入口、与所述检测连续相入口连通的检测连续相通道、液滴入口、与所述液滴入口连通的液滴通道、检测通道，，所述检测连续相入口与所述检测连续相注入孔连通，所述液滴入口与所述液滴排出孔连通；所述废液收集区包括与所述检测通道对应的废液通道以及与所述废液通道连通的废液出口；所述检测连续相通道连接所述检测连续相入口和所述检测通道，所述液滴通道连接所述液滴入口和所述检测通道，所述检测连续相通道与所述液滴通道、所述检测通道交叉于同一点，所述检测通道与所述废液通道连通。其中，所述液滴生成区设于所述芯片上层的下表面或者所述芯片下层的上表面时，所述芯片下层设有与所述液滴转移孔连通的液滴转移通道，所述液滴转移通道连通所述液滴转移孔和液滴储存槽。其中，所述液滴生成区设于所述芯片下层的下表面时，所述液滴生成区的末端与所述液滴储存区直接连通，同时所述芯片下层设有与所述样本入口连通的样本注入孔、与所述生成连续相入口连通的生成连续相注入孔；所述样本注入孔和生成连续相注入孔穿透所述芯片下层的上下表面，并分别与所述芯片上层的样本注入孔和生成连续相注入孔连通。其中，所述样本入口与样本相通道之间，所述生成连续相入口与生成连续相通道之间，所述检测连续相入口与检测连续相通道之间，均设有过滤区。其中，所述密封层起到密封所述芯片下层的下表面，并起到与所述液滴储存区传递热量的作用。其中，所述液滴储存区包括密封圈和PCR管。所述密封层的下表面设有PCR管安装槽，所述PCR管安装槽包括穹顶面、密封面、内壁以及在所述穹顶面的范围内设有穿透所述密封层的液滴进入孔和液滴排出孔。所述液滴转移通道的一端与所述液滴转移孔连接，另一端与所述液滴进入孔连通，所述液滴排出孔与所述芯片下层的液滴排出孔连通。所述密封圈和PCR管安装在所述的PCR管安装槽的内壁之间，所述密封面与所述PCR管之间通过所述密封圈密封。本专利技术体统的微流控芯片用于实现液滴生成、液滴储存、控温、PCR反应和液滴检测、废液处理等全流程过程。这个流程无需手动转移样本，样本之间独立封闭，实现了样本进、实验结果出的自动化过程，微流控芯片的集成化程度高，通过液滴在各个区域的自主转移能够简化操作过程，降低操作难度，提高操作率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式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专利技术的一些实施方式，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，还可以如这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术所述微流控芯片第一实施例的示意图。图2是图1所述微流控芯片的平面示意图。图3是图1所述微流控芯片的单个样本的全流程处理通路的剖面示意图。图4是图1所述微流控芯片的芯片上层下表面的示意图。图5是图1所述微流控芯片液滴生成区的局部放大示意图。图6是图1所述微流控芯片的芯片下层示意图。图7是图1所述微流控芯片的芯片下层局部放大示意图及剖面示意图。图8是图1所述微流控芯片液滴检测区的局部放大示意图。图9是本专利技术所述微流控芯片第二实施例的单个样本全流程处理通路的示意图。图10是图9所述微流控芯片第二实施例的芯片下层示意图。图11是图9所述微流控芯片第二实施例的密封层示意图。图12是图9所述微流控芯片第二实施例的密封圈示意图。图13是本专利技术所述微流控芯片第三实施例的芯片下层示意图。图14是本专利技术所述微流控芯片第四实施例的芯片下层示意图。图15是图14所述微流控芯片第四实施例的液滴生成区示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1～8，图中以透视方式呈现，以便可以看清楚内部结构，本专利技术提供一种微流控芯片，用于实现液滴生成、液滴储存、控温及PCR反应、液滴检测、废液收集的全流程过程，其中液滴生成在液滴生成区60完成，液滴储存、控温及PCR反应在液滴储本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片包括芯片上层、芯片下层、密封层，以及设于所述微流控芯片上的液滴生成区、液滴储存区、液滴检测区和废液收集区，所述液滴生成区、液滴储存区、液滴检测区和废液收集区之间均是通过通道连通；所述液滴生成区用于将样本相通过连续相形成数万个～数百万个液滴，所述液滴进入液滴储存区进行PCR反应后，所述液滴检测区用于对PCR反应后的液滴进行光学检测，所述废液收集区用于将检测后的所述液滴、连续相进行收集、储存。

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片包括芯片上层、芯片下层、密封层，以及设于所述微流控芯片上的液滴生成区、液滴储存区、液滴检测区和废液收集区，所述液滴生成区、液滴储存区、液滴检测区和废液收集区之间均是通过通道连通；所述液滴生成区用于将样本相通过连续相形成数万个～数百万个液滴，所述液滴进入液滴储存区进行PCR反应后，所述液滴检测区用于对PCR反应后的液滴进行光学检测，所述废液收集区用于将检测后的所述液滴、连续相进行收集、储存。2.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述芯片上层设有穿透所述芯片上层的上下表面的样本注入孔、生成连续相注入孔、检测连续相注入孔和废液排出孔，所述芯片上层的上表面设有与所述样本注入孔连通的样本池、与所述生成连续相注入孔连通的生成连续相池、与所述检测连续相注入孔连通的检测连续相池以及与所述废液排出孔连通的废液池；所述芯片下层设有穿透所述芯片下层的上下表面的液滴转移孔和液滴排出孔。3.如权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述芯片上层的下表面与所述芯片下层的上表面相贴合，所述芯片下层的下表面与所述密封层的上表面相贴合；所述液滴储存区设于所述芯片下层的下表面上，所述液滴生成区设于所述芯片上层的下表面、芯片下层的上表面、芯片下层的下表面之中的任一表面上，所述液滴检测区和废液收集区设于所述芯片上层的下表面或者芯片下层的上表面上。4.如权利要求3所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片具有多组独立的、并排布置的所述液滴生成区、液滴储存区、液滴检测区和废液收集区，分别对应于多个样本，每一组所述液滴生成区、液滴储存区、液滴检测区和废液收集区形成一个样本的全流程处理通路，所述微流控芯片能对多个所述样本相互独立地进行液滴生成、液滴储存、控温及PCR反应、液滴检测、废液收集。5.如权利要求4所述的微流控芯片，其特征在于，所述液滴生成区包括生成连续相入口、与所述生成连续相入口连通的生成连续相通道、样本入口、与所述样本入口连通的样本相通道，所述生成连续相入口与所述生成连续相注入孔连通，所述样本入口与所述样本注入孔连通，所述样本相通道连接至少一个所述样本相分支通道，每一个所述样本相分支通道经过一个喇叭口连接所述生成连续相通道；所述液滴在所述喇叭口处生成并进入所述生成连续相通道，并被所述生成连续相推动到所述液滴生成区的末端。6.如权利要求5所述的微流控芯片，其特征在于，在所述微流控芯片的厚度方向上，所述生成连续相通道深度尺寸大于等于5倍的喇叭口深度尺寸，所述喇叭口与所述样本相分支通道深度...

【专利技术属性】
技术研发人员：於林芬，阳巍，
申请(专利权)人：深圳市博瑞生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44