微流控PCR芯片制造技术

本实用新型专利技术提供了一种微流控PCR芯片其包括基底部、腔室部及密封盖和加气口；所述基底部包括具有热传递性的基底，平铺于所述基底顶部的疏水层，以及以微阵列方式布置于所述疏水层上的多个亲水单元；所述腔室部与所述基底固连，以围构形成位于各所述亲水单元上方的反应腔室；所述密封盖具有透光性、并连接于所述腔室部的顶部，以构成对所述反应腔室的密封；所述加气口位于所述密封盖或所述腔室部其一上，以与外部有压气源连通，而于所述反应腔室内注入气体。本实用新型专利技术所述的微流控PCR芯片可简化PCR检测分辨方式，便于待检测样品的投加操作，能够利于热循环扩增反应的进行，而有助于提升检测效果。

【技术实现步骤摘要】
微流控PCR芯片
本技术涉及生物分子检测
，特别涉及一种微流控PCR芯片。
技术介绍
聚合酶链式反应(PCR)已经成为分子诊断领域的新标准，PCR方法是从分子水平上通过针对于基因序列的特异性引物探针的设计实现检测，与免疫方法相比，PCR方法可以大大提高检测的准确性和灵敏性。微流控技术是在微米尺度对流体进行操作的一项全新的分析技术，相比于常规的分析方法，其具有高通量、自动化、集成化和低成本等优势。目前，微流控技术和PCR技术的结合越来越获得关注，借助于微流控易于实现高通量筛选的优势，PCR技术能够应用于分子标记物的大规模筛选和诊断等领域。现有的分子诊断方面的高通量筛选技术主要包括分子杂交(DNA芯片技术)、多重PCR技术和液相芯片技术等。分子杂交技术需要预先对靶标基因进行扩增，然后扩增产物与互补探针序列进行杂交后才可检测结果，加之其也要进行冲洗和温浴，操作步骤繁琐。多重PCR技术需要对不同的靶标基因进行荧光探针编码，不仅需要高分辨率的光学系统，同时多靶标同时反应，引物和探针设计要求高，而且容易造成交叉反应。液相芯片技术不仅需要复杂的荧光编码微球制备和共价偶联技术，同时也需要复杂的操作步骤，其仪器昂贵，使得普通用户难以接受。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种微流控PCR芯片，以可提供一种适于高通量PCR检测使用的PCR芯片。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种微流控PCR芯片，其包括：基底部，所述基底部包括具有热传递性的基底，平铺于所述基底顶部的疏水层，以及以微阵列方式布置于所述疏水层上的多个亲水单元；腔室部，所述腔室部与所述基底固连，以围构形成位于各所述亲水单元上方的反应腔室；密封盖，所述密封盖具有透光性、并连接于所述腔室部的顶部，以构成对所述反应腔室的密封；加气口，所述加气口位于所述密封盖或所述腔室部其一上，以与外部有压气源连通，而于所述反应腔室内注入气体。进一步的，于各所述亲水单元至少其一处沉积有呈干燥状的包括有引物的试剂。进一步的，所述试剂通过喷墨打印机点样于所述亲水单元处，并经干燥处理而成干燥状。进一步的，所述干燥处理方式包括有真空冷冻干燥或常温自然干燥。进一步的，所述真空冷冻干燥的温度为-85～-75℃，真空度为0.008～0.012Mpa。进一步的，所述基底为亲水性材质，所述亲水单元由镂空所述疏水层、而暴露于所述疏水层外的所述基底构成。进一步的，所述基底的材料包括玻璃或硅片。进一步的，所述疏水层的材料包括氟硅烷或六甲基二硅胺。进一步的，各所述亲水单元处的所述基底的表面为光滑平面或刻蚀形成的微阱阵列。进一步的，所述刻蚀方式包括湿法刻蚀或干法刻蚀。进一步的，所述基底部通过以下的步骤制备而成：步骤s1、提供基底；步骤s2、于所述基底上形成疏水层；步骤s3、于所述疏水层上形成光刻胶层，并通过光刻方式于所述光刻胶层上形成呈微阵列布置的多个镂空状的图案；步骤s4、通过等离子体机轰击，去除各所述图案区域的疏水层，使所述图案区域的基底暴露于外，而形成所述亲水单元；步骤s5、剥离所述光刻胶层。进一步的，于所述步骤s5之前还包括：步骤s50、于所述亲水单元的基底表面刻蚀形成微阱阵列。进一步的，步骤s2中为将所述基底与所述疏水层材料一同放入加热箱，恒温保持，而于所述基底表面反应生成所述疏水层。进一步的，所述步骤s3中具体包括：步骤s31、于所述疏水层上旋涂光刻胶，并烘干形成光刻胶层；步骤s32、于光刻机中，在掩膜版下对所述光刻胶层进行UV曝光处理；步骤s33、放入显影液中进行显影处理，于光刻胶层形成所述图案；步骤s34、烘干固化。进一步的，所述腔室部由透光性材料制成。进一步的，所述密封盖及所述腔室部的材料包括PP、PET或PC。进一步的，所述基底与所述腔室部经胶黏剂粘接相连。进一步的，所述胶黏剂包括环氧树脂胶或紫外固化胶。同时，本技术也提出了应用该微流控PCR芯片的微流控PCR检测系统，该检测系统包括：如上所述的微流控PCR芯片；加样装置，所述加样装置用于在所述亲水单元处投加待检测样品，于所投加的待检测样品上方形成密封油层，以及由所述加气口向所述反应腔室内注入气体；热循环装置，所述热循环装置用于对所述基底进行加热，以使所述待检测样品进行热循环扩增；荧光采集装置，所述荧光采集装置用于对热循环扩增后的所述待检测样品进行荧光信号采集，并可将采集信号向外输出。进一步的，所述加样装置包括：固定框架，所述固定框架用于装载所述微流控PCR芯片；制动杆，滑动设置于所述固定框架上；样品导流槽，设置于所述制动杆上，所述样品导流槽具有顶部开口的储液腔，并于所述样品导流槽的底部设有与所述储液腔贯通的呈狭缝状的出口；密封油导流槽，设置于所述制动杆上，且具有与所述样品导流槽相同的结构；驱动机构，设置于所述固定框架与所述制动杆之间，以驱使所述制动杆带动所述样品导流槽及所述密封油导流槽形成相对于所述微流控PCR芯片的滑动；控制机构，所述控制机构与所述驱动机构连接，以控制所述驱动机构动作；加气接口，所述加气接口为分别与外部气源相连的多个，且各所述加气接口分别与所述加气口及所述样品导流槽和密封油导流槽的顶部开口相通，以向所述反应腔室及所述样品导流槽和密封油导流槽内注入气体。进一步的，所述驱动机构包括导轨，以及与所述制动杆传动连接的、驱使所述制动杆沿所述导轨滑动的步进电机。进一步的，注入所述反应腔室内的气体压力大于0.1MPa。进一步的，注入所述反应腔室内的气体为惰性气体或空气。进一步的，在与所述样品导流槽和密封油导流槽的顶部开口相连的所述加气接口处设有压力调节阀件。进一步的，所述热循环装置包括：支撑架，用于承载所述微流控PCR芯片；薄膜加热器，设于所述支撑架上，并与所述微流控PCR芯片的所述基底抵接；电源控制机构，与外部电源及所述薄膜加热片电连接，以控制向所述薄膜加热片的供电。进一步的，所述荧光采集装置包括：光源；第一滤光片，位于所述光源的出射光方向上，而对所述光源的出射光进行过滤；二向色镜，位于所述光源的出射光方向上，以构成所述光源出射光向所述微流控PCR芯片的照射，以及所述微流控PCR芯片中的所述待检测样品所发荧光向外的出射；图像采集单元，位于所述荧光的出射方向上，以对所述荧光进行采集，并可将采集信号向外输出；第二滤光片，位于所述荧光的出射方向上，且置于所述图像采集单元的前侧，以对出射的所述荧光进行过滤。进一步的，所述光源为激光光源，所述图像采集单元为CMOS传感器。相对于现有技术，本技术具有以下优势：本技术的微流控PCR芯片通过于疏水层上的呈微阵列的亲水单元的布置，能够实现高通量筛选检测，并可将不同指标(特异性引物和探针)固定在基底特定的反应位置，从而可通过空间进行分辨，不需进行多色荧光编码的光谱分辨，能够简化检测分辨方式。同时，本技术中通过疏水层及亲水单元的设置，在样品投加时，通过疏水层和亲水单元的亲疏水作用，能够在各亲水单元处自动形成独立的静态样品液滴，从而可便于待检测样品的投加操作。此外，本技术中通过反应腔室的密封以及加气口的设置，检测时可通过注入气体以使反应腔室内气体压力大于水的饱和蒸气压，而保持高压状态，以此可在PCR加热反应过程中抑制水分的蒸发，也可显著降本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微流控PCR芯片，其特征在于包括：基底部，所述基底部包括具有热传递性的基底，平铺于所述基底顶部的疏水层，以及以微阵列方式布置于所述疏水层上的多个亲水单元；腔室部，所述腔室部与所述基底固连，以围构形成位于各所述亲水单元上方的反应腔室；密封盖，所述密封盖具有透光性、并连接于所述腔室部的顶部，以构成对所述反应腔室的密封；加气口，所述加气口位于所述密封盖或所述腔室部其一上，以与外部有压气源连通，而于所述反应腔室内注入气体。

【技术特征摘要】
1.一种微流控PCR芯片，其特征在于包括：基底部，所述基底部包括具有热传递性的基底，平铺于所述基底顶部的疏水层，以及以微阵列方式布置于所述疏水层上的多个亲水单元；腔室部，所述腔室部与所述基底固连，以围构形成位于各所述亲水单元上方的反应腔室；密封盖，所述密封盖具有透光性、并连接于所述腔室部的顶部，以构成对所述反应腔室的密封；加气口，所述加气口位于所述密封盖或所述腔室部其一上，以与外部有压气源连通，而于所述反应腔室内注入气体。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：温维佳，高一博，巫金波，陈永生，刘裔腾，杨小雪，佟蕊，
申请(专利权)人：深圳市尚维高科有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44