一种用于核酸扩增检测的微流控芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于核酸扩增检测的微流控芯片，包括三层密封键合的膜片，三层膜片从上至下依次为上层膜片、中层膜片和底层膜片；底层膜片上设有加样主流道一、加样主流道二、排气主流道一、排气主流道二、反应腔和与反应腔数量相等的排气单向阀；上层膜片上设有加样孔一、排气孔一、分样流道、溢流流道和排气分流道；中层膜片包括加样孔二、排气孔二、加样单向阀、加样导向孔、溢流导向孔一、溢流导向孔二、排气导向孔和透气阻水滤芯。本实用新型专利技术能同时进行多个靶基因的核酸扩增检测，且各个反应腔互不污染，核酸扩增时能够独立进行扩增互不干扰，检测结束后也没有扩增产物外漏。另外，芯片还能采用荧光检测，并能定性和定量分析。

A microfluidic chip for nucleic acid amplification detection

The utility model discloses a microfluidic chip for the detection of nucleic acid amplification, including three layers of sealed bonded diaphragm. The three layer diaphragm is in turn from upper to lower to the upper layer diaphragm, middle layer diaphragm and bottom film, and the bottom film is provided with a sample main channel one, a sample main channel two, an air exhaust main channel one, the exhaust mainstream channel two, and the reverse. The cavity and the exhaust valve are equal to the number of the reaction chamber; the upper diaphragm is equipped with a sample hole one, an exhaust hole, a splitter passage, a overflow channel, and an exhaust distributary channel, and the middle layer diaphragm includes the addition hole two, the exhaust hole two, the sample one-way valve, the sample guide hole, the overflow guide Kong Yi, the overflow guide hole two, the exhaust guide hole and the hole. Air permeable water filter core. The utility model can simultaneously carry out nucleic acid amplification and detection of multiple target genes, and each reaction cavity is not contaminated with each other. The nucleic acid amplification can independently amplify and do not interfere with each other, and there is no expansion of the product after the detection. In addition, the chip can also be detected by fluorescence and can be qualitatively and quantitatively analyzed.

【技术实现步骤摘要】
一种用于核酸扩增检测的微流控芯片
本技术涉及微流控
，特别是一种用于核酸扩增检测的微流控芯片。
技术介绍
聚合酶链式反应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（聚合酶链式反应）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°C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°C左右），DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。一般PCR反应均是在PCR管中，用PCR仪完成升降温的反应过程。但是用普通PCR仪进行升降温步骤的速度较慢，整体检测时间长，且前期操作繁琐，需要向PCR管内添加不同的试剂，难以满足目前市场上需要的自动化操作和高通量检测需求。微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。微流控芯片技术中将核酸扩增集成到芯片上进行是目前研究的热点。虽然PCR扩增技术是现有技术，但如能将其集成到芯片上，满足扩增反应及检测的需求，这样操作将更为简便快捷。目前常用在微流控平台上进行核酸扩增检测的芯片只能针对单个靶基因进行扩增，检测方法也多为电泳法、胶体金显色法等。现有的微流控芯片核酸扩增检测芯片无法解决对多个靶基因同时进行核酸扩增及检测，而且大多为两层芯片结构，只能进行单个PCR反应。当要做多个反应时，只能并联的使用多个芯片，这样就造成了试剂能源的大大浪费。而做到一个芯片进行多个反应的扩增，首先要解决芯片的整理设计，芯片材料多个功能模块的组装与键合，液体流道分流的不稳定性，压力控制，防回流设计，阀门控制，排气孔等很多难点。到目前为止液体分流也一直是微流控领域的一大难题。同时保证多个独立PCR扩增腔室在整个反应过程中的完全密闭也是个难题。因此需要克服很多的难点才能设计出多反应微流控芯片。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种用于核酸扩增检测的微流控芯片，该用于核酸扩增检测的微流控芯片能同时在微流控芯片上进行多个靶基因的核酸扩增检测，且能使各个反应腔在反应前不互相污染，核酸扩增时能够独立进行扩增互不干扰，检测结束后也没有扩增产物外漏。另外，芯片还能采用荧光检测，并能对反应进行定性和定量分析。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种用于核酸扩增检测的微流控芯片，包括三层膜片，三层膜片之间均采用密封键合；三层膜片从上至下依次为上层膜片、中层膜片和底层膜片。底层膜片上设置有加样主流道一、加样主流道二、排气主流道一、排气主流道二、若干个反应腔和与反应腔数量相等的排气单向阀。加样主流道二沿底层膜片的一个长度边布设，加样主流道一设置在底层膜片的中部，加样主流道一与加样主流道二相垂直连通。若干个反应腔并列设置在加样主流道一的两侧。排气主流道一沿底层膜片的另一个长度边布设，排气主流道二也设置在底层膜片的中部，排气主流道二与排气主流道一相垂直连通。排气单向阀并列设置在排气主流道二的两侧。上层膜片上设置有加样孔一、排气孔一、若干个并列设置的分样流道、若干个并列设置的溢流流道和若干个并列设置的排气分流道；分样流道、溢流流道和排气分流道的数量均与反应腔的数量相等。中层膜片包括加样孔二、排气孔二、加样单向阀、加样导向孔、溢流导向孔一、溢流导向孔二、排气导向孔和透气阻水滤芯；加样单向阀、加样导向孔、溢流导向孔一、溢流导向孔二、排气导向孔和透气阻水滤芯的数量均与反应腔的数量相等。加样孔一和加样孔二竖向贯通，加样孔二底部与加样主流道一相连通。每个加样单向阀的底部进口端均与加样主流道二相连通，每个加样单向阀的顶部出口端均与对应的分样流道的入口相连通。每个分样流道的出口均与加样导向孔的顶端相连接，每个加样导向孔的底端均指向对应的反应腔。每个溢流导向孔一的底端指向对应的反应腔，每个溢流导向孔一的顶端与对应溢流通道的入口相连通。每个溢流导向孔二的顶端与对应溢流通道的出口相连接，每个溢流导向孔二的底端均与对应排气单向阀的入口相连通。每个排气单向阀的出口均通过对应的排气导向孔与排气分流道的入口相连接，每个排气分流道的出口与对应透气阻水滤芯的入口相连通，每个透气阻水滤芯的出口均与排气主流道一相连通。排气主流道二的出口与排气孔二底部相连通，排气孔二与排气孔一竖向贯通。底层膜片上的加样主流道一和排气主流道二同轴设置，反应腔与对应的排气单向阀同轴设置。排气单向阀排气单向阀包括膜片，膜片包括膜片连接端和膜片悬置端；膜片悬置端设置有若干个相互平行的膜片悬置端间隙，每个膜片悬置端间隙仅能允许气体通过，液体水分子不能通过。分样流道和溢流流道均为热熔结构流道。三层膜片均为透明硬质材料。透明硬质材料为高分子聚合物、石英玻璃和硅片中的一种。三层膜片采用热键合或超声键合的方式密封形成一个整体。每个反应腔内预先固定有用于检测不同靶基因的试剂干粉，试剂干粉包括引物、荧光探针和酶。本技术创造性地设计了三层膜片结构的核酸扩增检测芯片，能够同时对多种靶基因进行核酸扩增和检测，只需加样一次，操作简便，通量高，反应过程中无泄漏，无需专门的PCR实验室即可进行核酸扩增检测，便于缺少实验条件的疾病检测机构使用。目前市场上还未有相关的微流控芯片出现，本技术的加样单向阀、排气单向阀与熔断结构能够带来技术上的革新，填补微流控领域的空白，而同时检测多个病原体的芯片能够大大的减少医疗资源的浪费，对医疗市场是个非常巨大的利好。另外，三层膜片结构的设计，每一层膜片的加工工艺都较为简单，便于大规模生产的需要。附图说明图1显示了本技术一种用于核酸扩增检测的微流控芯片的整体结构示意图。图2显示了底层膜片的结构示意图。图3显示了中层膜片的结构示意图。图4显示了上层膜片的结构示意图。图5显示了排气单向阀在底层膜片上的安装示意图。图6显示了排气单向阀的结构示意图。图7显示了膜片的结构示意图。其中有：10.上层膜片；11.加样孔一；12.排气孔一；13.分样流道；14.溢流流道；15.排气分流道；20.中层膜片；21.加样孔二；22.排气孔二；23.加样单向阀；24.加样导向孔；25.溢流导向孔一；26.溢流导向孔二；27.排气导向孔；28.透气阻水滤芯；30.底层膜片；31.加样主流道一；32.加样主流道二；33.反应腔；34.排气主流道一；35.排气主流道二；36.排气单向阀；40.膜片；41.膜片连接端；42.膜片悬置端；43.膜片悬置端间隙；44.膜片嵌槽。具体实施方式下面结合附图和具体较佳实施方式对本技术作进一步详细的说明。如图1所示，一种用于核酸扩增检测的微流控芯片，包括三层膜片，三层膜片之间均采用密封键合；优选为热键合或超声键合等密封形成一个整体，以满足核酸扩增及检测的需要。三层膜片均优选为透明硬质材料，透明硬质材料优选为高分子聚合物、石英玻璃和硅片等中的一种。三层膜片从上至下依次为上层膜片10、中层膜片20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于核酸扩增检测的微流控芯片，其特征在于：包括三层膜片，三层膜片之间均采用密封键合；三层膜片从上至下依次为上层膜片、中层膜片和底层膜片；底层膜片上设置有加样主流道一、加样主流道二、排气主流道一、排气主流道二、若干个反应腔和与反应腔数量相等的排气单向阀；加样主流道二沿底层膜片的一个长度边布设，加样主流道一设置在底层膜片的中部，加样主流道一与加样主流道二相垂直连通；若干个反应腔并列设置在加样主流道一的两侧；排气主流道一沿底层膜片的另一个长度边布设，排气主流道二也设置在底层膜片的中部，排气主流道二与排气主流道一相垂直连通；排气单向阀并列设置在排气主流道二的两侧；上层膜片上设置有加样孔一、排气孔一、若干个并列设置的分样流道、若干个并列设置的溢流流道和若干个并列设置的排气分流道；分样流道、溢流流道和排气分流道的数量均与反应腔的数量相等；中层膜片包括加样孔二、排气孔二、加样单向阀、加样导向孔、溢流导向孔一、溢流导向孔二、排气导向孔和透气阻水滤芯；加样单向阀、加样导向孔、溢流导向孔一、溢流导向孔二、排气导向孔和透气阻水滤芯的数量均与反应腔的数量相等；加样孔一和加样孔二竖向贯通，加样孔二底部与加样主流道一相连通；每个加样单向阀的底部进口端均与加样主流道二相连通，每个加样单向阀的顶部出口端均与对应的分样流道的入口相连通；每个分样流道的出口均与加样导向孔的顶端相连接，每个加样导向孔的底端均指向对应的反应腔；每个溢流导向孔一的底端指向对应的反应腔，每个溢流导向孔一的顶端与对应溢流通道的入口相连通；每个溢流导向孔二的顶端与对应溢流通道的出口相连接，每个溢流导向孔二的底端均与对应排气单向阀的入口相连通；每个排气单向阀的出口均通过对应的排气导向孔与排气分流道的入口相连接，每个排气分流道的出口与对应透气阻水滤芯的入口相连通，每个透气阻水滤芯的出口均与排气主流道一相连通；排气主流道二的出口与排气孔二底部相连通，排气孔二与排气孔一竖向贯通。...

【技术特征摘要】
2017.08.02 CN 20172095504151.一种用于核酸扩增检测的微流控芯片，其特征在于：包括三层膜片，三层膜片之间均采用密封键合；三层膜片从上至下依次为上层膜片、中层膜片和底层膜片；底层膜片上设置有加样主流道一、加样主流道二、排气主流道一、排气主流道二、若干个反应腔和与反应腔数量相等的排气单向阀；加样主流道二沿底层膜片的一个长度边布设，加样主流道一设置在底层膜片的中部，加样主流道一与加样主流道二相垂直连通；若干个反应腔并列设置在加样主流道一的两侧；排气主流道一沿底层膜片的另一个长度边布设，排气主流道二也设置在底层膜片的中部，排气主流道二与排气主流道一相垂直连通；排气单向阀并列设置在排气主流道二的两侧；上层膜片上设置有加样孔一、排气孔一、若干个并列设置的分样流道、若干个并列设置的溢流流道和若干个并列设置的排气分流道；分样流道、溢流流道和排气分流道的数量均与反应腔的数量相等；中层膜片包括加样孔二、排气孔二、加样单向阀、加样导向孔、溢流导向孔一、溢流导向孔二、排气导向孔和透气阻水滤芯；加样单向阀、加样导向孔、溢流导向孔一、溢流导向孔二、排气导向孔和透气阻水滤芯的数量均与反应腔的数量相等；加样孔一和加样孔二竖向贯通，加样孔二底部与加样主流道一相连通；每个加样单向阀的底部进口端均与加样主流道二相连通，每个加样单向阀的顶部出口端均与对应的分样流道的入口相连通；每个分样流道的出口均与加样导向孔的顶端相连接，每个加样导向孔的底端均指向对应的反应腔；每个溢流导向孔一的底端指向对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：许行尚，杰弗瑞·陈，朱滔，于沛，
申请(专利权)人：南京岚煜生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32