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盖、芯片下层、薄膜、密封垫、密封圈，所述微流控芯片设置样本储存区、液滴生成区、液滴储存区、液滴检测区和废液储存区，所述样本储存区、液滴生成区、液滴储存区、液滴检测区和废液储存区之间均是通过小孔或微通道连通。所述液滴生成区用于将样本相转变为数万个至数百万个液滴，所述液滴在液滴储存区进行PCR反应，所述液滴检测区用于对PCR反应后的液滴进行光学检测，所述废液储存区用于收集和存储检测后的所述液滴和连续相。

Microfluidic chip

The invention discloses a microfluidic chip, which comprises an upper cover, a lower layer of the chip, a film, a sealing pad and a sealing ring. The microfluidic chip is provided with a sample storage area, a droplet generation area, a droplet storage area, a droplet detection area and a waste liquid storage area. The sample storage area, a droplet generation area, a droplet storage area, a droplet detection area and a waste liquid storage area are uniform between the sample storage area, the droplet generation area, the droplet detection area and the waste liquid storage area. It is connected through small holes or microchannels. The droplet generation area is used to convert the sample phase into tens of thousands to millions of droplets, the droplet is used for PCR reaction in the droplet storage area, the droplet detection area is used for optical detection of the droplets after the PCR reaction, and the waste liquid storage area is used for collecting and storing the droplets and continuous phases after detection.

【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
现有微滴式数字PCR系统多采用分体式技术路线，即液滴生成、PCR反应和液滴检测分别在不同仪器上完成。该技术路线操作步骤繁琐，难以做到全流程封闭操作，不符合临床诊断分析要求，制约了该技术的临床应用。
技术实现思路
本专利技术提供一种微流控芯片，用于实现样本储存及转移、液滴生成、液滴储存、PCR热循环和液滴检测等全流程操作步骤。本专利技术所述微流控芯片，其包括芯片上盖、芯片下层、薄膜、密封垫和密封圈，所述芯片上盖的下表面与所述芯片下层的上表面贴合，所述芯片下层的下表面与所述薄膜的上表面贴合。贴合采用粘接、焊接、键合等方式，以保证贴合牢固、紧密。优选地，本专利技术所述微流控芯片按功能划分为样本储存区、液滴生成区、液滴储存区、液滴检测区和废液储存区。所述样本储存区和所述废液储存区设于所述芯片上盖的下表面，所述液滴生成区、所述液滴储存区和所述液滴检测区设于所述芯片下层的下表面。所述样本储存区与所述液滴生成区、所述液滴生成区与所述液滴储存区、所述液滴储存区与所述液滴检测区、所述液滴检测区与所述废液储存区均是通过微通道或微孔连通。优选地，样本储存区用于储存样本相；液滴生成区用于将所述样本相转变为数万个至数百万个液滴，例如，将水相样本转变为油包水液滴。所述液滴在液滴储存区进行PCR反应。完成反应后，液滴检测区用于对PCR反应后的液滴进行光学检测。废液储存区用于收集和存储完成检测后的液滴和连续相。优选地，本专利技术所述微流控芯片设有数组独立的、并排布置的样本储存区、液滴生成区、液滴储存区、液滴检测区和废液储存区，分别对应于数个样本。每一组样本储存区、液滴生成区、液滴储存区、液滴检测区、废液储存区形成一个样本的全流程处理通路，所述微流控芯片能对所述数个样本相互独立地进行样本储存、液滴生成、液滴储存、PCR热循环反应、液滴检测、废液储存。优选地，加样时本专利技术所述微流控芯片水平放置，后续生成液滴、PCR反应、液滴检测时，所述微流控芯片竖直或倾斜放置，液滴生成区位于所述微流控芯片的下端，废液储存区位于所述微流控芯片的上端。微流控芯片竖直或按一定角度倾斜放置可以保证液滴快速上浮，不影响后续的液滴生成过程，并在检测过程可以保证液滴顺利，无损转移。优选地，芯片上盖设有穿透芯片上盖上下表面的样本注入孔、密封垫安装孔、排气孔和窗口。窗口用于透过光线，方便光学检测设备对液滴进行检测。芯片上盖的上表面设有加样柱，所述样本注入孔设于所述加样柱的中心。芯片上盖的下表面设有加样微通道、样本储存池、排气通道和废液储存池，所述加样微通道连接样本注入孔和样本储存池，所述排气通道连接所述废液储存池和所述排气孔。优选地，密封垫对称地间隔设有生成连续相注入孔和检测连续相注入孔，即密封垫两端的两个孔为生成连续相注入孔，与之相邻的为检测连续相注入孔，再依次为生成连续相注入孔，如此两端对称地间隔设置生成连续相注入孔和检测连续相注入孔。所述生成连续相注入孔和所述检测连续相注入孔之间由连接段连接。所述生成连续相注入孔和所述检测连续相注入孔的上下两端设有第一密封环，所述密封环为单圈或多圈圆环结构。优选地，密封圈包括由连接段连接的圆环，所述圆环的上下两端设置有单圈或多圈第二密封环，所述圆环的内壁套设在所述加样柱上。优选地，薄膜的厚度小于1毫米。为了使PCR反应时的热量传导更迅速，薄膜应尽量薄。薄膜作用为密封芯片下层下表面的孔、通道、液滴储存区，并起到与液滴储存区传递热量的作用。优选地，液滴储存区设有液滴储存池，所述微流控芯片竖直放置时，所述液滴储存池的上端呈尖角状，尖角顶端通向液滴检测区，可保证液滴的快速无损转移。优选地，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、以及与所述样本入口连通的样本通道。其中，所述生成连续相入口与所述密封垫的生成连续相注入孔连通；所述样本通道连接至少一个样本分支通道，所述样本分支通道通过喇叭口连接所述液滴储存池。生成液滴时，先将一定体积的生成连续相注入液滴储存池，然后样本相由样本分支通道进入液滴储存池，在喇叭口处生成液滴并进入液滴储存池。所述生成连续相主要用于辅助生成液滴，检测连续相的主要作用是推动液滴运动。优选地，所述生成连续相通道设有生成连续相过滤区，所述样本通道设有样本过滤区。所述样本相过滤区和所述生成连续相过滤区均密布有微柱，微柱之间的距离为10～100微米，密布的微柱作用是拦截杂质。喇叭口是两侧对称开口的“<”形或者是单斜边开口的“∠”形，所述喇叭口角度为5°～120°。样本相分支通道的数量优选为1～40个。优选地，液滴储存池的深度大于或等于2倍的喇叭口的深度，且所述液滴储存池的深度大于或等于2倍的样本相分支通道的深度，所述喇叭口的深度与所述样本相分支通道的深度相同。优选地，样本相分支通道的宽度与深度比大于或等于1，所述样本相分支通道的宽度为10～200微米，所述样本相分支通道的深度为2～100微米，所述液滴储存池的深度大于50微米。优选地，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。其中，所述检测连续相入口与密封垫的检测连续相注入孔连通；所述检测连续相通道设有检测连续相过滤区，所述检测连续相过滤区密布有微柱，所述微柱之间的距离为10～100微米。密布的微柱作用是拦截杂质。所述检测连续相通道与所述液滴通道交汇后连接检测通道，所述检测通道与废液通道连通，所述废液通道连接废液出口。所述检测通道的宽度为1～1.5倍的液滴直径，所述检测通道的深度为1～1.5倍的液滴直径。优选地，样本储存区包括加样微通道、样本储存池以及样本出口，所述样本储存池的下端呈倾斜状；所述样本出口设于所述样本储存池的底端尖角处，所述样本出口与液滴生成区的样本入口连通。废液储存区包括排气通道和废液储存池，所述排气通道连接废液储存池和排气孔。优选地，所述样本相优选为水相，所述生成连续相和检测连续相优选为油相，所述液滴优选为油包水液滴。本专利技术所述微流控芯片，加样时，所述微流控芯片水平放置，样本相进入样本储存区。随后，将所述微流控芯片竖直或者倾斜放置，液滴生成区位于下端，废液储存区位于上端，通过外部压力驱动样本储存区中的样本至液滴生成区。液滴生成区将样本相分散为几万至几百万个液滴，所得液滴存储于所述液滴储存区。结合外部温控设备，可对所述液滴储存区内的液滴进行PCR热循环。完成PCR反应的液滴进入液滴检测区，逐个检测光学信号。完成检测后的液滴存储于所述废液储存区的废液储存池。本专利技术提供的微流控芯片集成了液滴生成、液滴储存、PCR热循环和液滴检测等液滴数字PCR全流程操作步骤，极大减少人工手动操作，降低操作难度，满足临床检测自动化操作的需求，可同时处理多个相互独立的样本，显著提高检测效率。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，还可以从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的示意图；图2是图1所述微流控芯片的组成示意图；图本文档来自技高网...

【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盖、芯片下层、薄膜、密封垫和密封圈，所述芯片上盖的下表面与所述芯片下层的上表面贴合，所述芯片下层的下表面与所述薄膜的上表面贴合；所述微流控芯片设置样本储存区、液滴生成区、液滴储存区、液滴检测区和废液储存区，所述样本储存区和所述废液储存区设于所述芯片上盖的下表面，所述液滴生成区、所述液滴储存区和所述液滴检测区设于所述芯片下层的下表面，所述样本储存区与所述液滴生成区、所述液滴生成区与所述液滴储存区、所述液滴储存区与所述液滴检测区、所述液滴检测区与所述废液储存区均是通过微通道或微孔连通；加样时，所述微流控芯片水平放置；生成液滴、PCR反应、液滴检测时所述微流控芯片竖直或倾斜放置，且所述液滴生成区位于所述微流控芯片的下端，所述废液储存区位于所述微流控芯片的上端。

【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盖、芯片下层、薄膜、密封垫和密封圈，所述芯片上盖的下表面与所述芯片下层的上表面贴合，所述芯片下层的下表面与所述薄膜的上表面贴合；所述微流控芯片设置样本储存区、液滴生成区、液滴储存区、液滴检测区和废液储存区，所述样本储存区和所述废液储存区设于所述芯片上盖的下表面，所述液滴生成区、所述液滴储存区和所述液滴检测区设于所述芯片下层的下表面，所述样本储存区与所述液滴生成区、所述液滴生成区与所述液滴储存区、所述液滴储存区与所述液滴检测区、所述液滴检测区与所述废液储存区均是通过微通道或微孔连通；加样时，所述微流控芯片水平放置；生成液滴、PCR反应、液滴检测时所述微流控芯片竖直或倾斜放置，且所述液滴生成区位于所述微流控芯片的下端，所述废液储存区位于所述微流控芯片的上端。2.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述芯片上盖设有穿透芯片上盖上表面和芯片上盖下表面的样本注入孔、密封垫安装孔、排气孔和窗口；所述芯片上盖上表面设有加样柱，所述样本注入孔设于所述加样柱的中心；所述芯片上盖下表面设有加样微通道、样本储存池、排气通道和废液储存池，所述加样微通道连接样本注入孔和样本储存池，所述排气通道连接所述废液储存池和所述排气孔。3.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述密封垫对称地间隔设有生成连续相注入孔和检测连续相注入孔，所述生成连续相注入孔和所述检测连续相注入孔之间由连接段连接，所述密封垫的左右两端为生成连续相注入孔；所述生成连续相注入孔和所述检测连续相注入孔的上下两端设有第一密封环；所述密封圈包括由连接段连接的圆环，所述圆环的上下两端设置有单圈或多圈第二密封环，所述圆环的内壁套设在所述加样柱上；所述薄膜的厚度小于1毫米。4.如权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述液滴储存区设有液滴储存池，所述液滴储存池的上端呈尖角状；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、以及与所述样本入口连通的样本通道，其中，所述生成连续相入口与所述密封垫的生成连续相注入孔连通；所述样本通道...

【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