用于产生液珠的管状结构及液珠产生方法技术

本公开涉及一种用于产生液珠的管状结构以及使用所述管状结构产生液珠的方法。所述管状结构中具有微管道结构且可用于产生液珠、收集液珠、核酸放大及/或原位进行液珠检测等目的。

【技术实现步骤摘要】
用于产生液珠的管状结构及液珠产生方法
本公开涉及一种用于产生液珠的管状结构及液珠产生方法。
技术介绍
液珠式数字聚合酶连锁反应(DropletDigitalPolymeraseChainReaction，ddPCR)是一种对核酸分子进行绝对定量的方法。在一般的液珠式数字聚合酶连锁反应中，可利用液珠产生器将样品划分成数百乃至数万个纳升甚至皮升级别的单个油包水液珠。在这些液珠中，有些液珠不含核酸分子，或仅含单一核酸分子。之后对液珠中的检体进行PCR扩增，最后再以荧光信号进行检测以及统计分析。相对于传统的定量聚合酶连锁反应，数字聚合酶连锁反应可展现高灵敏性、高准确性且多目标的定量能力。目前，使用市售的ddPCR机台进行检测的方法包括以下步骤：利用液珠产生器产生液珠；将产生的液珠放置于96孔盘的封膜机，进行封膜：将封膜后的96孔盘置入PCR机器，执行核酸放大；以及将经核酸放大后的液珠抽取至液珠检测仪，以进行光学判读。因各操作流程在不同的容器以及不同机台内处理，因此，样品容易在转移的过程中损耗且程序自动化相当困难。同时，ddPCR过程中需要会消耗大量耗材，尤其用于产生液珠的液珠产生器，因有检体交叉污染疑虑，无法重复使用，而使检测的成本提高。目前缺乏能够方便且精准用于液珠数字聚合酶连锁反应的产品。
技术实现思路
本公开提供一种用于产生液珠的管状结构以及使用所述管状结构产生液珠的方法。本公开的管状结构中具有微孔或微管道以将水相试剂分离，此水相试剂经由管状结构内油相液体的剪切作用，而形成具有油包水结构的液珠。由于本公开的管状结构以单一管状结构即可生成液珠，相较于现有技术使用的多槽结构更不占空间。在本公开的一些实施例中，本公开的管状结构在液珠产生后还可持续用于进行液珠式数字聚合酶连锁反应或其他生物化学反应，并可于原位进行液珠检测或液珠分离，而无需将液珠移出至另一反应容器或机台。在这种情况下，液珠的产生、后续所进行生物化学反应(例如聚合酶连锁反应)以及最终的液珠检测检验或收集等，都可于本公开的单一管状结构中完成而无需更换不同容器耗材或反应槽。因此，可以在无交互污染疑虑下进行精准的生物化学反应及/或检测，不但可降低生物化学检测成本，且操作便捷而能够进一步实现程序自动化的目的。本公开的管状结构包括外管、试剂容置区、第一微管道、注油管道、排气管道、储油区、液珠容置区以及第二微管道。所述试剂容置区设置于所述管状结构内部的上部中间处且沿着管身长度方向延伸。所述第一微管道设置于所述管状结构内部且位于所述试剂容置区下方。所述第一微管道的第一端连接至所述试剂容置区且通过连接的所述第一端与所述试剂容置区连通，且所述第一微管道沿着所述管身长度方向延伸。所述注油管道与所述排气管道设置于所述管状结构内部的上部处且分别位于所述试剂容置区的相对两侧，其中所述注油管道与所述排气管道沿着所述管身长度方向延伸。所述储油区设置于所述管状结构内部的下部处，其中所述注油管连接至所述储油区上方且与所述储油区相连通。所述液珠容置区设置于所述管状结构内部的下部处，其中所述排气管连接至所述液珠容置区上方且与所述液珠容置区相连通。所述第二微管道位于所述储油区与所述液珠容置区之间且连接至所述储油区与所述液珠容置区，其中所述第二微管道沿着垂直于所述管身长度方向的径向延伸。所述第一微管道以相对于所述第一端的第二端垂直连接至所述第二微管道，且所述第二微管道与所述储油区、所述液珠容置区以及所述第一微管道相连通。所述第一微管道的直径小于所述第二微管道的直径。本公开的用于产生液珠的管状结构包括试剂容置内管以及油剂容置外管。所述试剂容置内管设置于所述管状结构内部的中间处且沿着管身长度方向延伸，其中所述试剂容置内管具有第一空腔以容置试剂液且所述试剂容置内管包括微孔阵列位于所述试剂容置内管的下部。所述油剂容置外管位于所述试剂容置内管外部且围绕所述试剂容置内管的侧部及所述下部，其中，所述油剂容置外管具有第二空腔以容置油体，所述微孔阵列位于所述试剂容置内管与所述油剂容置外管之间，所述试剂容置内管中的所述试剂液可通过所述微孔阵列而在所述油剂容置外管中的所述油体中分离形成所述液珠。本公开的液珠产生方法包括：提供管状装置，所述管状结构包括设置于所述管状结构内部的试剂容置区、油剂容置区、液珠容置区以及第一与第二微管道，其中所述第一微管道连接于所述试剂容置区下方且与所述试剂容置区连通，所述第二微管道连接于所述油剂容置区与所述液珠容置区之间且与所述油剂容置区与所述液珠容置区相连通，所述第一微管道垂直连接至所述第二微管道，且所述第一与第二微管道彼此相连通；加入包含检体的试剂液至所述试剂容置区中；加入油剂至所述油剂容置区中；以及驱使所述试剂液通过所述第一微管道并驱使所述油剂流入所述第二微管道，使所述油剂包覆所述试剂液而形成所述液珠。基于上述，本公开的管状结构利用其内所包含的第一微管道与第二微管道的立体垂直流路相交的立体结构，在非同一平面上建构液珠产生机制，以油包水(water-in-oil)的方式，在微管导道内产生液珠。从产生液珠、检测液珠、分离液珠，到最后液珠收集，都可在同一管状结构耗材内完成。不但可减少检测过程人为操作的失误，增加可靠度，提升检测功能性。并且因为减少耗材使用以及样品耗损，可以达成低成本且精准有效率的生化检测方式。为让本公开的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。附图说明图1A及图1B分别为本公开的第一实施例的管状结构的剖视图及俯视图；图2A是本公开的第二实施例的管状结构的剖视图；图2B是说明使用本公开的第二实施例的管状结构产生液珠的方法的示意图，图2B对应于图2A的虚线方框部分；图3A是本公开的第三实施例的管状结构的剖视图；图3B是说明使用本公开的第三实施例的管状结构产生液珠的方法的示意图，图3B对应于图3A的虚线方框部分；图4A是本公开的第四实施例的管状结构的立体透视图；图4B是本专利技术的第四实施例的管状结构的俯视图；图4C是本公开的第四实施例的管状结构的剖视图；图5A是本公开的第五实施例的管状结构的立体透视图；图5B是本公开的第五实施例的管状结构的剖视图；图5C是说明使用本公开的第五实施例的管状结构产生液珠的方法的示意图，图5C对应于图5B的虚线方框部分；图6A是本公开的第六实施例的管状结构的立体透视图；图6B是本公开的第六实施例的管状结构的俯视图；图6C是本公开的第六实施例的管状结构的剖视图；图7A及图7B分别为实例1的管状结构的上部的下表面及下部的上表面的电子显微镜照片图；图8A至图8D分别为实例2的管状结构的上部的下表面、中部上表面、中部下表面及下部的上表面的电子显微镜照片图；图9为本公开的液珠式数字聚合酶连锁反应装置的示意图；图10A及图10B分别为实验实例A-1的液珠在油膜干燥前后的光学显微镜影像图；图11A及图11B分别为实验实例A-2的液珠在油本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于产生液珠的管状结构，其特征在于，包括：/n试剂容置区，设置于所述管状结构内部的上部中间处且沿着管身长度方向延伸；/n第一微管道，设置于所述管状结构内部且位于所述试剂容置区下方，且所述第一微管道沿着所述管身长度方向延伸；/n注油管道与排气管道，设置于所述管状结构内部的上部处且分别位于所述试剂容置区的相对两侧，其中所述注油管道与所述排气管道沿着所述管身长度方向延伸；/n储油区，设置于所述管状结构内部的下部处，其中所述注油管道连接至所述储油区上方且与所述储油区相连通；/n液珠容置区，设置于所述管状结构内部的下部处，其中所述排气管道连接至所述液珠容置区上方且与所述液珠容置区相连通；/n第二微管道，位于所述储油区与所述液珠容置区之间且连接至所述储油区与所述液珠容置区，其中所述第二微管道沿着垂直于所述管身长度方向的径向延伸，所述第一微管道的一端垂直连接至所述第二微管道，且所述第二微管道与所述储油区、所述液珠容置区以及所述第一微管道相连通。/n

【技术特征摘要】
20181226 US 62/784,8411.一种用于产生液珠的管状结构，其特征在于，包括：
试剂容置区，设置于所述管状结构内部的上部中间处且沿着管身长度方向延伸；
第一微管道，设置于所述管状结构内部且位于所述试剂容置区下方，且所述第一微管道沿着所述管身长度方向延伸；
注油管道与排气管道，设置于所述管状结构内部的上部处且分别位于所述试剂容置区的相对两侧，其中所述注油管道与所述排气管道沿着所述管身长度方向延伸；
储油区，设置于所述管状结构内部的下部处，其中所述注油管道连接至所述储油区上方且与所述储油区相连通；
液珠容置区，设置于所述管状结构内部的下部处，其中所述排气管道连接至所述液珠容置区上方且与所述液珠容置区相连通；
第二微管道，位于所述储油区与所述液珠容置区之间且连接至所述储油区与所述液珠容置区，其中所述第二微管道沿着垂直于所述管身长度方向的径向延伸，所述第一微管道的一端垂直连接至所述第二微管道，且所述第二微管道与所述储油区、所述液珠容置区以及所述第一微管道相连通。


2.如权利要求1所述的用于产生液珠的管状结构，其中所述第二微管道位于所述管状结构的内部的底部处，所述第一微管道位于所述储油区与所述液珠容置区之间，从所述试剂容置区下方沿着所述管身长度方向延伸至所述管状结构内部的所述底部处而与所述第二微管道连接。


3.如权利要求1所述的用于产生液珠的管状结构，其中所述管状结构的底部表面为光滑平坦表面。


4.如权利要求1所述的用于产生液珠的管状结构，其中所述第二微管道位于所述储油区与所述液珠容置区的顶面处，所述第一微管道从所述试剂容置区下方沿着所述管身长度方向延伸而与所述第二微管道连接。


5.如权利要求4所述的用于产生液珠的管状结构，还包括透明区块，位于所述储油区与所述液珠容置区之间且位于所述第二微管道下方，所述透明区块从所述第二微管道下方沿着所述管身长度方向延伸至所述管状结构的底部处。


6.如权利要求1所述的用于产生液珠的管状结构，其中所述第二微管道的第一端连接至所述储油区，而所述第二微管道的与所述第一端相对的第二端连接至所述液珠容置区，所述第一微管道的所述一端垂直连接至所述第二微管道的所述第二端。


7.如权利要求1所述的用于产生液珠的管状结构，其中所述第一微管道的直径小于所述第二微管道的直径。


8.如权利要求1所述的用于产生液珠的管状结构，其中所述第二微管道的第一端连接至所述储油区，而所述第二微管道的与所述第一端相对的第二端连接至所述液珠容置区，所述第一微管道的所述一端垂直连接至所述第二微管道的介于所述第一端与所述第二端的中段处。


9.如权利要求1所述的用于产生液珠的管状结构，还包括可对合于所述管状结构顶部的外盖。


10.如权利要求1所述的用于产生液珠的管状结构，其中所述管状结构的材料为高分子聚合材料。


11.如权利要求10所述的用于产生液珠的管状结构，其中所述高分子聚合材料包括ABS、AS、BMC、CA、CN、COC、COP、EC、EP、EVA、FEP、FRP、MF、PA、PAR、PB、PBT、PC、PDMS、LDPE、HDPE、PE、PEEK、PET、PES、PF、PMMA、POM、PP、PPO、PPS、HIPS、PS、PSF、PTFE、PU、PVA、PVAC、PVB、PVC、PVCA、PVDC、PVFM、SP、UF、UP或前述的任意组合。


12.如权利要求1所述的用于产生液珠的管状结构，其中所述储油区中预封有油。


13.一种用于产生液珠的管状结构，其特征在于，包括：
试剂容置内管，设置于所述管状结构内部的中间处且沿着管身长度方向延伸，其中所述试剂容置内管具有第一空腔以容置试剂液，且所述试剂容置内管包括微孔阵列位于所述试剂容置内管的下部；以及
油剂容置外管，位于所述试剂容置内管外部且围绕所述试剂容置内管的侧部及所述试剂容置内管的下部，其中，所述油...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞绍华，李淑贞，巫秉融，洪瑞贤，蔡郁吟，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71