一种液滴单层平铺式核酸检测芯片及其制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种液滴单层平铺式核酸检测芯片及其制备方法，液滴单层平铺式核酸检测芯片，采用液滴平铺式收集保存液滴。液滴收集后，原位扩增以及识别分析，不再转移液滴。另外，可使用矿物油，室温下与PCR过程中不易挥发，降低配套仪器的成本，有效降低使用成本，从根本上解决了氟有机物质挥发性风险问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种液滴单层平铺式核酸检测芯片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及核酸检测芯片制作
，具体涉及一种液滴单层平铺式核酸检测芯片及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction，PCR)提出以来，核酸体外扩增和定量技术已发展成为分子生物学领域的一项核心技术。目前，以PCR为基础的核酸定量检测技术，因其分析速度快、灵敏度高、高通量及诊断时间短的显著优点，成为疾病早期诊断的主要应用技术，并广泛应用于分子测序、基因表达分析、基因突变研究和药物筛选等其他研究领域。
[0003]美国ABI公司推出实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR，qPCR)技术及相关产品，利用荧光信号的变化实时检测PCR扩增反应中每一个循环产物量的变化，通过循环阈值(Cycle threshold，Ct)和标准曲线对起始模板进行定量分析，将PCR由定性与半定量的体外合成技术发展成为高灵敏度、高特异性的，可对核酸进行相对定量的基因分析技术。发展至今，qPCR技术已经成为应用最多、灵敏度最高的核酸定量技术，其准确度可达95％。但是，由于qPCR是一种核酸相对定量技术，对低倍差异的分辨能力不足，另外对于含量低于1％的微量突变的检测无能为力。
[0004]Vogeldtein和Kinzler提出了一种新的核酸定量技术——数字PCR(D-PCR)技术，该技术的原理是将一个样本稀释成几十到几万份，分配到不同的反应单元，使每个单元至多包含一个拷贝的目标分子(初始DNA模板)，在每个反应单元中进行单个拷贝DNA的PCR扩增，扩增结束后，对有荧光信号的单元进行计数，计数结果即为初始DNA模板的拷贝数。
[0005]根据数字PCR的原理，从实现途径上，数字PCR技术包括三个步骤：样品分散、PCR热循环、结果检测分析这三个环节。其中样品分散成大量均一的微单元是关键步骤，是dPCR技术检测敏感性以及绝对定量准确性的关键。根据样品分散方式的不同，现有的数字PCR技术可分为微流控芯片数字PCR技术和液滴数字PCR技术。
[0006]目前市面上微液滴式核酸检测系统主要是用于数字PCR(digital Polymerase Chain Reaction)检测，缩写为ddPCR(droplet digital Polymerase Chain Reaction)系统。现有的ddPCR技术包括美国Bio-Rad公司的QX系列微液滴式dPCR系统和法国Stilla Technologies公司的Naica crystal微液滴PCR系统。Bio-Rad公司的系统中检测工作工作过程：首先，通过将配制好的PCR反应试剂分散成数万个液滴，收集在类似离心管的结构中；然后，进行PCR反应；最后，将反应后的液滴导入分析芯片进行结果读出。Stilla Technologies公司的Naica crystal微液滴PCR系统芯片才用的是一体化方案，即“液滴产生-收集-反应”一体化设计。样品分散成的液滴被收集在芯片的液滴收集腔内，呈单层排列，之后液滴不再需要转移，进行PCR反应，最后读出反应结果。
[0007]Bio-Rad公司的QX系列微液滴式dPCR系统，采用类似流式细胞分析技术中对百万个液滴逐个进行分析，在工作过程中，液滴需要多次转移，转移过程很难避免污染和破乳的
发生。Stilla Technologies公司的Naica crystal微液滴PCR系统芯片采用特殊键合工艺，成本高。
[0008]两套系统产生液滴所用的油相为氟化油，为含氟有机混合试剂(例如甲基九氟丁醚等)，易挥发性，需防护措施避免吸入油蒸汽。同时，为保证液滴稳定生成与保存，所用的表面活性剂为特殊合成的，使用成本高。氟化油受热会急剧挥发，为保证PCR过程中液滴的稳定性，通常会保持反应环境高压状态，增加了反应仪器的设计难度与成本。尤其是在转移液滴时，存在氟有机物质挥发性风险问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术实施例的目的在于提供一种液滴单层平铺式核酸检测芯片及其制备方法，用于解决目前微液滴式核酸检测技术，液滴需要多次转移，转移过程很难避免污染和破乳的发生，以及在转移液滴时，存在氟有机物质挥发性风险问题。
[0010]为了实现本专利技术的目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0011]本专利技术提供了一种液滴单层平铺式核酸检测芯片，所述芯片包括：液滴产生组片1以及底部基片2，液滴产生组片1包括带有微沟道的结构片11、双面具有粘性的膜12和上盖片13，所述结构片11和所述上盖片13通过所述膜12贴合在一起，实现微沟道的封接，形成闭合的微沟道，所述底部基片2靠近长边的位置涂有两条胶线3，所述液滴产生组片1对准所述胶线3压装至所述底部基片2，所述上盖片13、所述底部基片2和所述胶线3围成液滴收集腔，所述结构片11上设置有第一透气孔111、微液滴生成水相孔112和微液滴生成油相孔113，所述膜12和所述上盖片13上分别设置有第二透气孔121和第三透气孔131，所述第一透气孔111、第二透气孔121和第三透气孔131对齐。
[0012]优选地，所述芯片还包括：衬垫膜4，用于在所述液滴产生组片1压装至所述底部基片2之前，装填至所述底部基片2上的两条胶线3之间，支撑形成所述液滴收集腔。
[0013]优选地，所述衬垫膜4为由无尘纸或由聚碳酸酯/聚四氟乙烯制成的无尘薄膜，所述衬垫膜4的厚度大于或等于30微米且小于或等于200微米。
[0014]优选地，所述结构片11、所述膜12和所述上盖片13边缘对齐形成所述液滴产生组片1，所述液滴产生组片1的两个长边缘分别与两条胶线3对齐。
[0015]优选地，所述结构片11上的微沟道的宽度和高度均大于或等于25微米并小于或等于10000微米。
[0016]优选地，所述结构片11为聚碳酸酯制片、聚丙烯制片、聚苯乙烯制片。
[0017]优选地，所述上盖片13与所述底部基片2为透明玻璃制片。
[0018]优选地，所述膜12为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，所述胶线3为聚二甲基硅氧烷胶线。
[0019]本专利技术还提供了一种液滴单层平铺式核酸检测芯片的制备方法，所述方法包括：带有微沟道的结构片11和上盖片13通过双面具有粘性的膜12贴合在一起，作为液滴产生组片1，实现微沟道的封接，形成闭合的微沟道；在底部基片2靠近长边的位置涂上两条胶线3；将所述液滴产生组片1对准所述胶线3压装至所述底部基片2，所述上盖片13、所述底部基片2和所述胶线3围成液滴收集腔；其中，所述结构片11上设置有第一透气孔111、微液滴生成水相孔112和微液滴生成油相孔113，所述膜12和所述上盖片13上分别设置有第二透气孔
121和第三透气孔131，所述第一透气孔111、第二透气孔121和第三透气孔131对齐。
[0020]优选地，所述方法还包括：在所述液滴产生组片1压装至所述底部基片2之前，将衬垫膜4装填至所述底部基片2上的两条胶线3之间，支撑形成所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液滴单层平铺式核酸检测芯片，其特征在于，所述芯片包括：液滴产生组片(1)以及底部基片(2)，液滴产生组片(1)包括带有微沟道的结构片(11)、双面具有粘性的膜(12)和上盖片(13)，所述结构片(11)和所述上盖片(13)通过所述膜(12)贴合在一起，实现微沟道的封接，形成闭合的微沟道，所述底部基片(2)靠近长边的位置涂有两条胶线(3)，所述液滴产生组片(1)对准所述胶线(3)压装至所述底部基片(2)，所述上盖片(13)、所述底部基片(2)和所述胶线(3)围成液滴收集腔，所述结构片(11)上设置有第一透气孔(111)、微液滴生成水相孔(112)和微液滴生成油相孔(113)，所述膜(12)和所述上盖片(13)上分别设置有第二透气孔(121)和第三透气孔(131)，所述第一透气孔(111)、第二透气孔(121)和第三透气孔(131)对齐。2.如权利要求1所述的一种液滴单层平铺式核酸检测芯片，其特征在于，所述芯片还包括：衬垫膜(4)，用于在所述液滴产生组片(1)压装至所述底部基片(2)之前，装填至所述底部基片(2)上的两条胶线(3)之间，支撑形成所述液滴收集腔。3.如权利要求2所述的一种液滴单层平铺式核酸检测芯片，其特征在于，所述衬垫膜(4)为由无尘纸或由聚碳酸酯/聚四氟乙烯制成的无尘薄膜，所述衬垫膜(4)的厚度大于或等于30微米且小于或等于200微米。4.如权利要求1所述的一种液滴单层平铺式核酸检测芯片，其特征在于，所述结构片(11)、所述膜(12)和所述上盖片(13)边缘对齐形成所述液滴产生组片(1)，所述液滴产生组片(1)的两个长边缘分别与两条胶线(3)对齐。5.如权利要求1所述的一种液滴单层平铺...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓冬，
申请(专利权)人：王晓冬，
类型：发明
国别省市：