一体化微流控芯片制造技术

一种一体化微流控芯片，属于生物化学技术领域，其特征是：在一体化微流控芯片中均有桶形样品池、储油池，在样品池、储油池顶部均覆盖有盆形透气式滤芯；用于微滴生成的回形微流控通道，与储油池、样品池底部与微滴平铺腔室平滑连通；微流控通道出口与直通式微滴式平铺腔室入口密闭连通；微滴式平铺腔室出口与用于废液处理的微流控通道连接，用于废液处理的微流控通道有数个平滑连接的U型通道构成，用于废液处理的微流控通道另一端与废液池入口密闭连通。有益效果是：样本与油分别放入样品池、储油池后，透气式滤芯用于透气不透油，同时吸附芯片内液体挥发形成的气溶胶以及芯片外部的核酸物质，保障实验样品与环境不被污染，提高检测的准确度。检测的准确度。检测的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一体化微流控芯片


[0001]本技术属于生物化学


技术介绍

[0002]目前的数字PCR技术是基于油相包裹水相生成液滴的技术，生成含有特定核酸物质的液滴，经过PCR扩增，采用荧光探针标记的方法，将生物信号转换为可识别的物理信号，进行核酸分子定量分析。在病原微生物检测、产前诊断以及癌基因诊断等领域发挥着重要作用。由于2020年新型冠状病毒的爆发，数字PCR技术又在病毒诊断方向，展露出重大作用与意义，于2020年3月9日，武汉大学病毒学国家重点实验室初步揭示数字PCR技术在SARS
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CoV
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2低载量临床样品检测中更灵敏准确，阐述了微滴式数字PCR是在传统定量PCR的基础上采用一种全新的方式对核酸分子进行绝对定量的技术。目前基于乳液微滴的微流控芯片，基本分为流式、分体式微流控芯片，而流式、分体式微流控芯片具有不封闭性，液滴的损耗和样品在检测中有被污染的可能性。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是：提供一种一体化微流控芯片，它使微滴式数字PCR向准确、快速、大批量的病毒检测更近一步。
[0004]本技术的技术方案是：整体由数组一体化微流控芯片组成，每组一体化微流控芯片包括样品池、储油池、独特的微流控通道、液滴平铺腔室或阵列PCR反应腔室、废液池、以及用于避免生物污染的透气式滤芯。
[0005]在一体化微流控芯片中均有桶形样品池、储油池，在样品池、储油池顶部均覆盖有盆形透气式滤芯；用于微滴生成的回形微流控通道，与储油池、样品池底部与微滴平铺腔室平滑连通；微流控通道出口与直通式微滴式平铺腔室入口密闭连通；微滴式平铺腔室出口与用于废液处理的微流控通道连接，用于废液处理的微流控通道有数个平滑连接的U型通道构成，用于废液处理的微流控通道另一端与废液池入口密闭连通。
[0006]微滴式平铺腔室中为水平w形弯形通道。
[0007]本技术的有益效果是：
[0008]采用一体化设计以实现微滴生成、PCR、成像分析的功能。样本与油分别放入样品池、储油池后，在样本池、储油池、废液池中加入透气式滤芯，用于透气不透油，同时吸附芯片内液体挥发形成的气溶胶以及芯片外部的核酸物质，保障实验样品与环境不被污染，提高检测的准确度。
附图说明
[0009]图1是本技术整体结构图；
[0010]图2是本技术微滴式平铺腔室W形结构图；
[0011]图3是本技术平铺腔体效果图；
[0012]图4是本技术平铺腔体信号采集效果图；
[0013]图5是本技术阵列PCR反应腔体信号采集效果图。
具体实施方式
[0014]下面结合附图对本技术做进一步描述：
[0015]如图所示，1是样品池、2是储油池、3是微流控通道、4是液滴平铺腔室、5是腔室末的微流控通道、6是废液池、6是废液池透气式滤芯、7是微流控通道W形结构体、8是样品池透气式滤芯、9是储油池透气式滤芯、10是废液池透气式滤芯。
[0016]图2所述的微流控芯片墙体W型结构7便于液滴沿腔室前进呈月牙形，避免造成液滴间较大空隙及气泡。
[0017]图3所示，液滴在平铺腔室内效果，排列紧密，无气泡。
[0018]图4所示液滴在平铺腔室内信号采集效果，信号聚拢型好，聚类明显，由此可见液滴平铺效果与生成大小均一性效果良好。
[0019]图5所示阵列PCR反应腔体信号采集效果，讲生物信号转换成可识别的物理信号，信号强度高，可分辨性强。由此可见，所述微流控芯片应用将更加广泛。
[0020]在一体化微流控芯片中均有桶形样品池、储油池、在样品池、储油池、顶部覆盖有盆形透气式滤芯；微滴生成用于的回形微流控通道，与储油池、样品池、微滴平铺腔室平滑连通，向芯片的储油池、样品池提供正压或向废液池提供负压，使储油池、样品池中试剂沿微流控通道流动，使油相与样品试剂相切，形成油包样品的微滴，再流入微滴式平铺腔体(或阵列式PCR反应腔室)。微流控通道，根据通道长度与形状与一定压力配合，可以生成特定直径的微滴；微流控通道出口与直通式微滴式平铺腔室入口密闭连通，微滴式平铺腔室或阵列式PCR反应腔室，用来微滴进行PCR扩增以及成像检测；微滴式平铺腔室出口与废液池入口密闭连通，用于废液处理的微流控通道，使废液流入废液池速度平缓，在进行PCR扩增时，与用于微滴生成的微流控通道配合形成一定的压力，减缓微滴式平铺腔室(阵列式PCR反应腔室)内液体的挥发、保持腔室两端压力的平衡。
[0021]所述微流控芯片使用方式举例如下：
[0022]首先将样本以及实验用油加入样本池与储油池，再加入匹配的透气式滤芯，将芯片放入微滴生成仪下先进行微滴生成，再放到平板PCR平台进行扩增，最后将微流控芯片放入基因芯片阅读仪下进行读取，也可以采用本公司的一体化数字PCR仪器，在加入样本、油、以及透气式滤芯后，进行一键式操作。读取信号拷贝可以达到万分之一。
[0023]优选的，所述样品池、储油池体积可根据液滴平铺腔室或阵列PCR反应腔室的大小进行调节。
[0024]优选的，独特的微流控通道设计，使微流控芯片可以生成特定体积的液滴，如直径40um～120um的液滴。
[0025]优选的，液滴平铺腔室或阵列PCR反应腔室，芯片可采用注塑或注塑加键合的方式进行批量生成，材料采用耐高温材料如COC等，荧光效果微弱且耐高温，不易变形，便于从芯片上方或下方分别进行PCR或成像分析。腔室高度根据需求液滴直径设计，略小于液滴直径，体积根据需求设计，优选40um。液滴平铺腔室边缘设计有W型结构，基于流体力学，便于液滴沿腔室前进呈月牙形，避免造成液滴间较大空隙及气泡。
[0026]优选的，废液池前设有微流控通道，由于阻力等原因，油的流速大于液滴的流速，废液池前设有的微流控通道可以避免多余的油进入废液池过快与液滴分离或造成液滴破裂。
[0027]优选的，透气式滤芯，向所述微流控芯片的储油池、样品池加入试剂后，在储油池、样品池、废液池中加入透气式滤芯，透气式滤芯可以保持微流控芯片内外气压的平衡、吸附微流控芯片内由于试剂挥发产生的含有核酸物质的气溶胶，以及隔绝微流控芯片外的核酸物质及其他污染物，保证样品与实验环境不被污染，提高检测的准确性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一体化微流控芯片，其特征是：在一体化微流控芯片中均有桶形样品池、储油池，在样品池、储油池顶部均覆盖有盆形透气式滤芯；用于微滴生成的回形微流控通道，与储油池、样品池底部与微滴平铺腔室平滑连通；微流控通道出口与直通式微滴式平铺腔室入口密闭连通；微滴...

【专利技术属性】
技术研发人员：司远，吕阳，李英辉，
申请(专利权)人：长春技特生物技术有限公司，
类型：新型
国别省市：