实时荧光定量PCR仪及微流控芯片制造技术

本发明专利技术涉及一种实时荧光定量PCR仪及微流控芯片，所述微流控芯片包括：至少一加热单元，设于所述第二表面的与各所述反应腔体对应的位置；至少一温度传感器，设于所述第二表面的与各所述反应腔体对应的位置；控制模块，与各所述温度传感器电性连接，用于根据各所述温度传感器的温度传感信号输出温控信号，对应不同反应腔体的温控信号相互独立；驱动单元，与所述控制模块电性连接，用于根据所述温控信号控制各所述加热单元和/或与各所述反应腔体一一对应设置的可调速风扇工作。本发明专利技术能够提高温控的精确度，有效提升了加热和降温的效率，从而有效地降低了反应时间，且提高了反应的可靠性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
实时荧光定量PCR仪及微流控芯片


[0001]本专利技术涉及生物及分析检测
，特别是涉及一种实时荧光定量PCR仪，还涉及一种微流控芯片。

技术介绍

[0002]PCR(Polymerase chain reaction，聚合酶链式反应)是生物科学领域最基本也最重要的基因处理技术之一。PCR仪一般指基因扩增仪，主要用于科研及临床的基因扩增、定性PCR基因扩增、荧光/酶免终点定量DNA基因扩增、基因芯片等其他基因分析应用的基因扩增等。按照产品分类来说主要有以下：普通PCR仪，梯度PCR仪、原位PCR仪、实时荧光定量PCR仪。其中实时荧光定量PCR仪是将扩增的结果通过荧光信号采集系统实时采集信号连接，输送到计算机分析处理系统得出量化的实时结果输出，无需使用凝胶电泳检测产品，同时真正实现了定量PCR。
[0003]示例性的实时荧光定量PCR仪体积较大，每次运行的反应数也较多，例如96个或者384个，每次的反应时间也都比较久，而且这些仪器都比较昂贵。在一些户外或者家庭等场合，会有一些便携式、经济型的设备需求。
[0004]在定量PCR系统中，样品试剂仓的技术方案比较先进的是微流控的芯片方案。PCR微流控芯片主要有两种：微反应腔式PCR芯片和连续流动式PCR芯。连续流动式PCR芯片通过控制试剂在芯片内的通道上连续流动，经过3个不同的温度区域，在3个区域分别实现DNA变性、退火和延伸。实验试剂每在3个区域经历一个循环，就完成了一次DNA扩增的过程。但是因为实验样品在芯片内是不停流动的，所以反应时间等变量的控制主要通过设计芯片上微通道的结构来实现，通常结构相对更复杂，也需要比较大的空间，同时成本也比较高。微反应腔式PCR芯片是指在芯片上加一个腔体用来储存实验试剂，通过加热器件和降温器件对腔体加热和降温来达到PCR扩增各阶段所需要的温度，经过一次温度循环完成一次扩增过程。由于升降温的速率由加热器件和降温器件控制，温度的升高和降低都有一个时间过程。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要提供一种反应效率高的实时荧光定量PCR仪。
[0006]一种实时荧光定量PCR仪，包括微流控芯片，所述微流控芯片具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面形成有凹陷的至少一反应腔体；所述实时荧光定量PCR仪还包括：至少一加热单元，设于所述第二表面的与各所述反应腔体对应的位置；至少一温度传感器，设于所述第二表面的与各所述反应腔体对应的位置；至少一可调速风扇，设于所述实时荧光定量PCR仪形成的风道中，风道与各所述反应腔体一一对应设置；控制模块，与各所述温度传感器电性连接，用于根据各所述温度传感器的温度传感信号输出温控信号，对应不同反应腔体的温控信号相互独立；驱动单元，与所述控制模块电性连接，用于根据所述温控信号控制各所述加热单元和/或各可调速风扇工作。
[0007]在其中一个实施例中，所述控制模块采用比例积分微分控制，根据各所述温度传
感器的温度传感信号输出PWM信号作为所述温控信号；所述驱动单元包括PWM控制电路。
[0008]在其中一个实施例中，各所述可调速风扇包括用于带动扇叶转动的直流无刷电机。
[0009]在其中一个实施例中，所述加热单元包括加热电阻，所述温度传感器包括热敏电阻。
[0010]在其中一个实施例中，还包括电池，所述驱动单元与所述电池连接，所述驱动单元用于将所述电池输出的电压进行斩波控制形成加热电压并输出至各所述加热单元。
[0011]在其中一个实施例中，所述微流控芯片还包括与所述电池串联的保险丝，所述保险丝用于在达到温度阈值时熔断从而将所述电池与所述驱动单元断开。
[0012]在其中一个实施例中，还包括无线传输模块和荧光检测系统，所述荧光检测系统包括激发光源和荧光检测器，所述无线传输模块用于将所述荧光检测器得到的检测数据传输给终端设备进行数据处理分析及结果显示。
[0013]在其中一个实施例中，所述微流控芯片是微反应腔式芯片。
[0014]在其中一个实施例中，所述反应腔体的数量为4个。
[0015]在其中一个实施例中，所述微流控芯片还包括电气接口，所述电气接口包括用于连接电源的电源接口。
[0016]上述实时荧光定量PCR仪，由温度传感器、控制模块、驱动单元及加热单元/可调速风扇组成的温控系统为闭环负反馈控制，且对每个反应腔体独立进行温控，能够提高温控的精确度，有效提升了加热和降温的效率，从而有效地降低了反应时间，且提高了反应的可靠性。
[0017]还有必要提供一种微流控芯片。
[0018]一种微流控芯片，具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面形成有凹陷的至少一反应腔体，所述微流控芯片包括：至少一加热单元，设于所述第二表面的与各所述反应腔体对应的位置；至少一温度传感器，设于所述第二表面的与各所述反应腔体对应的位置；控制模块，与各所述温度传感器电性连接，用于根据各所述温度传感器的温度传感信号输出温控信号，对应不同反应腔体的温控信号相互独立；驱动单元，与所述控制模块电性连接，用于根据所述温控信号控制各所述加热单元和/或与各所述反应腔体一一对应设置的可调速风扇工作。
[0019]在其中一个实施例中，所述反应腔体的数量为4个。
[0020]在其中一个实施例中，所述微流控芯片还包括电气接口，所述电气接口包括用于连接电源的电源接口。
[0021]在其中一个实施例中，所述控制模块采用比例积分微分控制，根据各所述温度传感器的温度传感信号输出PWM信号作为所述温控信号；所述驱动单元包括PWM控制电路。
[0022]所述加热单元包括加热电阻，所述温度传感器包括热敏电阻。
[0023]所述微流控芯片还包括与所述电池串联的保险丝，所述保险丝用于在达到温度阈值时熔断从而将所述电池与所述驱动单元断开。
[0024]上述微流控芯片，由温度传感器、控制模块、驱动单元及加热单元/可调速风扇组成的温控系统为闭环负反馈控制，且对每个反应腔体独立进行温控，能够提高温控的精确度，有效提升了加热和降温的效率，从而有效地降低了反应时间，且提高了反应的可靠性。
附图说明
[0025]为了更好地描述和说明这里公开的那些专利技术的实施例和/或示例，可以参考一幅或多幅附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的专利技术、目前描述的实施例和/或示例以及目前理解的这些专利技术的最佳模式中的任何一者的范围的限制。
[0026]图1是一实施例中实时荧光定量PCR仪的各组成部分示意图；
[0027]图2是一实施例中微流控芯片正面的结构示意图；
[0028]图3是一实施例中微流控芯片背面的结构示意图；
[0029]图4是一实施例中实时荧光定量PCR仪的温控电路的设计原理图。
具体实施方式
[0030]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实时荧光定量PCR仪，其特征在于，包括微流控芯片，所述微流控芯片具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面形成有凹陷的至少一反应腔体；所述实时荧光定量PCR仪还包括：至少一加热单元，设于所述第二表面的与各所述反应腔体对应的位置；至少一温度传感器，设于所述第二表面的与各所述反应腔体对应的位置；至少一可调速风扇，设于所述实时荧光定量PCR仪形成的风道中，风道与各所述反应腔体一一对应设置；控制模块，与各所述温度传感器电性连接，用于根据各所述温度传感器的温度传感信号输出温控信号，对应不同反应腔体的温控信号相互独立；驱动单元，与所述控制模块电性连接，用于根据所述温控信号控制各所述加热单元和/或各可调速风扇工作。2.根据权利要求1所述的实时荧光定量PCR仪，其特征在于，所述控制模块采用比例积分微分控制，根据各所述温度传感器的温度传感信号输出PWM信号作为所述温控信号；所述驱动单元包括PWM控制电路。3.根据权利要求1所述的实时荧光定量PCR仪，其特征在于，各所述可调速风扇包括用于带动扇叶转动的直流无刷电机。4.根据权利要求1或2所述的实时荧光定量PCR仪，其特征在于，所述加热单元包括加热电阻，所述温度传感器包括热敏电阻。5.根据权利要求4所述的实时荧光定量PCR仪，其特征在于，还包括电池，所述驱动单元与所述电池连接，所述驱动单元用于将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凤宇，刘红超，李少平，金智明，董旸，
申请(专利权)人：华润微电子控股有限公司，
类型：发明
国别省市：