基于电阻抗检测的片上微槽阵列数字PCR芯片及制作方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电阻抗检测的片上微槽阵列数字PCR芯片，包括微槽阵列，供电模块、时钟产生模块、数字控制逻辑模块、驱动模块、模数转换器、反向散射模块和上电复位模块。无线供电模块将产生标准电压与电流，时钟产生模块产生数字模块、模数转换器所需时钟以及阻抗测试激励，上电复位模块为数字电路产生复位信号，反向散射模块完成ADC输出信号到上位机的无线传输，所述数字控制逻辑完成对阵列单元的依次选通与时分测量。系统实现了检测单元与芯片的全集成化，无需外部测试板及复杂连接，同时采用电阻抗的测试原理，摒弃了荧光PCR所需的前置步骤以及昂贵仪器。本发明专利技术可以实现PCR的准确分析，具有简单、便携、低成本的优势。低成本的优势。低成本的优势。

【技术实现步骤摘要】
基于电阻抗检测的片上微槽阵列数字PCR芯片及制作方法


[0001]本专利技术属于电路
，尤其涉及一种基于电阻抗检测的片上微槽阵列数字PCR芯片及制作方法。

技术介绍

[0002]PCR作为分子诊断中最为基础和广泛的技术，在医学诊断、基因复制、犯罪取证、考古等应用领域具有重要意义。其中第三代技术数字PCR，通过实现成千上万个微室的分化扩增与对单一微室的检测，得到数字化0/1数据，并由此计算PCR反应结果，实现了全新、精确、高效的绝对核酸定量技术。
[0003]随着集成电路及相关生物传感器工艺的发展，数字PCR可以被集成于一块小小的芯片并完成特定功能。集成有反应微室、电极、模数传感器、检测电路等的基因芯片,由于其便携小巧、低功耗、易操作、低成本的优势，逐渐打败了需要化学试剂的原有繁杂dPCR/qPCR装置，迅速建立市场。为了简化PCR系统，带来更加便携、高性价比的应用，人们将电化学技术应用至PCR系统。EIS式PCR技术逐渐进入市场。顾名思义，它采用了电化学阻抗的测量原理，通过测量微室单元内不同PCR循环后的阻抗变化，以判断是否完成反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电阻抗检测的片上微槽阵列数字PCR芯片，包括微槽阵列，供电模块、时钟产生模块、数字控制逻辑模块、驱动模块、模数转换器、反向散射模块和上电复位模块，其特征在于，所述供电模块包括整流器和电源管理模块，所述时钟产生模块包括基于无线供电的时钟产生模块和片上振荡器；无线信号接入整流器，所述整流器连接电源管理模块，所述电源管理模块连接上电复位模块、基于无线供电的时钟产生模块、片上振荡器和数字控制逻辑模块，所述上电复位模块和片上振荡器连接数字控制逻辑模块，所述数字控制逻辑模块和片上振荡器连接微槽阵列，所述微槽阵列、电源管理模块连接驱动模块，所述驱动模块、基于无线供电的时钟产生模块、电源管理模块连接模数转换器，所述模数转换器连接反向散射模块，所述反向散射模块与天线连接；所述微槽阵列由多个片上微槽单元组成，所述微槽阵列用做PCR反应物的容器；所述供电模块采用无线供电方式给芯片进行供电；所述基于无线供电的时钟产生模块用做ADC时钟；所述片上振荡器用作数字控制逻辑的时钟以及阻抗检测的方波激励；所述数字控制逻辑模块包括开关阵列，开关阵列的每个开关分别与微槽阵列的每个微槽单元连接，所述数字控制逻辑模块用于产生控制码字，完成对片上微槽阵列的时分选通，一段时刻内只对一个微槽单元进行阻抗测试；所述驱动模块对微槽单元的双电极两端电压进行放大及驱动，使其能够驱动后端模数转换器；所述模数转换器用于完成电压信号从模拟到数字的转换，所述模数转换器为单端输出，检测得到的串行信号连接至反向散射模块；所述反向散射模块用于完成无线信号的传输；所述上电复位模块用于产生一个复位信号，作为数字模块以及ADC的复位输入。2.根据权利要求1所述的基于电阻抗检测的片上微槽阵列数字PCR芯片，其特征在于，所述微槽单元由芯片主体（1）、立方体溶液槽（2）和底部双电极（3）构成，所述立方体溶液槽（2）和底部双电极（3）设置在芯片主体（1）上，所述底部双电极（3）在立方体溶液槽（2）围成的容腔内。3.根据权利要求2所述的基于电阻抗检测的片上微槽阵列数字PCR芯片，其特征在于，所述底部双电极（3）从下到上依次为第一粘附层（31）、第二粘附层（32）和电极层（33），所述第一粘附层（31）为金属铝（Al），第二粘附层（32）为金属铬（Cr），所述电极层（33）为金属金（Au）、铂（Pt）中的一种。4.根据权利要求3所述的基于电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：宣扬帆，赵博，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：