一体平铺式多指标检测微液滴芯片制造技术

本实用新型专利技术提供一种一体平铺式多指标检测微液滴芯片，包括芯片本体，芯片本体上构造有一分多混合及反应结构，其包括：一级反应腔，用于存储一级体系并进行一级扩增，以使一级体系中具有第一浓度的检测样本扩增形成具有第二浓度的检测样本；多个加样腔通；多个二级反应腔，二级反应腔为扁平腔体结构，第二浓度的检测样本及二级体系在混合管道内混合后以微液滴的形式存储于二级反应腔内并进行二级扩增，二级反应腔具有荧光检测区。本实用新型专利技术有效提高检测样本的浓度，提高浓度后的检测样本被划分为更多检测样本份数而保证每份检测样本皆具有较高的浓度，实现了低浓度样本的多指标检测，保证了样本检测的灵敏度，提高了检测结果的准确性。结果的准确性。结果的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一体平铺式多指标检测微液滴芯片


[0001]本技术属于数字PCR分析仪
，具体涉及一种一体平铺式多指标检测微液滴芯片。

技术介绍

[0002]数字PCR技术被称为第三代PCR技术，具有绝对定量和单分子检测灵敏度的优点，在分子诊断领域有着重要的应用前景。数字PCR技术中一种主流的技术路线为采用液滴微流控芯片，在该芯片内将反应体系分割成数万乃至数百万尺寸均一的液滴(也即微液滴)，每个液滴独立进行核酸扩增和荧光检测，通过荧光检测结果利用数学模型计算出样本中目标分子的精确拷贝数。
[0003]数字PCR技术虽然具有高检测灵敏度和绝对定量的优势，但在低浓度(在一些情况下也成为低丰度)核酸检测场景仍然面临着不小的挑战。例如在肿瘤液体活检、器官移植排斥监测、病原体超敏检测等领域，不仅要求在大量背景样本中检测罕见的目标序列，还要同时对多种可能的罕见目标序列进行区分。数字PCR技术受限于荧光染料的光谱分布限制，一个样本只能同时放置数种荧光探针，对应数种检测目标，难以满足同时区分数十种目标序列的要求。为了提高数字PCR的多指标检测，往往需要将样本分成多份进行检测，每一份检测数种不同的目标序列，从而满足指标数的要求。但分割低浓度的样本会带来灵敏度降低的问题，这会直接影响检测结果的准确性。

技术实现思路

[0004]因此，本技术要解决的技术问题在于提供一种一体平铺式多指标检测微液滴芯片，以克服现有技术中低浓度的检测样本在检测时分割过多份数的检测样本导致检测灵敏度降低、检测结果不准确的不足。
[0005]为了解决上述问题，本技术提供一种一体平铺式多指标检测微液滴芯片，包括芯片本体，所述芯片本体上构造有至少一组一分多混合及反应结构，每一所述一分多混合及反应结构包括：
[0006]一级反应腔，用于存储一级体系并进行一级扩增，以使所述一级体系中具有第一浓度的检测样本扩增形成具有第二浓度的检测样本，所述第二浓度高于所述第一浓度；
[0007]多个加样腔，用于存储二级体系，且多个所述加样腔同时与同一所述一级反应腔形成可控连通；
[0008]多个二级反应腔，所述二级反应腔为扁平腔体结构，且多个所述二级反应腔与通过混合管道与多个所述加样腔及一级反应腔分别一一对应可控连通，所述第二浓度的检测样本及所述二级体系在所述混合管道内混合后以微液滴的形式存储于所述二级反应腔内并进行二级扩增，所述二级反应腔具有荧光检测区。
[0009]在一些实施方式中，所述第二浓度的检测样本及所述二级体系混合后形成混合样本，所述微液滴由进入所述二级反应腔内的油相与所述混合样本在所述扁平腔体结构内相
互作用形成；或者，所述扁平腔体结构的腔底壁上具有多个微坑，所述微液滴由进入所述微坑内的混合样本在所述微坑的物理间隔作用下形成。
[0010]在一些实施方式中，所述芯片本体上还具有与所述一级反应腔临近设置的加热凹槽，一级扩增加热模块具有加热凸起件，所述加热凸起件能够插装于所述加热凹槽内。
[0011]在一些实施方式中，所述混合管道具有多个连续的弯折部。
[0012]在一些实施方式中，每一所述一分多混合及反应结构还包括多个流体流动驱动结构，所述流体流动驱动结构的数量与所述混合管道的个数相等，每个所述流体流动驱动结构包括构造于所述芯片本体上的油液接口，通过所述油液接口能够将与其对应的所述一级反应腔与二级反应腔之间及加样腔与二级反应腔之间形成第一压力差，以使所述一级反应腔及加样腔内部的流体分别在所述第一压力差的作用下流入对应的所述混合管道内。
[0013]在一些实施方式中，所述一级反应腔及加样腔为开口腔，所述开口腔的开口处密封连接有密封盖；和/或，所述加样腔设置有滤膜或者排气孔。
[0014]本技术提供的一种一体平铺式多指标检测微液滴芯片，所述芯片本体上至少具有一个一分多混合及反应结构，而每一一分多混合及反应结构则分别具有一级反应腔、多个加样腔及多个二级反应腔，从而使检测样本在生成微液滴之前首先进行预扩增，有效提高检测样本的浓度，提高浓度后的检测样本能够在一分多混合及反应结构的作用下被划分为更多检测样本份数而保证每份检测样本皆具有较高的浓度，实现了低浓度样本的多指标检测，保证了样本检测的灵敏度，提高了检测结果的准确性，同时，该技术方案中的一级反应腔、加样腔以及二级反应腔皆被集成构造于同一芯片本体上，从而使一级扩增、样本与不同体系的混合、微液滴的生成、二级扩增和液滴检测集成于同一个芯片上完成，集成度以及自动化程度都能够得到提高，是数字PCR领域的一个重要的技术突破。
附图说明
[0015]图1为本技术实施例的一体平铺式多指标检测微液滴芯片中的一分多(具体示例出一分四)混合及反应结构的原理示意图；
[0016]图2为本技术实施例的一体平铺式多指标检测微液滴芯片中的混合管道的一种具体实现方式的示意图；
[0017]图3为图2中的一体平铺式多指标检测微液滴芯片的内部结构示意图；
[0018]图4为微液滴生成后存储于二级反应腔内各微坑中的示意图；
[0019]图5为本技术另一实施例中一分二反应及混合结构的原理示意图；
[0020]图6为本技术另一实施例中一分八反应及混合结构的原理示意图。
[0021]附图标记表示为：
[0022]1、芯片本体；11、一级反应腔；12、加样腔；13、二级反应腔；131、微坑；14、油液接口；
‑
2、密封盖；31、第一出液管道；32、第二出液管道；33、混合管道；4、一级扩增加热模块；41、加热凸起件；5、微液滴。
具体实施方式
[0023]结合参见图1至图6所示，根据本技术的实施例，提供一种一体平铺式多指标检测微液滴芯片，包括芯片本体1，芯片本体1上构造有至少一组一分多混合及反应结构，每
一一分多混合及反应结构包括：
[0024]一级反应腔11，用于存储一级体系并进行一级扩增(也可以称之为预扩增)，以使一级体系中具有第一浓度的检测样本(具体例如核酸样本)扩增形成具有第二浓度的检测样本，第二浓度高于第一浓度；
[0025]多个(至少两个)加样腔12，用于存储二级体系，且多个加样腔12同时与同一一级反应腔11形成可控连通；
[0026]多个(至少两个且数量与同一一分多混合及反应结构内的加样腔12的个数相等)二级反应腔13，二级反应腔13为扁平腔体结构，且多个二级反应腔13通过混合管道33与多个加样腔12及一级反应腔11分别一一对应可控连通，第二浓度的检测样本及二级体系在混合管道33内混合后以微液滴5(具体例如为油包水液滴)并进行二级扩增，二级反应腔13具有荧光检测区(图中未示出)，在对微液滴5二级扩增完毕后，控制芯片置于外部荧光检测模块(图中未示出)中并使外部荧光检测模块与荧光检测区对应，外部荧光检测模块带有激光源和检测设备(比如CCD相机)，二级反应腔13中的所有微坑131内的微液滴5会被拍到一张照片里，带有荧光的微液滴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一体平铺式多指标检测微液滴芯片，其特征在于，包括芯片本体(1)，所述芯片本体(1)上构造有至少一组一分多混合及反应结构，每一所述一分多混合及反应结构包括：一级反应腔(11)，用于存储一级体系并进行一级扩增，以使所述一级体系中具有第一浓度的检测样本扩增形成具有第二浓度的检测样本，所述第二浓度高于所述第一浓度；多个加样腔(12)，用于存储二级体系，且多个所述加样腔(12)同时与同一所述一级反应腔(11)形成可控连通；多个二级反应腔(13)，所述二级反应腔(13)为扁平腔体结构，且多个所述二级反应腔(13)与通过混合管道(33)与多个所述加样腔(12)及一级反应腔(11)分别一一对应可控连通，所述第二浓度的检测样本及所述二级体系在所述混合管道(33)内混合后以微液滴(5)的形式存储于所述二级反应腔(13)内并进行二级扩增，所述二级反应腔(13)具有荧光检测区。2.根据权利要求1所述的一体平铺式多指标检测微液滴芯片，其特征在于，所述第二浓度的检测样本及所述二级体系混合后形成混合样本，所述微液滴(5)由进入所述二级反应腔(13)内的油相与所述混合样本在所述扁平腔体结构内相互作用形成；或者，所述扁平腔体结构的腔底壁上具有多个微坑(131)，所述微液滴(5)由进入所述微坑(131)内的混合样本在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昕雯，苏世圣，刘金伟，杨文军，郭永，
申请(专利权)人：北京新羿生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：