【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及核酸检测，更具体地涉及一种介电润湿微流控芯片卡盒及其在数字pcr扩增检测中的应用。
技术介绍
1、核酸检测技术是近年来应用最为广泛的一种分子诊断技术，在感染性疾病诊断中此类技术可快速高效扩增病原菌的特征性核苷酸序列，已在临床诊断、疾病筛查等领域中得到广泛应用。芯片式核酸扩增检测，通过减小反应体积、缩短反应时间，能够实现超快速pcr。微流控芯片技术因具有减少反应体积和自动化操作的优势被证实为poc分析的理想选择。poct，即时检验(point-of-care testing)，指在采样现场即刻进行分析，省去标本在实验室检验时的复杂处理程序，快速得到检验结果的一类新方法。基于介电润湿(ewod)的数字微流控(dmf)平台可以在μl/nl尺度上对单个液滴进行自动化处理，消除对外部支撑元件(如管道、阀门和泵)的需求，同时使用油作为分离单个反应滴的介质，显示出最小的反应抑制和交叉污染。然而，在pcr热循环的高温下，该微流控系统中的液滴在热区之间的快速和频繁移动易形成气泡，并且，由于电极的尺寸限制，该微流控系统在进行低浓度、低拷贝的核酸样本扩增检测中灵敏性不够，影响了生化反应的反应效率，限制了介电润湿芯片在快速pcr扩增及数字pcr扩增检测中的发展。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种介电润湿微流控芯片卡盒及其在数字pcr扩增检测中的应用，从而解决相关技术中的芯片气泡问题和芯片核酸检测灵敏性较低的问题。
2、为了解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案：p>
3、根据本专利技术的第一方面，提供一种介电润湿微流控芯片卡盒，所述介电润湿微流控芯片卡盒包括自上而下依次设置的：磁铁组件，其包括：异步电机和永磁铁；微流控芯片，其包括自上而下依次设置的：试剂存储层、ito玻璃层、高导热性pc基板层，所述ito玻璃层具有与试剂存储层对应的孔道，所述ito玻璃层与所述高导热性pc基板层之间形成微流控流道层，所述微流控流道层包括：核酸提取反应区、核酸扩增混合区、核酸扩增反应区、以及废液回收区，所述高导热性pc基板层中设有电极、电线、以及电极控制板；以及芯片加热台，采用整片加热的模式为所述微流控芯片进行pcr反应提供所需温度；其中，所述高导热性pc基板层在对应核酸扩增反应区的表面上设有阵列式亲水位点，所述阵列式亲水位点具有分割核酸扩增反应液的特性，可将单个核酸扩增反应液滴分割成上万个亲水位液滴，从而实现数字pcr扩增检测。
4、优选地，所述阵列式亲水位点通过在所述高导热性pc基板层的表面喷涂亲水材料形成。
5、优选地，所述阵列式亲水位点的单个亲水位点尺寸为微米级。
6、根据本专利技术，阵列式亲水位点通过喷涂工艺改变核酸扩增反应区的亲疏水性形成。应当理解的是，高导热性pc基板层本身具有疏水层，首先通过盖板罩将核酸扩增反应区裸露出来，然后在裸露的阵列位点喷涂亲水材料，即可改变核酸扩增反应区的阵列位点的材料属性。待完成阵列位点的亲水属性后，阵列式亲水位点具有亲水性，当核酸扩增反应液移动到亲水位点，液滴底部与亲水位点接触，接触的部分液滴摩擦力大于电极驱动液滴的电场力，与亲水位点接触部分的液滴将被滞留在亲水位点上，从而将单个核酸扩增反应液液滴分割成上万个亲水位液滴。
7、优选地，所述试剂存储层包括：硅油存储单元、提取试剂存储单元、洗涤试剂存储单元、洗脱试剂存储单元、扩增试剂存储单元，通过挤压即可将对应试剂挤入下方的微流控流道层中。
8、优选地，在所述异步电机的驱动下，所述永磁铁可吸附磁珠在微流控流道层中依次完成核酸磁珠混合、核酸提取、以及核酸洗脱。
9、优选地，所述电极控制板采取通电和断电的方式，实现液滴在核酸提取反应区、核酸扩增混合区、核酸扩增反应区中的移动。
10、根据本专利技术的第二方面，提供一种介电润湿微流控芯片卡盒在数字pcr扩增检测中的应用，包括以下步骤：s1，试剂装填：分别将硅油、核酸提取试剂、洗涤试剂、洗脱试剂、核酸扩增试剂从试剂存储层挤入下方的微流控流道层中，并从样本入口注入待测样本；s2，核酸磁珠相结合：在电极控制板的控制作用下，待测样本液滴、核酸提取试剂液滴以及磁珠液滴一起移动到核酸提取反应区，利用核酸-磁珠特异性结合的特性，使样本液滴与磁珠液滴在核酸提取反应区往复运动，直到磁珠与核酸充分结合；s3，核酸提取：通过异步电机带动永磁铁使其吸附磁珠，利用洗涤试剂将附着在磁珠上的除核酸以外的杂质清洗干净，清洗废液移动到废液回收区，完成核酸提取；s4，核酸洗脱：利用永磁铁吸附磁珠，通过洗脱试剂将磁珠表面的核酸洗脱下来，洗脱下来的核酸通过电场驱动移动到核酸扩增混合区与核酸扩增试剂混合，混合后的反应试剂移动到核酸扩增反应区；s5，数字pcr扩增检测流程：在电极控制板的作用下，核酸扩增反应液移动到阵列式亲水位点上，单个核酸扩增反应液滴被分割成上万个亲水位液滴，在所述芯片加热台的作用下进行数字pcr扩增反应；s6，通过图像处理和软件分析进行数字pcr扩增检测，待反应完成后输出检测结果报告。
11、优选地，步骤s4还包括：分别驱动阴性质控品和阳性质控品移动到各自的核酸扩增反应区，形成阴性对照和阳性对照。
12、优选地，步骤s5中，亲水位点上的液滴由于受到的摩擦力大于驱动液滴的电场力将滞留在亲水位点上，从而将单个核酸扩增反应液液滴分割成上万个亲水位液滴。
13、优选地，所述芯片加热台采用温度循环控制软件控制，为所述微流控芯片进行pcr反应提供所需温度。
14、根据本专利技术提供的一种介电润湿微流控芯片卡盒及其在数字pcr扩增检测中的应用，其工作原理为：芯片加热台采用整片加热的模式，实现对整个微流控芯片温度变化的控制，液滴无需在两个温区频繁移动，芯片内的液体环境温度变化均一避免了气泡的产生；在核酸扩增反应区的表面进行亲水处理，通过在阵列位点喷涂亲水材料形成阵列式亲水位点，亲水位点上的液滴受到的摩擦力大于驱动液滴的电场力，与亲水位点接触的部分反应液滴将滞留在亲水位上，利用该特性将整个核酸扩增反应液滴分割到上万个纳升级的亲水阵列位点上，单个亲水位点最小容纳单个拷贝，通过该技术提高了微流控芯片在低浓度、低拷贝数情况下的检测灵敏性，有助于微流控芯片在数字pcr领域的应用。
15、与现有技术相比，根据本专利技术提供的一种介电润湿微流控芯片卡盒及其在数字pcr扩增检测中的应用，具有以下有益效果：
16、1)本专利技术将核酸提取、纯化、扩增以及检测集成在一起，实现了对病原体的即时检验(poct)，省去标本在实验室检验时的复杂处理程序，可快速得到检验结果；
17、2)本专利技术的微流控芯片采用整片加热的模式，芯片内温度变化均一且液滴无需移动，芯片内温度变化均一性好，解决了由于不同温度导致芯片内气泡产生的问题，同时避免了由于芯片温区导致的液滴频繁移动；
18、3)核酸扩增反应区表面设计阵列式亲水位点，该亲水位点具有分割核酸扩增反应液的特性，从而实现了该微流控芯片在数字pcr扩增检测中的应本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种介电润湿微流控芯片卡盒，其特征在于，所述介电润湿微流控芯片卡盒包括自上而下依次设置的：
2.根据权利要求1所述的介电润湿微流控芯片卡盒，其特征在于，所述阵列式亲水位点通过在所述高导热性PC基板层的表面喷涂亲水材料形成。
3.根据权利要求1所述的介电润湿微流控芯片卡盒，其特征在于，所述阵列式亲水位点的单个亲水位点尺寸为微米级。
4.根据权利要求1所述的介电润湿微流控芯片卡盒，其特征在于，所述试剂存储层包括：硅油存储单元、提取试剂存储单元、洗涤试剂存储单元、洗脱试剂存储单元、扩增试剂存储单元，通过挤压即可将对应试剂挤入下方的微流控流道层中。
5.根据权利要求1所述的介电润湿微流控芯片卡盒，其特征在于，在所述异步电机的驱动下，所述永磁铁可吸附磁珠在微流控流道层中依次完成核酸磁珠混合、核酸提取、以及核酸洗脱。
6.根据权利要求1所述的介电润湿微流控芯片卡盒，其特征在于，所述电极控制板采取通电和断电的方式，实现液滴在核酸提取反应区、核酸扩增混合区、核酸扩增反应区中的移动。
7.一种如权利要求1～6中任意一项所述
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，步骤S4还包括：分别驱动阴性质控品和阳性质控品移动到各自的核酸扩增反应区，形成阴性对照和阳性对照。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，步骤S5中，亲水位点上的液滴由于受到的摩擦力大于驱动液滴的电场力将滞留在亲水位点上，从而将单个核酸扩增反应液液滴分割成上万个亲水位液滴。
10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述芯片加热台采用温度循环控制软件控制，为所述微流控芯片进行PCR反应提供所需温度。
...【技术特征摘要】
1.一种介电润湿微流控芯片卡盒，其特征在于，所述介电润湿微流控芯片卡盒包括自上而下依次设置的：
2.根据权利要求1所述的介电润湿微流控芯片卡盒，其特征在于，所述阵列式亲水位点通过在所述高导热性pc基板层的表面喷涂亲水材料形成。
3.根据权利要求1所述的介电润湿微流控芯片卡盒，其特征在于，所述阵列式亲水位点的单个亲水位点尺寸为微米级。
4.根据权利要求1所述的介电润湿微流控芯片卡盒，其特征在于，所述试剂存储层包括：硅油存储单元、提取试剂存储单元、洗涤试剂存储单元、洗脱试剂存储单元、扩增试剂存储单元，通过挤压即可将对应试剂挤入下方的微流控流道层中。
5.根据权利要求1所述的介电润湿微流控芯片卡盒，其特征在于，在所述异步电机的驱动下，所述永磁铁可吸附磁珠在微流控流道层中依次完成核酸磁珠混合、核酸提取、以及核酸洗脱。
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