适用于核酸杂交检测的液滴型微流控芯片及其制备方法技术

本发明专利技术属于核酸检测技术领域，具体涉及一种适用于核酸杂交检测的液滴型微流控芯片及其制备方法。所述微流通道片包括油相入口管道、水相入口管道、油相过滤栅、水相过滤栅、微液滴形成结构、S型核酸微液滴混合结构和样品出口。本发明专利技术的微流控芯片具有进样、过滤、样品微液滴制备、DNA分子微液滴混合杂交等功能，将核酸样品包裹成微液滴进行杂交检测，具有杂交速度快、灵敏度高、稳定性好、实用性强和微型化集成化的特点，可以广泛应用于核酸检测和基因测序。测序。测序。

【技术实现步骤摘要】
适用于核酸杂交检测的液滴型微流控芯片及其制备方法


[0001]本专利技术属于核酸检测
，具体涉及一种适用于核酸杂交检测的液滴型微流控芯片及其制备方法。

技术介绍

[0002]DNA传感技术在医疗诊断、病原探测、癌症治疗和个性化给药等方面具有重要应用。在2003年，人类基因组计划绘制出了一个人类完整的基因组图谱。为了充分利用这一研究成果，基因测序走进医疗诊断市场，对个人基因进行检测，降低DNA测序的成本，加快DNA检测的迅速成为大家关注的目标。开发出一种灵敏度高、价格低廉、简洁快速的DNA检测手段成为急需解决的问题。
[0003]传统的DNA传感方法主要集中于光学或电化学方法，需要用荧光或电化学标记样品，操作复杂、周期长和有害操作者健康。为了解决这些问题，DNA阵列技术、原子力显微镜技术、表面振动检测、毛细管电泳方法等相继被提出来，大大减少了实验操作步骤和难度，提高了传感器的灵敏度。另外，随着微机电加工(MEMS)技术的发展，以微机电加工为核心的微流控分析系统逐渐兴起并且发展迅速。在微流控芯片中对核酸生物分子进行检测，与上述各类检测方法相比，微流控芯片具有小型、便携、快捷、方便、安全性高等优点。在微流控芯片中进行基因检测所需样品量少，可以减少珍贵基因样品消耗，其还具有集成化的特点，能够实现了一体化的操作，有效避免了操作过程中外界环境的干扰。
[0004]然而目前的微流控芯片基因检测方法都有一个共同特点，就是需要一个固相表面装载DNA分子探针，而靶DNA分子是通过溶液中的浓度差被动扩散输运向探针。样品在固相表面的扩散速度有限，严重拖慢了DNA分子的杂交速度。同时，固相载体表面的DNA探针浓度、链长、分布等受环境条件影响大，容易引入环境误差，降低灵敏度，并严重影响了实验的稳定性和重复性。因此，需要针对现有技术中存在的微流控芯片基因检测速度慢、误差大和稳定性重复性不好的问题，开发新的核酸检测微流控芯片。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的检测速度慢、误差大和稳定性重复性不好的问题，本专利技术提供了一种适用于核酸杂交检测的液滴型微流控芯片及其制备方法，该液滴型微流控芯片具有混合杂交速度快、集成度高、误差小和稳定性好的特点，从而加快了检测的速度，并提高了灵敏度和准确性。
[0006]本专利技术提供的一种适用于核酸杂交检测的液滴型微流控芯片，包括基片和位于所述基片上表面的微流通道片，所述微流通道片包括油相入口管道、水相入口管道、油相过滤栅、水相过滤栅、微液滴形成结构、S型核酸微液滴混合结构和样品出口；
[0007]所述微液滴形成结构为T型或者十字形，其包括油相入口端、水相入口端和出口端；
[0008]所述油相入口管道的入口端连通有油相入口，所述油相入口管道的出口端连通有
所述油相过滤栅的入口端，所述油相过滤栅的出口端连通有所述微液滴形成结构的油相入口端；
[0009]所述水相入口管道的入口端连通有水相入口，所述水相入口管道的出口端连通有所述水相过滤栅的入口端，所述水相过滤栅的出口端连通有所述微液滴形成结构的水相入口端；
[0010]所述微液滴形成结构的出口端、所述S型核酸微液滴混合结构和所述样品出口之间依次连通；
[0011]所述微流通道片的所有部件均是内壁呈亲水性特性的管道结构。
[0012]优选的，上述适用于核酸杂交检测的液滴型微流控芯片，所述油相入口、所述水相入口、所述样品出口为直径0.6～1.2mm之间的圆柱形；
[0013]除所述油相入口、所述水相入口、所述样品出口外，所述微流通道片中其余的供液体流动的管道结构截面均为立方体形，所述立方体形在基片上的高度为1～200μm，宽度为1～300μm。
[0014]优选的，上述适用于核酸杂交检测的液滴型微流控芯片，所述油相入口的数量为1个，所述水相入口的数量为2个，每个所述水相入口均连通有一个所述水相过滤栅；
[0015]当所述微液滴形成结构为十字形，其包括2个油相入口端、1个水相入口端和1个出口端，2个所述油相入口端所在直线与所述水相入口端所在直线垂直，所述油相过滤栅的数量为2个，且对称分布在2个所述水相过滤栅的两侧，所述油相入口分别与两个所述油相过滤栅的入口端连通，2个所述油相过滤栅的出口端分别与所述微液滴形成结构的2个油相入口端连通，所述水相入口与所述微液滴形成结构的水相入口端连通；
[0016]当微液滴形成结构为T型，其包括1个油相入口端、1个水相入口端和1个出口端，所述油相入口端所在直线与所述水相入口端所在直线垂直，所述油相过滤栅的数量为1个，且分布在2个所述水相过滤栅的侧方，所述油相入口与所述油相过滤栅的入口端连通，所述油相过滤栅的出口端与所述微液滴形成结构的油相入口端连通，所述水相入口与所述微液滴形成结构的水相入口端连通。
[0017]优选的，上述适用于核酸杂交检测的液滴型微流控芯片，所述微液滴形成结构的管道宽度在5～100μm，且该管道宽度小于其他管道结构的宽度。
[0018]优选的，上述适用于核酸杂交检测的液滴型微流控芯片，每个所述过滤栅包括3～6个栅构，每个所述栅构包含一段宽通道和一段窄通道，相邻栅构的所述宽通道、所述窄通道交错设置，多个所述栅构的一侧通过第一长通道连通，且所述第一长通道连通所述油相入口管道的出口端或者所述水相入口管道的出口端，多个所述栅构的另一侧通过第二长通道连通，且所述第二长通道连通所述微液滴形成结构的油相入口端或者水相入口端；所述宽通道、所述第一长通道、所述第二长通道的宽度相同，且所述宽通道宽度大于所述窄通道宽度。优选的，所述宽通道、所述第一长通道、所述第二长通道的宽度均为0.01～1mm，所述窄通道宽度均为0.001～0.2mm。
[0019]优选的，上述适用于核酸杂交检测的液滴型微流控芯片，所述S型核酸微液滴混合结构的通道总长度在50～100cm。
[0020]优选的，上述适用于核酸杂交检测的液滴型微流控芯片，所述样品出口直径大于所述油相入口的直径，所述油相入口直径大于所述水相入口直径。优选的，所述样品出口、
水相入口和油相入口直径为0.5～1mm。
[0021]优选的，上述适用于核酸杂交检测的液滴型微流控芯片，所述基片采用玻璃、石英或者硅片，所述微流通道片采用有机聚合物材质。
[0022]优选的，上述适用于核酸杂交检测的液滴型微流控芯片，所述有机聚合物是聚二甲基硅氧烷或者聚甲基丙烯酸甲酯。
[0023]优选的，上述适用于核酸杂交检测的液滴型微流控芯片的制备方法如下，包括以下步骤：
[0024](1)微流通道片的制备
[0025]利用软光刻的方法在基片上光刻出微流通道片的阳模，在阳模形上浇筑聚有机聚合物液体，固化后揭下阴模，所述阴模即为所述微流通道片；
[0026](2)将基片与所述微流通道片通过氧等离子体键合在一起，烘干24～72h，获得粗芯片；优选的烘干方式为75℃的烘箱中静置24～72h。
[0027](3)微流通道片的管道结构内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于核酸杂交检测的液滴型微流控芯片，其特征在于，包括基片和位于所述基片上表面的微流通道片，所述微流通道片包括油相入口管道、水相入口管道、油相过滤栅、水相过滤栅、微液滴形成结构、S型核酸微液滴混合结构和样品出口；所述微液滴形成结构为T型或者十字形，其包括油相入口端、水相入口端和出口端；所述油相入口管道的入口端连通有油相入口，所述油相入口管道的出口端连通有所述油相过滤栅的入口端，所述油相过滤栅的出口端连通有所述微液滴形成结构的油相入口端；所述水相入口管道的入口端连通有水相入口，所述水相入口管道的出口端连通有所述水相过滤栅的入口端，所述水相过滤栅的出口端连通有所述微液滴形成结构的水相入口端；所述微液滴形成结构的出口端、所述S型核酸微液滴混合结构和所述样品出口之间依次连通；所述微流通道片的所有部件均是内壁呈亲水性特性的管道结构。2.根据权利要求1所述的适用于核酸杂交检测的液滴型微流控芯片，其特征在于，所述油相入口、所述水相入口、所述样品出口为直径0.6～1.2mm之间的圆柱形；除所述油相入口、所述水相入口、所述样品出口外，所述微流通道片中其余的供液体流动的管道结构截面均为立方体形，所述立方体形在基片上的高度为1～200μm，宽度为1～300μm。3.根据权利要求1所述的适用于核酸杂交检测的液滴型微流控芯片，其特征在于，所述油相入口的数量为1个，所述水相入口的数量为2个，每个所述水相入口均连通有一个所述水相过滤栅；当所述微液滴形成结构为十字形，其包括2个油相入口端、1个水相入口端和1个出口端，2个所述油相入口端所在直线与所述水相入口端所在直线垂直，所述油相过滤栅的数量为2个，且对称分布在2个所述水相过滤栅的两侧，所述油相入口分别与两个所述油相过滤栅的入口端连通，2个所述油相过滤栅的出口端分别与所述微液滴形成结构的2个油相入口端连通，所述水相入口与所述微液滴形成结构的水相入口端连通；当微液滴形成结构为T型，其包括1个油相入口端、1个水相入口端和1个出口端，所述油相入口端所在直线与所述水相入口端所在直线垂直，所述油相过滤栅的数量为1个，且分布在2个所述水相过滤栅的侧方，所述油相入口与所述油相过滤栅的入...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱红伟，王康佳，王国东，石峰，王红星，张影，张智翔，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：