一种新型的微流控芯片与数字化荧光定量PCR扩增仪制造技术

本发明专利技术公开了一种新型的微流控芯片与数字化荧光定量PCR扩增仪，所述芯片由上层芯片与下层芯片组合而成，其中所述上层芯片设置有预混液的溶液进样口、细胞组织样液进样口、洗涤溶液进样口、洗脱溶液进样口、第一废液收集腔、油相收集腔、去油通道与混合流道；所述下层芯片设置有多通道液滴生成流道、第二废液收集腔与液滴收集腔。本发明专利技术设置了多通道液滴生成流道，大大促进了液滴生成的效率，显著提高了PCR扩增的效率。本发明专利技术结合了预处理模块，利用磁珠法核酸提取法实现细胞的裂解，从而顺利进行后续的PCR反应。且本发明专利技术设置了特殊的去油微结构，使用被动去油的方法，使凝胶完成后快速脱离油相，保证内容物的稳定。保证内容物的稳定。保证内容物的稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种新型的微流控芯片与数字化荧光定量PCR扩增仪


[0001]本专利技术涉及微流控技术与生物医学的交叉
，具体涉及一种新型的微流控芯片与数字化荧光定量PCR扩增仪。
技术背景
[0002]近年来，微流控芯片技术作为一种新型的分析平台具有微型化、自动化、集成化、便捷和快速等优点，已经在很多领域获得了广泛研究和应用，例如细胞生物学、分析化学、环境监测与保护、司法鉴定、药物合成筛选、材料学和组织工程学等领域。
[0003]微流控芯片是微流控技术实现的主要平台，其特征主要是容纳微流体的结构单元，如流体通道、反应室和其它功能单元等。在微流控芯片研究中，如何在不同芯片材料上加工多种不同的结构单元，是微流控芯片研究和应用的基础。目前在微流控芯片加工工艺上，主要有激光雕刻，化学蚀刻，光刻等方法，这些方法各有利弊，主要缺点为操作复杂，加工周期长，抛光差，对材料有选择，通道粗糙度大，且重复性差，很难作为一种通用有效的芯片加工方法。随着现代数控微加工技术的发展，其在加工精度和尺度上已经能满足微流控芯片的技术要求，但现有的数控微加工设备在设计上并非专用于微流控芯片的设计与加工，造成了应用上不必要的繁琐操作以及对材料的浪费和破坏，大大限制了数控微加工技术在微流控芯片的制备中的应用。
[0004]目前市面上的数字PCR技术主要有三种。一种是通过在特定仪器中使用流动的油切断水相的PCR溶液形成液滴，然后在另外的两台仪器中完成PCR和检测；一种是通过将PCR溶液分布到挖空的硅片上，然后在特定仪器中进行PCR以及另外一台仪器中进行检测；最后一种是在一种仪器上将液体通过狭窄的沟道注入腔体形成液滴，并完成PCR，然后在另一台仪器中完成检测。然而，当前的三种方法的液滴形成速度或者通量各有限制。此外，上述三种技术无一例外的依赖多台大型仪器。这不但增加了仪器的购置的成本，限制了数字PCR的广泛使用；而且增加了实验操作的复杂度。
[0005]因此，如何提供一种大于每秒形成1000个液滴的高速的数字PCR液滴形成技术、液滴形成与PCR温控和检测仪器集成的原位PCR技术、高效的数字PCR油利用率方法，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。

技术实现思路

[0006]鉴于现有技术的缺陷，本专利技术旨在于提供一种新型的微流控芯片与数字化荧光定量PCR扩增仪，利用本专利技术的液滴数字pcr(ddPCR)结合液滴生成技术和数字PCR技术，用于解决现有技术中普遍存在的液滴形成速度慢、通量小、操作复杂、PCR扩增效率低的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种新型的微流控芯片，所述芯片由上层芯片与下层芯片组合而成，其中
[0009]所述上层芯片设置有预混液的溶液进样口、细胞组织样液进样口、洗涤溶液进样口、洗脱溶液进样口、第一废液收集腔、油相收集腔、去油通道与混合流道；
[0010]所述下层芯片设置有多通道液滴生成流道、第二废液收集腔与液滴收集腔；
[0011]所述预混液的溶液进样口的流道、所述细胞组织样液进样口的流道、所述洗涤溶液进样口的流道、所述洗脱溶液进样口的流道分别与所述混合流道连通；所述混合流道的出口与所述去油通道连通，所述去油通道的流道出口与所述第一废液收集腔的流道连通，所述油相收集腔连通于所述第一废液收集腔与所述去油通道的流道出口之间；
[0012]所述多通道液滴生成流道与所述废液收集腔的流道连通，所述多通道液滴生成流道的出口一次连接有所述第二废液收集腔、所述液滴收集腔。
[0013]需要说明的是，所述混合通道的截面为正反Z型首尾相连的结构。
[0014]需要说明的是，所述多通道液滴生成流道设有八通道，为T型结构。
[0015]需要说明的是，所述预混液的溶液进样口包括硅油、磁珠、裂解液混合样液。
[0016]本专利技术还提供一种新型的微流控芯片的应用，将微流控芯片应用于数字化荧光定量PCR扩增仪。
[0017]本专利技术再提供使用新型微流控芯片的数字化荧光定量PCR扩增仪的具体结构，所述PCR扩增仪包括荧光检测光路系统、激光发生器、压力泵与微流控芯片夹片；其中，所述荧光检测光路系统由凸透镜、滤光片、二向色镜、硅光电倍增管组成。
[0018]需要说明的是，所述激光发生器为488nm。
[0019]本专利技术再提供一种将微流控芯片应用于数字化荧光定量PCR扩增仪的PCR扩增方法，所述方法包括加入的样品进入预混液的溶液进样口，利用磁珠法核酸提取法实现细胞的裂解，并由磁珠吸附核酸分子，经洗脱液洗脱磁珠提取，进入后方去油通道，保证进入液滴包裹区域时仅保留所需要的核酸片段；再进入后多通道液滴生成流道，利用多通道液滴生成流道的T型结构，连续相和分散相在T形口处汇聚，分散相逐渐进入主干道，在连续相的剪切下，“断裂”，形成液滴；所生成的液滴进入最后方的液滴收集腔室内。待液滴生成完毕后，PCR扩增仪进入恒温扩增状态，直至扩增完毕，荧光检测光路则在扩增完毕后对液滴收集腔室内的液滴进行检测，从而实现PCR由预处理至扩增、检测的全过程。
[0020]本专利技术的有益效果在于，
[0021]1、本专利技术结合了预处理模块，利用磁珠法核酸提取法实现细胞的裂解，并由磁珠吸附核酸分子，经洗涤后除去杂质、洗脱后洗脱磁珠提取核酸分子，从而顺利进行后续的PCR反应。实验人员仅需将原料放入即可完成PCR扩增及检测的全过程。
[0022]2、本专利技术设置了特殊的去油微结构，使用被动去油的方法，使凝胶完成后快速脱离油相，保证内容物的稳定。
[0023]3、本专利技术设置了多通道液滴生成流道，大大促进了液滴生成的效率，显著提高了PCR扩增的效率。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的微流控芯片的结构示意图；
[0025]图2为图1中混合通道的结构示意图；
[0026]图3为图1中的多通道液滴生成流道的结构示意图；
[0027]图4为使用本专利技术微流控芯片的PCR扩增仪的结构示意图；
[0028]图5为图4的内部结构示意图。
具体实施例
[0029]以下将结合附图对本专利技术作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围并不限于本实施例。
[0030]如图1所示，本专利技术为一种新型的微流控芯片，所述芯片由上层芯片与下层芯片组合而成，其中所述上层芯片设置有预混液的溶液进样口1、细胞组织样液进样口2、洗涤溶液进样口3、洗脱溶液进样口4、第一废液收集腔5、油相收集腔6、去油通道10与混合流道11；所述下层芯片设置有多通道液滴生成流道7、第二废液收集腔8与液滴收集腔9。
[0031]进一步的，本专利技术所述预混液的溶液进样口的流道、所述细胞组织样液进样口的流道、所述洗涤溶液进样口的流道、所述洗脱溶液进样口的流道分别与所述混合流道连通；所述混合流道的出口与所述去油通道连通，所述去油通道的流道出口与所述第一废液收集腔的流道连通，所述油本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型的微流控芯片，其特征在于，所述芯片由上层芯片与下层芯片组合而成，其中所述上层芯片设置有预混液的溶液进样口、细胞组织样液进样口、洗涤溶液进样口、洗脱溶液进样口、第一废液收集腔、油相收集腔、去油通道与混合流道；所述下层芯片设置有多通道液滴生成流道、第二废液收集腔与液滴收集腔；所述预混液的溶液进样口的流道、所述细胞组织样液进样口的流道、所述洗涤溶液进样口的流道、所述洗脱溶液进样口的流道分别与所述混合流道连通；所述混合流道的出口与所述去油通道连通，所述去油通道的流道出口与所述第一废液收集腔的流道连通，所述油相收集腔连通于所述第一废液收集腔与所述去油通道的流道出口之间；所述多通道液滴生成流道与所述废液收集腔的流道连通，所述多通道液滴生成流道的出口一次连接有所述第二废液收集腔、所述液滴收集腔。2.根据权利要求1所述的新型的微流控芯片，其特征在于，所述混合通道的截面为正反Z型首尾相连的结构。3.根据权利要求1所述的新型的微流控芯片，其特征在于，所述多通道液滴生成流道设有八通道，为T型结构。4.根据权利要求1所述的新型的微流控芯片，其特征在于，所述预混液的溶液进样口包括硅油、磁珠、裂解液混合样液。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志达，陈雨非，宋佳，魏鲁明，张子榕，杨晓丹，陈炳钊，云涛，邓宇，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：