一体式数字PCR仪制造技术

本实用新型专利技术提供一种一体式数字PCR仪，其中的一体式数字PCR仪包括芯片上料模块；液滴生成模块，能够在微液滴生成过程中将加样腔内的样本生成微液滴后转移存储至反应腔中；温度循环模块，以使反应腔内的微液滴实现扩增；荧光检测模块，能够在微液滴检测过程中将反应腔中的微液滴转移至荧光检测区后再转移至加样腔，并在此过程中完成微液滴荧光检测；芯片废弃模块；调度机构，用于在主控模块的控制下在芯片上料模块、液滴生成模块、温度循环模块、荧光检测模块、芯片废弃模块之间转移一体式微液滴芯片，并能够将温度循环模块中的一体式微液滴芯片上下翻转180

【技术实现步骤摘要】
一体式数字PCR仪


[0001]本技术属于数字PCR分析仪
，具体涉及一种一体式数字PCR仪。

技术介绍

[0002]数字PCR是最新的定量技术，基于单分子PCR方法来进行计数的核酸定量，是一种绝对定量的方法，其主要采用当前分析化学热门研究领域的微流控或微滴化方法，将大量稀释后的核酸溶液分散至生物芯片的微反应器或微滴中，每个反应器的核酸模板数少于或者等于1个，这样经过PCR循环之后，有一个核酸分子模板的反应器就会给出荧光信号，没有模板的反应器就没有荧光信号，根据相对比例和反应器的体积，就可以推算出原始溶液的核酸浓度。传统的数字PCR分析仪功能单一，需要手动操作多台仪器配合完成一次扩增及检测工作。随着社会的发展，医疗行业及科研领域等对PCR分析的高通量、自动化、高速度、集成化等提出了更高的要求。

技术实现思路

[0003]因此，本技术要解决的技术问题在于提供一种一体式数字PCR仪，以克服现有技术中的数字PCR仪功能单一，需要手动操作多台仪器配合完成一次扩增及检测工作，检测效率低的不足。
[0004]为了解决上述问题，本技术提供一种一体式数字PCR仪，包括：芯片上料模块，用于放置加样完毕的一体式微液滴芯片，所述一体式微液滴芯片包括芯片本体，所述芯片本体上构造有加样腔、反应腔、荧光检测区；液滴生成模块，用于供给所述一体式微液滴芯片油气，能够在微液滴生成过程中将所述加样腔内的样本生成微液滴后转移存储至反应腔中；温度循环模块，用于对所述反应腔内的微液滴形成加热制冷循环，以使所述反应腔内的微液滴实现扩增；荧光检测模块，能够在微液滴检测过程中将所述反应腔中的微液滴转移至所述荧光检测区后再转移至所述加样腔，并对处于所述荧光检测区的微液滴进行荧光检测；芯片废弃模块，用于存储经过检测后的所述一体式微液滴芯片；调度机构，用于在主控模块的控制下在所述芯片上料模块、液滴生成模块、温度循环模块、荧光检测模块、芯片废弃模块之间转移所述一体式微液滴芯片，并能够将所述温度循环模块中的一体式微液滴芯片上下翻转180
°
后再转移至所述荧光检测模块中。
[0005]在一些实施方式中，所述一体式微液滴芯片包括芯片本体，所述芯片本体内构造有微液滴生成结构、油液接口、气液接口，所述气液接口与所述反应腔连通，所述加样腔与所述微液滴生成结构连通，所述油液接口与所述微液滴生成结构连通；当所述一体式微液滴芯片处于所述液滴生成模块中时，所述液滴生成模块能够在所述加样腔与所述气液接口之间形成第一压力差，在所述油液接口与所述气液接口之间形成第二压力差，所述第一压力差和所述第二压力差分别驱动所述加样腔中的样本和所述油液接口的生成油进入所述微液滴生成结构，生成的微液滴进入并存储于所述反应腔中；当所述一体式微液滴芯片处于所述荧光检测模块中时，所述荧光检测模块能够驱动检测推动油从所述气液接口进入所
述反应腔，使得所述反应腔中的微液滴从所述反应腔中流出至所述微液滴生成结构，所述液滴生成模块还能够驱动检测分隔油从所述油液接口进入所述微液滴生成结构，所述检测分隔油将从所述反应腔中流出至所述微液滴生成结构中的微液滴分隔形成队列，进入所述荧光检测区。
[0006]在一些实施方式中，所述微液滴生成结构包括油液管道以及连通管道，所述油液管道与所述连通管道成十字交叉，所述连通管道包括处于十字交叉点的第一侧且与所述反应腔连通的第一管道以及处于所述十字交叉点的第二侧且与所述加样腔连通的第二管道，所述油液接口与油液管道连通。
[0007]在一些实施方式中，以所述芯片本体的第一侧面处于水平方位为参照，所述反应腔与所述加样腔处于所述第一侧面上，所述反应腔与所述芯片本体的所述第一侧面的连接接口向上延伸，且成下小上大的喇叭口。
[0008]在一些实施方式中，所述反应腔内还构造有自下而上延伸的气液管道，所述气液管道的下口与所述气液接口连通，所述气液管道的上口高于所述连接接口的上口。
[0009]在一些实施方式中，所述第一管道与所述连接接口之间具有微液滴观测区。
[0010]在一些实施方式中，所述荧光检测区处于所述第二管道上。
[0011]在一些实施方式中，所述加样腔包括开口腔以及密封连接于所述开口腔的开口处的密封盖；和/或，所述加样腔设置有滤膜或者排气孔。
[0012]在一些实施方式中，在所述微液滴进入所述反应腔内之前，所述反应腔内预置轻油。
[0013]本技术还提供一种一体式数字PCR仪的控制方法，包括如下步骤：
[0014]芯片上料步骤，将一体式微液滴芯片置入芯片上料模块中；
[0015]液滴生成步骤，将所述芯片上料模块中的一体式微液滴芯片转移至液滴生成模块中，并控制所述一体式微液滴芯片的加样腔内的样本生成微液滴后存储于反应腔内；
[0016]温度循环步骤，在所述一体式微液滴芯片上下翻转180
°
后，对处于所述一体式微液滴芯片底部的反应腔内的微液滴内的微液滴形成加热制冷循环；
[0017]荧光检测步骤，在所述反应腔内的微液滴扩增完毕后，控制所述反应腔内的微液滴进入荧光检测区并完成荧光检测；
[0018]芯片废弃步骤，将荧光检测完毕的一体化微液滴芯片转移至芯片废弃模块内。
[0019]本技术提供的一种一体式数字PCR仪及其控制方法，在所述主控模块的控制下，所述调度机构能够将所述一体式微液滴芯片在各个功能模块之间协调运转，实现了芯片上料、液滴生成、PCR扩增、荧光检测与分析直至芯片废弃全流程集成操作，自动化程度及集成化程度高，能够提升检测分析作业的效率，降低人力成本。
附图说明
[0020]图1为本技术实施例的一体式数字PCR仪的结构构成示意图；
[0021]图2为图1中的一体式微液滴芯片的立体结构示意图；
[0022]图3为图2中的微液滴生成结构的结构示意图；
[0023]图4为微液滴生成过程示意；
[0024]图5为微液滴生成后存储于反应腔内的示意；
[0025]图6为图1中的一体式微液滴芯片上下翻转180
°
后反应腔内的状态示意；
[0026]图7为图6状态下向反应腔内通入油液后的状态示意(图中箭头示出微液滴及油液流向)；
[0027]图8为微液滴从反应腔内迫出后的状态示意；
[0028]图9为图1中的荧光检测模块工作光路原理示意图；
[0029]图10为本技术实施例的数字PCR仪的检测结果。
[0030]附图标记表示为：
[0031]1、芯片本体；11、反应腔；111、连接接口；112、气液管道；12、加样腔；121、开口腔；122、密封盖；21、油液管道；22、第一管道；23、第二管道；31、油液接口；32、气液接口；33、荧光检测区；34、微液滴观测区；4、微液滴；5、检测推动油；91、激发光源；92、激发光；93、荧光；94、分光光路；95、荧光检测单元；100、一体式微液滴芯片；200、芯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一体式数字PCR仪，其特征在于，包括：芯片上料模块(200)，用于放置加样完毕的一体式微液滴芯片(100)，所述一体式微液滴芯片(100)包括芯片本体(1)，所述芯片本体(1)上构造有加样腔(12)、反应腔(11)、荧光检测区(33)；液滴生成模块(300)，用于供给所述一体式微液滴芯片(100)油气，能够在微液滴生成过程中将所述加样腔(12)内的样本生成微液滴(4)后转移存储至反应腔(11)中；温度循环模块(400)，用于对所述反应腔(11)内的微液滴(4)形成加热制冷循环，以使所述反应腔(11)内的微液滴(4)实现扩增；荧光检测模块(500)，能够在微液滴检测过程中将所述反应腔(11)中的微液滴(4)转移至所述荧光检测区(33)后再转移至所述加样腔(12)，并对处于所述荧光检测区(33)的微液滴(4)进行荧光检测；芯片废弃模块(600)，用于存储经过检测后的所述一体式微液滴芯片(100)；调度机构(700)，用于在主控模块(800)的控制下在所述芯片上料模块(200)、液滴生成模块(300)、温度循环模块(400)、荧光检测模块(500)、芯片废弃模块(600)之间转移所述一体式微液滴芯片(100)，并能够将所述温度循环模块(400)中的一体式微液滴芯片(100)上下翻转180
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后再转移至所述荧光检测模块(500)中。2.根据权利要求1所述的一体式数字PCR仪，其特征在于，所述一体式微液滴芯片(100)包括芯片本体(1)，所述芯片本体(1)内构造有微液滴生成结构、油液接口(31)、气液接口(32)，所述气液接口(32)与所述反应腔(11)连通，所述加样腔(12)与所述微液滴生成结构连通，所述油液接口(31)与所述微液滴生成结构连通；当所述一体式微液滴芯片(100)处于所述液滴生成模块(300)中时，所述液滴生成模块(300)能够在所述加样腔(12)与所述气液接口(32)之间形成第一压力差，在所述油液接口(31)与所述气液接口(32)之间形成第二压力差，所述第一压力差和所述第二压力差分别驱动所述加样腔(12)中的样本和所述油液接口(31)的生成油进入所述微液滴生成结构，生成的微液滴(4)进入并存储于所述反应腔(11)中；当所述一体式微液...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏世圣，徐波，刘金伟，韩应敏，周海余，杜晓纯，刘晓彬，杨文军，王勇斗，
申请(专利权)人：新羿制造科技北京有限公司，
类型：新型
国别省市：