一种PCR微流控芯片制造技术

技术编号:40384363 阅读:10 留言:0更新日期:2024-02-20 22:19
本技术公开了一种PCR微流控芯片,包括相互层叠的加热层及扩增层,所述扩增层上设置有用于容置扩增体系的扩增腔;所述加热层包括本体及开设于所述本体中的传热流体通道,所述传热流体通道设置于所述扩增腔的正下方或正上方以用于对所述扩增腔进行加热或冷却;所述PCR微流控芯片包括用于向所述传热流体通道通入传热流体的传热流体入口及用于使所述传热流体通道内的传热流体流出的传热流体出口,所述传热流体入口和所述传热流体出口分别和所述传热流体通道连通。本技术的PCR微流控芯片加热温度的调控较为方便而且准确。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于微流控芯片,具体涉及一种pcr微流控芯片,特别是一种集液滴生成和pcr一体化的微流控芯片。


技术介绍

1、聚合酶链式反应(pcr),是一种dna的快速扩增技术,是实时荧光定量pcr、基因测序和基因芯片等分子诊断的必要手段。pcr是利用dna在体外95℃高温时变性会变成单链,低温(60℃左右)时引物与单链按碱基互补配对的原则结合,再调温度至dna聚合酶最适反应温度(72℃左右),dna聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。在此过程中,实现温度的精准转换是一个较为复杂的过程,若想实现pcr与其他技术联用,则需重点关注温控环节。

2、根据微流控芯片样品腔室的不同,pcr可以分为静态腔室pcr和动态连续流式pcr。

3、静态腔室pcr是传统pcr的微型化,反应混合物固定在微反应池内,通过如帕尔贴、pi膜加热片等温控装置先进行温区自身的温度变化,达到设定的温度,然后对温控目标进行温控,由于温区自身的温度变化取决与升、降温速度,一般只能达到2~5℃/s,其温度不断地反复循环;或者采用具有适合温度的流体直接进入温控腔体中替换原来的流体,是实现温度快速控制。但其通过适合温度的流体进入温控腔体中替换原来的流体,这一过程中同样需要消耗一定的时间(一般需要数秒),且流体替换的均匀性和效率难以保障,容易导致耗时的增长或是温度控制精度的下降。

4、动态连续流式pcr是通过控制反应试剂在几个恒温加热片的加热区域往复运动来实现温度循环过程,几个恒温加热片的温度分别对应于聚合酶链反应所需要的退火、延伸以及变性温度。这种方法可以实现快速升降温的过程,从而大大降低反应时间。但这种方案也存在一些缺陷:样品在芯片内是不停流动的,所以反应时间等变量的控制主要通过设计芯片上微通道的结构来实现,通常结构相对更复杂也需要比较大的空间,且相应的用于驱动样品在芯片内持续流动的驱动机构也会较为复杂;更为重要的是流动的液体难以实现过程的定量分析,定量困难。目前的不管静态还是动态的方式往往其加热模块,升降温控制,以及芯片设计都非常复杂,控制较难,成本高。

5、目前的一类pcr微流控芯片,加热组件位于芯片安装机构的后侧以对微流控芯片加热。加热组件具体包括散热器、设于散热器前侧面上的多个加热件、分别覆于各加热件上的导热板及设于散热器后侧的散热风扇,多个加热件沿上下方向间隔设置,相应地,多个导热板也上下间隔设置,其中一个导热板上形成第一加热区域,其下方的另一个导热板上形成第二加热区域。加热件嵌设在导热板的正后方,该加热组件还包括围绕加热件设置的保温棉。各个加热件可分别具有不同的温度,通过上下移动芯片安装机构,可以使扩增反应按照设定的反应程序在不同的温度下进行循环。芯片的加热温度的调控较为复杂,准确性较低。


技术实现思路

1、针对上述技术问题,本技术提供一种改进的pcr微流控芯片,加热温度的调控较为方便而且准确。

2、本技术采用如下技术方案:

3、一种pcr微流控芯片,包括相互层叠的加热层及扩增层,所述扩增层上设置有用于容置扩增体系的扩增腔;所述加热层包括本体及开设于所述本体中的传热流体通道,所述传热流体通道设置于所述扩增腔的正下方或正上方以用于对所述扩增腔进行加热或冷却;所述pcr微流控芯片包括用于向所述传热流体通道通入传热流体的传热流体入口及用于使所述传热流体通道内的传热流体流出的传热流体出口,所述传热流体入口和所述传热流体出口分别和所述传热流体通道连通。

4、在一优选的实施例中,所述pcr微流控芯片还包括承载层,所述加热层设置在所述承载层上并位于所述承载层和所述扩增层之间。

5、在一优选的实施例中,所述传热流体入口和所述传热流体出口均设置于所述承载层上,所述承载层上设有用于将所述传热流体入口和所述传热流体通道连通的第一通孔以及用于将所述传热流体出口和所述传热流体通道连通的第二通孔。

6、在一优选的实施例中,所述扩增腔包括呈螺旋盘绕状的扩增微通道,所述传热流体通道呈螺旋盘绕状。

7、进一步地,所述扩增微通道在水平面上的正投影和所述传热流体通道在水平面上的正投影重合。

8、在一更优选的实施例中,所述扩增微通道和所述传热流体通道分别包括进入支路和流出支路,所述进入支路的尾端和所述流出支路的始端相接,所述进入支路和所述流出支路一体设置。

9、在一优选的实施例中,所述扩增层设有多个进样口以及一个检测端口,各所述进样口和所述扩增微通道之间设有液滴生成通道。该微流控芯片集液滴生成和pcr一体。

10、在一优选的实施例中,所述扩增层上还设置有液滴生成通道,所述液滴生成通道包括用于通入样本液的样本通道、用于通入连续相的连续相通道以及用于输出液滴的液滴输出通道,所述样本通道和所述连续相通道相交叉并在交叉处连通,所述液滴输出通道的一端和所述交叉处连通而另一端和所述扩增腔连通。

11、在一优选的实施例中,所述加热层为石墨烯材料层;所述扩增层的材质为pdms。

12、本技术采用以上方案,相比现有技术具有如下优点:

13、本技术的pcr微流控芯片,传热流体通道设置在扩增腔的正下方,在进行芯片扩增反应时,向传热流体通道通入传热流体,通过设置传热流体的温度以对扩增腔内的样本直接进行加热或冷却,加热温度的调控较为方便而且准确。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种PCR微流控芯片,包括相互层叠的加热层及扩增层,所述扩增层上设置有用于容置扩增体系的扩增腔;其特征在于,所述加热层包括本体及开设于所述本体中的传热流体通道,所述传热流体通道设置于所述扩增腔的正下方或正上方以用于对所述扩增腔进行加热或冷却;所述PCR微流控芯片包括用于向所述传热流体通道通入传热流体的传热流体入口及用于使所述传热流体通道内的传热流体流出的传热流体出口,所述传热流体入口和所述传热流体出口分别和所述传热流体通道连通。

2.根据权利要求1所述的PCR微流控芯片,其特征在于,所述PCR微流控芯片还包括承载层,所述加热层设置在所述承载层上并位于所述承载层和所述扩增层之间。

3.根据权利要求2所述的PCR微流控芯片,其特征在于,所述传热流体入口和所述传热流体出口均设置于所述承载层上,所述承载层上设有用于将所述传热流体入口和所述传热流体通道连通的第一通孔以及用于将所述传热流体出口和所述传热流体通道连通的第二通孔。

4.根据权利要求1所述的PCR微流控芯片,其特征在于,所述扩增腔包括呈螺旋盘绕状的扩增微通道,所述传热流体通道呈螺旋盘绕状。</p>

5.根据权利要求4所述的PCR微流控芯片,其特征在于,所述扩增微通道在水平面上的正投影和所述传热流体通道在水平面上的正投影重合。

6.根据权利要求5所述的PCR微流控芯片,其特征在于,所述扩增微通道和所述传热流体通道分别包括进入支路和流出支路,所述进入支路的尾端和所述流出支路的始端相接,所述进入支路和所述流出支路一体设置。

7.根据权利要求6所述的PCR微流控芯片,其特征在于,所述扩增层上还设置有液滴生成通道,所述液滴生成通道包括用于通入样本液的样本通道、用于通入连续相的连续相通道以及用于输出液滴的液滴输出通道,所述样本通道和所述连续相通道相交叉并在交叉处连通,所述液滴输出通道的一端和所述交叉处连通而另一端和所述扩增腔连通。

8.根据权利要求7所述的PCR微流控芯片,其特征在于,所述扩增腔的数量为一或多个,每个所述扩增腔至少对应一个所述液滴生成通道,每个所述液滴生成通道中,每个所述样本通道的相对两侧分别设置有至少一个所述连续相通道并在同一个交叉处连通。

9.根据权利要求7所述的PCR微流控芯片,其特征在于,所述扩增层设有多个进样口以及一个检测端口,所述液滴生成通道位于所述进样口和所述扩增微通道之间。

10.根据权利要求1所述的PCR微流控芯片,其特征在于,所述加热层为石墨烯材料层;所述扩增层的材质为PDMS。

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【技术特征摘要】

1.一种pcr微流控芯片,包括相互层叠的加热层及扩增层,所述扩增层上设置有用于容置扩增体系的扩增腔;其特征在于,所述加热层包括本体及开设于所述本体中的传热流体通道,所述传热流体通道设置于所述扩增腔的正下方或正上方以用于对所述扩增腔进行加热或冷却;所述pcr微流控芯片包括用于向所述传热流体通道通入传热流体的传热流体入口及用于使所述传热流体通道内的传热流体流出的传热流体出口,所述传热流体入口和所述传热流体出口分别和所述传热流体通道连通。

2.根据权利要求1所述的pcr微流控芯片,其特征在于,所述pcr微流控芯片还包括承载层,所述加热层设置在所述承载层上并位于所述承载层和所述扩增层之间。

3.根据权利要求2所述的pcr微流控芯片,其特征在于,所述传热流体入口和所述传热流体出口均设置于所述承载层上,所述承载层上设有用于将所述传热流体入口和所述传热流体通道连通的第一通孔以及用于将所述传热流体出口和所述传热流体通道连通的第二通孔。

4.根据权利要求1所述的pcr微流控芯片,其特征在于,所述扩增腔包括呈螺旋盘绕状的扩增微通道,所述传热流体通道呈螺旋盘绕状。

5.根据权利要求4所述的pcr微流控芯片,其特征在于,所述扩增微通道在水平面上的正投影和所...

【专利技术属性】
技术研发人员:颜菁程林杨开通
申请(专利权)人:江苏汇先医药技术有限公司
类型:新型
国别省市:

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