[发明专利]基于3D打印平台的数字PCR芯片的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及PCR生物芯片研究领域，特别涉及一种基于3D打印平台的数字PCR芯片的制作方法。

背景技术

在进行生物研究和实际检测时，有时待测DNA样品的量较少或者从样品中提取的待测DNA分子浓度较低时，为了得到较好的结果，通常需要先对样品分子的量进行聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)。虽然常规的PCR技术已广泛应用于生命科学研究及相关领域，并且在应用过程中不断得到改进，但目前仍然存在着耗时太长，操作繁琐，试剂消耗量大，扩增结果不稳定等缺点。因此人们一直在寻求更快速更简便的PCR方法。

数字PCR是最新的DNA定量技术，其基于单分子PCR并采用计数的方法对DNA进行定量，因此是一种绝对定量的工具。将大量的稀释后的DNA溶液分散至芯片的微量反应体系中，每个反应体系的DNA模板数至多1个。在PCR循环反应之后，可根据发出荧光信号的微量反应体系所占有的比例来判定原始DNA浓度。

微量点喷(Inkjet)技术具有精确数字可控的优越性，基于压电效应在微小喷孔(20-80um直径)里产生皮升(pl)级的液滴，配以微米级(1um)精度的运动平台，可以实现点、线、面的精细喷涂和打印。广泛应用于生物医药，医疗器械喷涂、微分配、OLED、镀膜、功能材料打印，纳米材料沉积，印刷电子等工艺制程和科研领域。

喷墨法与数字PCR两者的结合，利用了数字PCR的特点实现了在微量体系中低浓度待测DNA的定量检测，同时亦可通过喷墨的方法将将稀释后的DNA溶液定量定点地喷在在盖片表面，效率极高，成本极低。不需要任何芯片结构和任何液路就可以快速高效的完成dPCR功能，避免了繁杂的芯片制作和微流控液路的集成工艺。这将成为目前存在的最为理想的dPCR实现方法，具有无可估量的科研价值和市场前景。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于3D打印平台的数字PCR芯片的制作方法，具有制备迅速、精确控制油包液滴的体积，和成本制备低廉的优点。

本发明所提供一种基于3D打印平台的数字PCR芯片的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：取一带有微孔阵列结构的基片；

步骤2：将基片进行表面处理；

步骤3：将基片置于3D打印平台平台；

步骤4：利用3D打印平台上的多个喷头，对基片进行油滴和液滴交替的定量喷射打印，使基片表面的微孔中形成油包液滴阵列结构；

步骤5：在基片上的微孔阵列结构中注满过量的油；

步骤6：取一透明盖片；

步骤7：将透明盖片固定盖合于基片上，完成制备。

本发明还提供一种基于3D打印平台的数字PCR芯片的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：取一平板基片；

步骤2：将平板基片进行表面处理；

步骤3：将平板基片置于3D打印平台；

步骤4：利用3D打印平台上的多个喷头，对平板基片进行油滴和液滴交替的定量喷射打印，使平板基片表面上形成油包液滴阵列结构；

步骤5：在平板基片的四周固定挡墙，使平板基片形成一凹槽；

步骤6：在平板基片上的凹槽中加满过量的油；

步骤7：取一透明盖片；

步骤8：将透明盖片固定盖合于平板基片上，完成制备。

本发明的优点：将较为成熟的喷墨平台与数字PCR反应巧妙结合，芯片制作步骤快速简便，无需任何复杂芯片结构和微流控液路，极大的降低了成本。既综合了喷墨打印法的高效率、定点定量喷滴的优势又同时兼具数字PCR低浓度定量检测的特点，为低浓度、稀有样品DNA定量检测及其后续全基因组测序、单核苷酸多态性(SNP)分析、多重基因表达分析等提供良好的操作平台。

本发明基于喷墨平台可以精确控制液滴体积的特点，动态范围很大，可完成几皮升至几微升的精确喷点。

附图说明

为了进一步说明本发明的内容和特点，以下结合附图及实施例对本发明做一详细描述，其中：

图1为本发明第一实施例的制作方法流程图；

图2为本发明第一实施例的制作方法的制备原理图示意图；

图3为本发明第一实施例盖合盖片后的结构示意图；

图4为本发明第二实施例的制作方法流程图；

图5为本发明第二实施例的制作方法的制备原理图示意图；

图6为本发明第二实施例盖合盖片后的结构示意图。

具体实施方式