[发明专利]一种核酸多重扩增微流控芯片

说明书

技术领域

本发明涉及一种微流控医疗诊断芯片，尤其涉及一种核酸多重扩增微流控芯片。

背景技术

近年来，核酸分子诊断方法已经成为生物学和医学研究的热点，各种新方法和新技术也随之产生。基因诊断就是应用分子生物学技术，从核酸水平直接探测致病基因的存在、变异和表达状态。基因诊断的探测目的物是核酸中的脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。1985年，美国PE公司的Mullis等发明了聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)技术，并在Science杂志上发表了关于PCR技术的第一篇学术论文，引起了人们的广泛关注和极大兴趣。

随着微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)技术与生命科学、分析科学等学科的迅猛发展，微流控(microfluidics)的潜在价值和战略意义越来越被人们认同。微流控是通过微细加工技术，把生物和化学等领域中涉及到的样品制备、分离、混合、反应及检测等基本操作单元集成或基本集成到一块几平方厘米（甚至更小）的芯片上，依靠芯片上微管道、微阀、储液器、微电极、微检测元件和连接器等功能器件控制流体贯穿整个系统，用以取代常规生物或化学实验室各种功能的一种技术平台，因此又被称为片上实验室(lab-on-a-chip)。微流控芯片能够把常规实验的采样、稀释、浓缩、混合、分离、反应、和检测等进行功能一体化，微型化、快速化和便携化等。

通过对现有技术的检索发现，核酸扩增微流控芯片所用的材料通常为硅、玻璃和聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)等。硅材料具有良好的化学惰性和热稳定性，这就使硅材料在高温的反应芯片中具有优越性，但是硅材料也具有易碎、成本高，电绝缘性差等缺点，尤其是透光性差的缺点导致后续检测具有一定的困难。和硅相比，玻璃材料有着优良的光学特性，在后续的检测过程中十分方便，但是芯片制备过程中的键合工艺常常引起密封不严密的问题。PDMS材料具有良好的化学惰性，良好的透光性，制作过程简便且快速，但芯片会因为PDMS的气透性在核酸扩增过程中出现气泡，这就抑制了核酸扩增的继续进行，而且核酸扩增的温度控制系统也难以在PDMS上制备集成。

发明内容

鉴于上述现有技术上的缺陷，本发明提供一种核酸多重扩增微流控芯片，不仅可以进行核酸的多重扩增，还避免了玻璃键合工艺复杂和核酸扩增中气泡出现等问题。本发明制备工艺简单，集成化程度高。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种核酸多重扩增微流控芯片，依次包括结构层、键合薄层和基底加热层，所述结构层为玻璃材料，设有扩增通道和放置温度传感器的空腔，所述的键合薄层为聚二甲基硅氧烷材料，位于结构层和基底加热层之间，所述基底加热层包括基底层和背面的加热器。

所述扩增通道为多条平行扩增通道，分别加入不同的引物。

所述每条平行扩增通道包括进口、扩增腔室和出口。

所述每条扩增腔室包括多个串联的小腔室。

所述放置温度传感器的空腔为长方体空腔。

所述加热器包括金属线圈和两个焊盘。

所述金属线圈为金属蛇形线。

所述两个焊盘分别设置在金属线圈的两端。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、两层玻璃之间利用PDMS键合，工艺简单易行，室温下就可以方便地完成，不但解决了玻璃键合工艺要求高的问题，而且还解决了玻璃键合中产生的密封不严密的问题。

2、PDMS薄层的应用既解决了玻璃的键合问题，又避免了完全用PDMS材料制备的芯片在扩增过程中的气泡问题。

3、多条平行扩增通道能够同时进行不同引物的核酸多重扩增，既节约了时间，又可以进行核酸在不同引物下扩增的对比。

4、此芯片集成了温度加热系统，能够依靠外界电源和温控系统完成核酸的扩增。

附图说明

通过阅读参照以下附图的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明所提供的芯片一实施例的横截面示意图；

图2是结构层的结构示意图；

图3是温度加热器的结构示意图。

图中：1为结构层，2为键合薄层，3为基底加热层，11为进口，12为扩增通道，13为出口，31为基底层，32为加热器；