[发明专利]用于执行聚合酶链式反应的分析单元、用于运行以及用于制造这样的分析单元的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于执行聚合酶链式反应的分析单元、一种用于运行这样的分析单元的方法以及一种用于制造这样的分析单元的方法。

背景技术

数字的聚合酶链式反应能够检验空穴阵列中的各个DNA序列。为此，将n个DNA分子与生化的放大系统一起（聚合酶链式反应，英语：Polymerase Chain Reaction；PCR）以统计的方式分布到芯片的m个微型空穴上，其中在正常情况中n小于m。在每个空穴中最初是一个DNA分子，在每个空穴中产生所述DNA分子的百万个相同的副本并且同时产生能够探测的信号。通过对于所述信号的计数，由此可以在所述聚合酶链式反应之后“以数字方式”在空的（=0）空穴与具有一个DNA分子（=1）的空穴之间进行区分。

在商业上可以得到的、用于数字的聚合酶链式反应的系统中，首先将生物上的试样分解，而后净化并且提取所述DNA。

微流体的诊断系统、例如芯片实验室（LOC：“Chiplabor”）允许微型化地并且集成地实施复杂的工作流程、例如全自动化的试样制备。在这样的芯片实验室系统中，可以首先将有待检验的试样材料借助于聚合酶链式反应来放大并且随后在微阵列上对其进行分析。这两种操作的联结以及多步骤的过程控制引起被延长的过程时间以及昂贵的过程控制。而所述数字的聚合酶链式反应则允许专门在一个步骤中放大并且量化DNA分子。

发明内容

在这种背景下，用本发明来介绍用于执行聚合酶链式反应的分析单元、用于运行这样的分析单元的方法以及用于制造这样的分析单元的方法。有利的设计方案从以下说明中获得。

介绍了一种用于执行聚合酶链式反应的分析单元，其中所述分析单元具有以下特征：

盖部元件；

具有至少一个底部空隙的底部元件，其中所述底部空隙具有流体接纳面和由微型空穴构成的布置结构，其中所述底部空隙与所述盖部元件对置地布置；

至少一个流体通道，所述流体通道构造在所述盖部元件与所述底部元件之间，用于将流体引导到所述底部空隙的流体接纳面上；

至少一个压力通道，所述压力通道构造在所述盖部元件中，用于将压力引导到所述流体接纳面的区域中；以及

薄膜，该薄膜在所述盖部元件与所述底部元件之间布置在所述底部空隙中，其中所述薄膜被构造用于：在将所述压力引导到所述流体接纳面的区域中时通过所述压力来以下述方式变形：所述流体从所述流体接纳面运动到所述由微型空穴构成的布置结构中。

“盖部元件和底部元件”可以分别理解为一个层，所述层例如由塑料、尤其是由聚合物制成。“底部空隙”例如可以理解为所述底部元件中的凹处。“流体接纳面”可以理解为所述底部空隙的一个面，流体可以被施加到该面上。“流体”可以理解为一种具有生化材料、例如核酸的液体。“微型空穴”可以理解为在所述底部空隙中所构成的、用于接纳流体的凹处。例如可以将所述流体引入到所述微型空穴中，用于执行聚合酶链式反应。“薄膜”可以理解为一种面状的柔韧的元件、例如塑料层。所述薄膜在此例如可以不让流体渗透。

当前的方案基于以下认识：可以将由微型空穴构成的、用于借助于聚合酶链式反应来实施分析的阵列集成到芯片实验室系统中。在所述芯片实验室系统中，例如也可以制备有待分析的试样溶液。可以有利地使用所述芯片实验室系统的膜片，用于在制备之后将所述试样溶液填注到所述微型空穴中。为此，所述膜片可以借助于压力来以下述方式偏移：所述试样溶液被挤压到所述微型空穴中。

可以自动地并且受控制地装填所述微阵列，由此与所述试样溶液的人工转移相比可以明显地使流程加速和简化。此外，由此可以排除操作错误并且可以节省用于专门受训的人员的成本。最后，当前的方案提供了降低污染危险的优点。

按照当前方案的一种实施方式，所述压力通道可以构造为所述盖部元件中的直通孔。在这种情况下，可以以下述方式布置所述底部空隙：所述流体接纳面与所述直通孔对置并且所述由微型空穴构成的布置结构在侧面相对于所述直通孔错开。由此可以用较低的成本开销来实现对于所述薄膜的有效操控。

按照当前方案的一种实施方式，所述薄膜至少可以在所述流体接纳面的区域中并且/或者在由微型空穴构成的布置结构的区域中以能够松开的方式被固定在所述盖部元件上。由此可以实现这一点：所述薄膜在将压力施加在所述直通孔上时连续地从所述流体接纳面朝所述微型空穴的方向向外拱起。这提供了非常可靠地装填所述微型空穴的优点。