[发明专利]流体芯片

说明书

一种流体芯片，包括：具有上表面和下表面的密封层；以及成形部件，所述成形部件包括大致平面的主体，所述大致平面的主体具有用所述密封层的上表面密封的下表面，所述大致平面的主体具有多个通孔和与所述多个通孔流体连通的多个井，其中与密封层的上表面一起，所述多个通孔和所述多个井分别限定了在流体芯片中彼此流体连通的多个流体入口和多个流体室。

技术领域

本发明涉及一种流体芯片，特别是涉及用于在其中储存和测试生物流体的流体芯片。

发明背景

PCR是一种常用的方法，用于制备用于各种应用的DNA序列的多个拷贝，例如用于测序、诊断疾病、从DNA样品鉴定个体以及进行基因功能分析的DNA克隆。在PCR中，DNA序列的复制在多个热循环中进行，每个循环通常具有三个主要步骤：变性、退火和延长。在变性步骤中，将双链DNA模板加热至约94-98℃，保持20-30秒，得到单链DNA。在退火步骤中，通过将温度降低至约50-65℃保持20-40秒，将引物退火至单链DNA。在延长步骤中，使用DNA聚合酶(例如Taq)，通过在DNA聚合酶的最适活性温度(对于Taq为75-80℃)下将已经退火的引物延长至单链DNA，合成新的双链DNA。明显的，DNA的复制呈指数性，因为在一个循环中形成的新的双链DNA在下一个循环中经历变性、退火和延长，使得每个循环有效地使获得的DNA序列的数目增加一倍。除了上述三个主要步骤之外，如果所用的DNA聚合酶是热激活的，则可能需要初始化步骤，并且最后一个循环的最后延长步骤可以保持更长的时间段(例如5-15分钟)，以确保没有剩余的单链DNA片段。

因此，用于进行PCR的任何装置需要能够进行重复的热循环，以便发生变性、退火和延长的步骤。这涉及将反应物加热，并冷却至所需温度，将所需温度保持在必要的时间长度。鉴于温度高达近100℃，现有的微流体或芯片上实验室PCR装置通常需要外部热循环仪来提供必要的热量，从而限制了它们在使用过程中的真正便携性和尺寸。

常规PCR热循环仪通常配置为加热聚丙烯PCR管中包含的DNA样品，所述PCR管具有带有顶部开口和锥形底部的圆柱状主体。将PCR管装配到PCR热循环仪中提供的孔中，并进行由PCR热循环仪提供的热循环，以便使PCR管中包含的DNA样品倍增。随后，从PCR管中取出倍增的DNA，以便对倍增的DNA进行测试。因此，应当认识到，涉及使用DNA的试验目前涉及多个阶段。这些阶段至少包括样品收集和储存，将样品置于PCR管中，将PCR管置于PCR热循环仪中并进行PCR，从PCR管中取出倍增的DNA，并使用倍增的DNA进行测试。因此，期望减少使用DNA进行测试所需的步骤数量，以便最小化在该过程的各个阶段人处理样品所产生的误差。

发明内容

根据第一方面，提供了一种流体芯片，其包括：具有上表面和下表面的密封层；和成形部件，其包括大致平面的主体，该主体具有用密封层的上表面密封的下表面，所述大致平面的主体具有多个通孔和与所述多个通孔流体连通的多个井，其中与密封层的上表面一起，所述多个通孔和多个井分别限定了在流体芯片中彼此流体连通的多个流体入口和多个流体室。

密封层的下表面可以是不导电的并且设置有直流加热器，该直流加热器具有由设置在密封层的下表面上的导热材料制成的独立加热区域，和导电迹线，其配置为提供有直流电压，并且在被提供直流电压时将独立加热区域加热到均匀的温度，所述导电迹线至少部分地围绕所述独立加热区域以起伏(undulating)构型布置在所述密封层的下表面上，所述独立加热区域配置为邻近所述多个流体室中的至少一个。

与独立加热区域相邻的多个流体室中的至少一个可以配置为允许在其中进行PCR。

流体芯片还可以包括设置在密封层下方的至少一个侧向测试条，所述至少一个侧向测试条具有被配置为接收包含在流体芯片中的流体的样品垫。

密封层可以是柔韧的和防流体的。

所述多个通孔和多个井可以与大致平面的主体成为一体。