[发明专利]数字化生物检测芯片及封装夹具

说明书

本发明涉及样本检测技术领域，具体涉及一种数字化生物检测芯片及封装夹具。其中，检测芯片，包括：芯片壳体，具有封装腔；微孔芯片，其上成型有若干毛细微孔，并被封装于所述封装腔中；所述微孔芯片通过支撑结构保持其两面与所述芯片壳体之间均具有间隔，以形成容纳封装油的腔室；每个所述腔室对应的所述芯片壳体上分别成型有流入通道和流出通道。在芯片壳体的流入通道可分别向上述腔室内注入封装油，多余的样本可经流出通道排出，以形成“封装油—芯片(样本)—封装油”的封装模式，保证各通孔形成的微单元之间的独立。本发明可用在数字PCR、单细胞分析等领域。

技术领域

本发明涉及样本检测技术领域，具体涉及一种数字化生物检测芯片及封装夹具。

背景技术

近年来，以数字PCR、单细胞捕获分析等借助于生物样本数字化的检测方式由于其具有灵敏度高、特异性强等优点，已经被广泛适用于生命科学相关的诸多领域。数字化生物检测芯片不仅可以用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究，还可以用于遗传病诊断、病原体检测、肿瘤早期筛查、环境监测和法医鉴定等。

目前数字化生物检测芯片主要分为微孔阵列芯片和微流控芯片两种，其中微孔阵列芯片是将样本分配至芯片的微孔中，在微孔表面添加封装油或贴封口膜等方法实现各微样本单元的独立；微流控芯片则主要依靠精确的微流道通过油、水交汇剪切作用，将样本分割成众多微滴实现样本的数字化。上述方法中，微流控芯片仍然主要停留在研究阶段，主要原因有以下几点：首先，生物样本数字化需要对样本进行精确等量分割，这个过程常常需要通过注射泵、真空泵等器件辅助进行，每种样本需要一套单独的设备以防止样本的交叉污染，难以实现设备小型化、高通量；其次，样本往往需要一定温度控制，例如PCR过程样本需要增温至95℃，这对生物样本的稳定性和密封性的要求非常高，在此过程中容易出现微滴的融合。相较之下，微孔阵列芯片将样本固定在微孔中，样本分配均匀、整齐、稳定，便于后续的检测分析，而且微孔阵列芯片的加工工艺已相对成熟，可以实现芯片的大批量制备。

综合上述情况得知，人们对于发展微型便捷、操作简单、样本消耗量小、价格经济的数字化生物检测方法和器件的需求越来越高。而目前微孔阵列芯片是实现上述目标的较优方案。

在《生物医学微器件》，2011，13(4)：683-693.中公开了一种单细胞高分辨率成像和高含量筛选的硅玻璃微阱平台(frisk tw，khorshidi ma等)(Frisk TW，Khorshidi MA，et al.A silicon-glass microwell platform for high-resolution imaging andhigh-content screening with single cell Resolution[J].BIOMEDICALMICRODEVICES，2011，13(4):683-693.)，其中公开了一种通过方孔阵列芯片实现单细胞分析的方法。其将具有长宽30um方形微孔阵列的硅基芯片键合在玻璃上形成若干微槽，在常压下将细胞悬液滴在芯片表面使其逐渐流入微槽完成样本分割。

上述现有技术中描述的样本进样、分割过程存在若干问题：首先，微槽阵列在常压下由于槽内有空气，当样本滴在芯片表面时液滴会将空气封在微槽内，样本无法流入，严重影响芯片的进样率，造成样品性质不均一；其次，由于液滴的表面张力，液滴难以在芯片表面完全铺展，芯片表面存在样本残留，造成微槽内样本联通以及样本的浪费；最后，滴样本的方式难以充分利用芯片上的全部微槽，需要从进样率与样本量中二选一，保证进样率则需要大量样本，节省样本则势必造成微槽利用不充分。