[实用新型]一种高效低成本双层通道PCR热循环微流控芯片装置

说明书

本实用新型公开了一种高效低成本双层通道PCR热循环微流控芯片装置，属于微流控芯片技术领域，包括PCR微流控芯片、加热片和加热片夹具，PCR微流控芯片包括PDMS芯片本体，芯片本体内设置有上下两层相连通的微通道，该芯片本体上下两侧分别与玻璃片进行封装，本实用新型通过设计双层微通道样式简化了微通道结构，合理利用了芯片的空间体积。加热片分别在双层芯片的每一层各布置三个，使得呈现DNA扩增所需的三个温区，通过合理布置加热片的位置，使得各个温度互不干涉。加热片夹具定位加热片的位置，并且使得加热片与芯片玻璃基底紧密贴合，保证了传热的高效性，另外，夹具的设计使得加热片方便定位与拆卸，实现重复利用。

技术领域

本实用新型属于微流控芯片技术领域，尤其是涉及一种高效低成本双层通道PCR热循环微流控芯片装置。

背景技术

聚合酶链式反应(PCR)扩增过程主要依赖三温区的温度变化，因此，热循环装置的设计及温度精准控制是PCR研究的重要内容。

近年来，微流控装置以其样品用量少、灵敏度高等特点逐步应用于PCR全过程，现有微流控PCR热循环扩增的方法主要包括：静态微腔式和动态连续流动式PCR热循环扩增法。前者实际上是传统PCR的微型化，反应混合物固定在微反应池内,其温度不断地反复循环；后者是DNA样品和反应物连续流动经过三个不同的恒温带,从而达到DNA片段扩增的目的。静态微腔式PCR芯片通常以硅和玻璃作为基底材料，加工方法通常以光刻和湿法腐蚀等方法为主，虽然一定程度上能够降低混合液的消耗量，但因其温度循环仍然依赖于温控系统的加热/冷却速率，所以扩增速度仍然相对较慢，同时温度控制系统结构复杂、体积较大，限制了样品的体积，无法根据不同需要进行调整，而且由于加热器和制冷器必须与芯片集成在一起，所以芯片制作成本较高，这也成为今后进一步商业化应用的最大障碍。相对而言，连续流动式PCR芯片需要三个独立的温区，不需要迅速频繁地变换温度，在微通道中即可实现样品循环加热，大大减少了样品使用量。但是，由于PCR扩增一般需要几十个热循环才能完成，所以目前大部分设计都需要复杂的微通道结构，这使得加工工艺和芯片材料选取都受到限制，也增加了芯片制作难度。

发明内容

本实用新型要解决的问题是提供一种实现空间充分利用，减少传热过程中热量损失，加热片方便拆卸、可重复利用，进样过程平稳，芯片体积减小的高效低成本双层通道PCR热循环微流控芯片装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种高效低成本双层通道PCR热循环微流控芯片装置，包括PCR微流控芯片、加热片和加热片夹具，所述PCR微流控芯片包括芯片本体，所述芯片本体内设置有上下两层相连通的微通道，该芯片本体上下两侧分别与玻璃片进行封装，所述玻璃片两端伸出芯片本体形成玻璃片基底，所述芯片本体侧壁上设置有与微通道相连通的微通道入口和微通道出口；

所述加热片均匀间隔分布在上下侧玻璃片的表面，分别通过上侧和下侧加热片夹具与玻璃片固定，所述加热片夹具主体结构上设置有与一侧加热片数量相等的卡槽，所述卡槽和加热片适配，该加热片夹具两端设置有插槽，使玻璃片可滑动插入，实现加热片与玻璃片的紧密贴合。

所述PCR微流控芯片的芯片本体采用PDMS(聚二甲基硅氧烷)材料。

所述微通道包括上层微通道和下层微通道，上层微通道和下层微通道通过连接孔连通。

所述芯片本体上下两侧分别与玻璃片进行氧等离子键合封装。

所述加热片分为两组，两组加热片对称设置于PCR微流控芯片上下表面，每组包括三个加热片。

所述加热片外接电压温控器和温度传感器，通过电压控制所达到的温度，实现独立且互不干涉的温度区域。

所述两组加热片温度顺序设置相反，保证样品由上层或下层微通道流入对向层微通道时经过的温度区域顺序与原来相同。