[发明专利]一种微流控芯片与数字化荧光定量PCR扩增仪

说明书

本发明公开了一种新型的微流控芯片与数字化荧光定量PCR扩增仪，所述芯片由上层芯片与下层芯片组合而成，其中所述上层芯片设置有预混液的溶液进样口、细胞组织样液进样口、洗涤溶液进样口、洗脱溶液进样口、第一废液收集腔、油相收集腔、去油通道与混合流道；所述下层芯片设置有多通道液滴生成流道、第二废液收集腔与液滴收集腔。本发明设置了多通道液滴生成流道，大大促进了液滴生成的效率，显著提高了PCR扩增的效率。本发明结合了预处理模块，利用磁珠法核酸提取法实现细胞的裂解，从而顺利进行后续的PCR反应。且本发明设置了特殊的去油微结构，使用被动去油的方法，使凝胶完成后快速脱离油相，保证内容物的稳定。

技术领域

本发明涉及微流控技术与生物医学的交叉技术领域，具体涉及一种新型的微流控芯片与数字化荧光定量PCR扩增仪。

技术背景

近年来，微流控芯片技术作为一种新型的分析平台具有微型化、自动化、集成化、便捷和快速等优点，已经在很多领域获得了广泛研究和应用，例如细胞生物学、分析化学、环境监测与保护、司法鉴定、药物合成筛选、材料学和组织工程学等领域。

微流控芯片是微流控技术实现的主要平台，其特征主要是容纳微流体的结构单元，如流体通道、反应室和其它功能单元等。在微流控芯片研究中，如何在不同芯片材料上加工多种不同的结构单元，是微流控芯片研究和应用的基础。目前在微流控芯片加工工艺上，主要有激光雕刻，化学蚀刻，光刻等方法，这些方法各有利弊，主要缺点为操作复杂，加工周期长，抛光差，对材料有选择，通道粗糙度大，且重复性差，很难作为一种通用有效的芯片加工方法。随着现代数控微加工技术的发展，其在加工精度和尺度上已经能满足微流控芯片的技术要求，但现有的数控微加工设备在设计上并非专用于微流控芯片的设计与加工，造成了应用上不必要的繁琐操作以及对材料的浪费和破坏，大大限制了数控微加工技术在微流控芯片的制备中的应用。

目前市面上的数字PCR技术主要有三种。一种是通过在特定仪器中使用流动的油切断水相的PCR溶液形成液滴，然后在另外的两台仪器中完成PCR和检测；一种是通过将PCR溶液分布到挖空的硅片上，然后在特定仪器中进行PCR以及另外一台仪器中进行检测；最后一种是在一种仪器上将液体通过狭窄的沟道注入腔体形成液滴，并完成PCR，然后在另一台仪器中完成检测。然而，当前的三种方法的液滴形成速度或者通量各有限制。此外，上述三种技术无一例外的依赖多台大型仪器。这不但增加了仪器的购置的成本，限制了数字PCR的广泛使用；而且增加了实验操作的复杂度。

因此，如何提供一种大于每秒形成1000个液滴的高速的数字PCR液滴形成技术、液滴形成与PCR温控和检测仪器集成的原位PCR技术、高效的数字PCR油利用率方法，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。

发明内容

鉴于现有技术的缺陷，本发明旨在于提供一种新型的微流控芯片与数字化荧光定量PCR扩增仪，利用本发明的液滴数字pcr(ddPCR)结合液滴生成技术和数字PCR技术，用于解决现有技术中普遍存在的液滴形成速度慢、通量小、操作复杂、PCR扩增效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种新型的微流控芯片，所述芯片由上层芯片与下层芯片组合而成，其中

所述上层芯片设置有预混液的溶液进样口、细胞组织样液进样口、洗涤溶液进样口、洗脱溶液进样口、第一废液收集腔、油相收集腔、去油通道与混合流道；

所述下层芯片设置有多通道液滴生成流道、第二废液收集腔与液滴收集腔；

所述预混液的溶液进样口的流道、所述细胞组织样液进样口的流道、所述洗涤溶液进样口的流道、所述洗脱溶液进样口的流道分别与所述混合流道连通；所述混合流道的出口与所述去油通道连通，所述去油通道的流道出口与所述第一废液收集腔的流道连通，所述油相收集腔连通于所述第一废液收集腔与所述去油通道的流道出口之间；