CN110396472A - 用于数字实时pcr的盒 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于数字实时PCR的盒，其能够防止在反应空间的拐角或边缘区域出现气穴。用于数字实时聚合酶链式反应(PCR)的盒包括微流体室、孔阵列、CMOS光传感器阵列和PCB。微流体室包括形成用于注射液体样品的入口，所述微流体室能够注射成型。孔阵列包括多个微孔，上部分和下部分通过所述微孔被穿孔并附接到微流体室的下表面。CMOS光传感器阵列设置在孔阵列下方以捕获填充在孔阵列的微孔中的样品的响应图像。PCB具有通气孔，所述通气孔被形成为用于在通过入口注射液体样品时，在微流体室中形成的微流动路径的、在孔阵列和微流体室之间形成的空间的、以及形成在孔阵列中的微孔的真空处理。

Description

用于数字实时PCR的盒
相关申请的交叉引用
根据35U.S.C.§119，本申请要求于2018年4月25向韩国知识产 权局(KIPO)提交的韩国专利申请第10-2018-0047632号以及2019年3 月26提交的韩国专利申请第10-2019-0034671号的优先权，所述专利申 请的全部内容通过引用并入本文。
发明背景
技术领域
本发明的示例性实施例涉及用于数字实时聚合酶链式反应(PCR)的 盒。更具体地，本发明的示例性实施例涉及一种用于数字实时PCR的盒， 其能够测量可以同时进行的实时反应，同时防止反应空间的拐角或边缘 区域出现气穴(air pockets)。
相关技术的讨论
基因扩增技术是用于重复地复制和扩增样品中少量脱氧核糖核酸 (DNA)或核糖核酸(RNA)的特定碱基序列的技术。典型的基因扩增 技术是聚合酶链式反应(PCR)。聚合酶链式反应(PCR)由DNA变性、 引物退火和引物延伸组成。因为每个步骤取决于样品的温度，所以可以 通过重复改变样品的温度来扩增DNA。
聚合酶链式反应(PCR)是扩增靶DNA序列的方法。以前，PCR通 常在96-或384-孔微孔板中进行。如果需要更高的通量，则微孔板中的常 规PCR方法不是成本有效的或有效的。另一方面，减少PCR反应体积降 低了试剂的消耗并且可以因反应体积的热质量降低而减少扩增时间。该 策略可以以阵列形式(m x n)来实现，从而导致大量更小的反应体积。 此外，使用阵列允许具有增加的量化灵敏度、动态范围和特异性的可扩 展高通量分析。
阵列形式也已被用于执行数字实时聚合酶链式反应(dPCR)。来自dPCR的结果可以用来检测和定量罕见等位基因的浓度，用来提供核酸样 品的绝对定量，并用来测量核酸浓度的低倍数变化。通常，增加复制次 数增加了dPCR结果的准确性和可再现性。
大多数定量聚合酶链式反应(qPCR)平台中的阵列形式被设计用于 逐样品测试(sample-by-assay)实验，其中PCR结果需要是可寻址的 (addressable)以用于运行后分析。然而，对于dPCR，每个PCR结果的特 定位置或孔可以是无关紧要的，并且可以仅分析每个样品的阳性和阴性 复制的数目。
在dPCR中，含有相对少量的靶多核苷酸或核苷酸序列的溶液可以被 细分成大量的小测试样品，从而每个样品通常含有一分子的靶核苷酸序 列或不含靶核苷酸序列。当样品随后在PCR方案、程序或实验中热循环 时，含有靶核苷酸序列的样品被扩增并产生阳性检测信号，而不含靶核 苷酸序列的样品不被扩增并不产生检测信号。
在数字实时PCR的情况下，因为反应空间的尺寸非常小并且其数量 非常大，所以难以将样品注射到每一个反应空间中。
此外，样品不被注入到反应空间的拐角或边缘区域中，从而可以在 反应空间的拐角或边缘区域处形成气穴(air pockets)。当气穴因PCR过程 期间的温度变化而膨胀或收缩时，测试结果可能发生误差。
在常规的dPCR方法中，使用终点PCR，其中将样品引入反应空间 中并扩增核苷酸序列。因此，不可能测量在每个反应空间中实时扩增核 苷酸序列的反应。
发明内容
本发明的示例性实施例提供一种用于数字实时PCR的盒，其能够在 防止在反应空间的拐角或边缘区域出现气穴的同时，同时地进行实时 PCR测量。
根据本发明的一个方面，用于数字实时聚合酶链式反应(PCR)的盒 包括微流体室、孔阵列、CMOS光传感器阵列和PCB。微流体室包括形 成用于注射液体样品的入口，微流体室能够注射成型。孔阵列包括多个 微孔，上部分和下部分通过所述微孔被穿孔并附接到微流体室的下表面。 CMOS光传感器阵列设置在孔阵列下方以捕获填充在孔阵列的微孔中的 样品的响应图像。PCB具有通气孔，所述通气孔被形成为用于在通过入 口注射液体样品时，在微流体室中形成的微流动路径的、在孔阵列和微 流体室之间形成的空间的、以及形成在孔阵列中的微孔的真空处理。
在本发明的示例性实施例中，微流体室可以包括基部构件和方形顶 板构件。基部构件包括矩形形状的第一扁平部分、在第一扁平部分的中 心区域中形成的方形支撑孔、以及在第一扁平部分的边缘区域中形成的 圆形孔。方形顶板构件包括方形平坦的第二平板、盘形膜开关和穿孔的 入口，并且设置在基部构件上。
在本发明的示例性实施例中，微流体室可以包括聚二甲基硅氧烷 (PDMS)材料。
在本发明的示例性实施例中，微流体室可以具有低的自发荧光 (self-fluorescence)。
在本发明的示例性实施例中，用于数字实时PCR的盒可以进一步包 括粘附到微流体室的标贴(sticker)，以形成在微流体室中形成的微流动 路径的底部。
在本发明的示例性实施例中，孔阵列可以包括蚀刻的硅材料。
在本发明的示例性实施例中，CMOS光传感器阵列的上表面涂覆有 薄层以在密封之后形成孔的底部。
在本发明的示例性实施例中，薄层可以包括PDMS材料。
在本发明的示例性实施例中，孔阵列可以被涂覆为亲水性的。
在本发明的示例性实施例中，孔阵列可以通过等离子体或热固化性 粘合剂或UV固化性粘合剂而附接到微流体室。
在本发明的示例性实施例中，孔阵列可以具有小于700μm的厚度。
在本发明的示例性实施例中，可以在孔阵列中形成六边形微孔，并 且微孔的间距小于150μm。
在本发明的示例性实施例中，用于数字实时PCR的盒可以进一步包 括上壳体和底壳体。上壳体设置在微流体室上方并且具有孔，所述孔形 成为对应于入口。底壳体联接到上壳体以接纳微流体室、孔阵列、CMOS 光传感器阵列和PCB，并且具有孔，所述孔对应于通气孔。
在本发明的示例性实施例中，用于数字实时PCR的盒可以进一步包 括设置在膜开关上方的窗口构件。在这种情况下，窗口构件布置成对应 于在上壳体的中心区域中形成的孔。
在本发明的示例性实施例中，窗口构件可以包括透明材料。
在本发明的示例性实施例中，窗口构件可以包括PDMS材料。
根据本发明的一些示例性实施例，当PCR溶液通过真空装置的泵送 而移动并且溶液填充反应空间时，可以防止在孔阵列(其为反应空间) 的拐角或边缘区域中产生气穴。因此，可以防止由气穴引起的误差出现 在PCR测试的结果中。此外，因为孔阵列设置在CMOS光传感器阵列上， 所以也可以测量实时PCR反应。
附图说明
通过参照附图描述本发明详细的示例性实施例，本发明的上述和其 他特征和方面将变得更加明显，其中：
图1是示意性地示出根据本发明的示例性实施例数字实时PCR盒的 透视图；
图2是图1所示的数字实时PCR盒的分解透视图；
图3是示意性地示出孔阵列形状的示例的透视图；
图4A和图4B是示出数字实时PCR结果的图；
图5A是示意性地解释图2中所示的微流体室的前透视图，图5B是 示意性地解释图2中所示的微流体室的后透视图，以及图5C是图2所示 的微流体室的分解透视图；
图6是示意性地示出图2所示的PCR模块的剖视图；
图7是示意性地示出图6所示的PCR模块的分解剖视图；
图8是示意性地解释使用图6中所示的PCR模块的PCR过程的第一 步骤的剖视图；
图9是示意性地示出使用图6所示的PCR模块的PCR过程的第二步 骤的剖视图；
图10、图11、图12和图13是示意性地解释使用图6所示的PCR模 块的PCR过程的第三步骤的剖视图；
图14、图15和图16是示意性地解释使用图6所示的PCR模块的PCR 过程的第四步骤的剖视图；以及
图17、图18、图19、图20和图21是示意性地解释使用图6所示的 PCR模块的PCR过程的第五步骤的剖视图。
具体实施方式
下面参照示出了本发明的示例性实施例的附图更全面地描述本发 明。然而，本发明可以体现在许多不同的形式，并且不应被解释为限于 本文所述的示例性实施例。实际上，提供这些示例性实施例以使得本公 开变得详细而完整，并向本领域技术人员全面地表达本发明的范围。为 了清楚起见，在附图中，层和区域的尺寸及相对尺寸可能被放大。
应理解，当提及一个元件或层在另一元件或层“上”、“连接到”或“联 接到”另一元件或层时，它可以直接在所述另一元件或层上、直接连接或 联接到所述另一元件或层，或者可以存在中介元件或层。相反地，当提 及一个元件“直接在另一元件或层上”、“直接连接到”或“直接联接到”另一 元件或层时，不存在中介元件或层。在全文中，类似的标记指代类似的 元件。在本文中使用时，术语“和/或”包括相关联的列出项目中的一个或 多个的任何和所有组合。
应当理解，虽然术语第一、第二、第三等在本文可以用来描述各种 元件、部件、区域、层和/或区段，但是这些元件、部件、区域、层和/或 区段不应当被这些术语限定。这些术语仅用以将一个元件、部件、区域、 层或区段与另一元件、部件、区域、层或区段区分开。因此，下文论述 的第一元件、部件、区域、层或区段可以被称为第二元件、部件、区域、 层或区段，而不脱离本发明的教导。
为了方便描述，在本文可以使用空间上相对的术语诸如“之下”、“下 方”、“下”、“上方”、“上”及诸如此类来描述一个元件或特征与另外一个 或多个元件或特征的关系，如图所示。应当理解，除了包涵附图中绘制 的定向之外，空间上相对的术语还旨在包涵在使用或者操作时装置的不 同定向。例如，如果翻转附图中的装置，那么描述为在其他元件或者特 征“下方”或者“之下”的元件将定向在所述其他元件或者特征“上方”。因 此，示例性术语“下方”可以包涵上方和下方的定向两者。装置可以以其他 方式定向(旋转90度或者处于其他方位)，并且可以对本文使用的空间 上相对的描述符进行相应解释。
本文使用的术语仅用于描述具体示例性实施例的目的，并非旨在限 制本发明。在本文中使用时，单数形式“一”、“一个”和“所述”也旨在包括 复数形式，除非上下文另有明确说明。还应理解，在本说明书中使用时， 术语“包括(comprises和/或comprising)”明确说明所述的特征、整数、 步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或附加一个或多个其 它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。
在本文中参照剖面图示描述了本发明的示例性实施例，所述剖面图 示是本发明的理想化的示例性实施例(和中间结构)的示意性图示。因 此，将预期到由于例如制造技术和/或容差而与图示的形状有所变化。因 此，本发明的示例性实施例不应被解释为限于本文中示出的区域的特定 形状，而应包括例如由制造引起的形状的偏差。例如，示出为矩形的植 入区域通常将在其边缘处具有圆形或弯曲的特征和/或植入浓度的梯度， 而不是从植入区域到非植入区域的二进制变化。通过植入而形成的埋入 区也可以在介于埋入区和通过其进行植入的表面之间的区域中导致一些 植入。因此，图中所示的区域本质上是示意性的，并且它们的形状并非 意在示出装置的区域的实际形状，并且并非意在限制本发明的范围。
除非另外定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语) 具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。还应当 理解，术语，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语，应当被解释为 具有与它们在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释 为理想化的或过度正式的含义，除非在本文中明确地如此定义。
在下文中，将参照附图详细地解释本发明。
在各种示例性实施例中，用于将样品装载到制品中的装置、器件、 系统和方法，所述制品用于检测大量小体积样品中的靶标。这些靶标可 以是任何合适的生物靶标，包括但不限于DNA序列(包括无细胞DNA (cell-free DNA))、RNA序列、基因、寡核苷酸、分子、蛋白质、生物 标记物，细胞(例如，循环肿瘤细胞)或任何其它合适的靶标生物分子。 在各种示例性实施例中，这种生物组分可以与各种PCR、qPCR和/或dPCR 方法和系统联合用于多种应用诸如胎儿诊断、多重dPCR、病毒检测和定 量标准、基因分型、测序验证、凸变检测、遗传修饰生物体的检测、罕 见等位基因检测和拷贝数变异中。
虽然通常可应用于定量聚合酶链式反应(qPCR)，其中大量样品正被 处理，但应认识到，根据本文所述的各种示例性实施例，可以使用任何 合适的PCR方法。合适的PCR方法包括但不限于例如数字实时PCR、等 位基因特异性PCR、不对称PCR、连接介导的PCR、多重PCR、巢式 PCR(nested PCR)、qPCR、cast PCR、基因组步移(genome walking)，和桥 式PCR。
如下所述，根据本文所述的各种示例性实施例，反应位点可以包括 但不限于例如通孔、样品保持区域、孔、凹陷、点、空腔和反应腔。
本文所述的各种示例性实施例特别适合用于数字实时PCR(dPCR)。 在数字实时PCR中，含有相对少量的靶多核苷酸或核苷酸序列的溶液可 以被细分成大量的小测试样品，以便每个样品通常含有一分子的靶核苷 酸序列或不含靶核苷酸序列。当样品随后在PCR方案、程序或实验中热 循环时，含有靶核苷酸序列的样品被扩增并产生阳性检测信号，而不含 靶核苷酸序列的样品不被扩增并不产生检测信号。使用泊松统计，可以 将原始溶液中的靶核苷酸序列的数目与产生阳性检测信号的样品的数目 相关。
为了进行典型的dPCR方案、程序或实验，有利的是能够以简单且成 本有效的方式将初始样品溶液分成数万或数十万个测试样品，每个测试 样品具有若干纳升、处于1纳升或约1纳升或者小于1纳升的体积。因 为靶核苷酸序列的数目可以非常小，所以在这种情况下初始溶液的全部 内含物占并被包含在多个反应位点中也可能是重要的。
本文所述的示例性实施例通过将初始样品溶液分配到多个反应位点 以至占全部或基本上全部的样品溶液来解决这些和其它dPCR设计约束。
对于高通量PCR测定和dPCR方法，可以采用使用阵列形式来减少 液体样品的反应体积同时增加在一个时间执行的反应的数量的策略。液 体样品的反应体积的阵列可以在多个反应位点中的基片中。根据本文所 述的各种示例性实施例，反应位点可以是但不限于通孔、孔、凹陷、点、 空腔、反应室或可以容纳样品的任何结构。在一些示例性实施例中，通孔或孔可以直径逐渐减小。
液体样品的反应体积的减少可以允许更高密度的反应体积，从而可 以在给定区域内进行更多反应。例如，在基片中包括直径300μm的通孔 的反应位点的阵列可以包含约30nL的反应体积。通过将阵列中的每个通 孔的尺寸减小至例如直径60-70μm，每个反应体积可以是100pL的液体 样品。根据本文所述的各种示例性实施例，反应体积可以在约1pL至30 nL的液体样品范围中。在一些示例性实施例中，反应位点的阵列可以包 括各种不同体积的反应位点以增加动态范围。此外，可以通过对液体样 品采用多于一次稀释来增加动态范围。
图1是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的数字实时PCR盒 的透视图。图2是图1所示的数字实时PCR盒的分解透视图。
参照图1和图2，根据本发明的示例性实施例用于数字实时PCR的 盒包括上壳体110、底壳体120、微流体室130、孔阵列140、CMOS(互 补金属氧化物半导体)图像传感器150和PCB 160，作为盒的检验模块 110。在本示例性实施例中，用于数字实时PCR的盒可以可拆卸地联接到 数字实时PCR设备的读取器系统。在本示例性实施例中，微流体室130、 孔阵列140、CMOS光传感器阵列150和PCB 160可以限定PCR模块。
上壳体110包括环形的盖本体，所述盖本体包括在中心区域中形成 的上孔和设置在上孔中的窗口构件。上壳体110联接到底壳体120。在本 示例性实施例中，上壳体110和底壳体120具有扁平的圆柱形形状，但 是各种形状可能是可行的。窗口构件可以包括透明材料。窗口构件可以 包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料。
底壳体120接纳微流体室130、孔阵列140、CMOS光传感器阵列150 和PCB 160以联接到上壳体110。底壳体120和上壳体110可以以钩的方 式联接。
微流体室130包括向上凸出的膜开关，以及入口，所述入口在膜开 关的一侧上形成以便注射液体样品。微流体室130的下边缘区域与PCB 160的边缘区域接触。在硅室130的下中心区域中形成凹陷空间以容纳在 PCB 160上安装的CMOS光传感器阵列150和孔阵列140。形成凹进形状 的空间以容纳孔阵列140。微流体室130可以由材料诸如PDMS形成。微流体室130具有柔性、透明度、PCR相容性和低自发荧光(autofluorescence)。微流体室130能够注射成型。
孔阵列140附接到微流体室130的下表面并且设置在CMOS光传感 器阵列150上。孔阵列140可以由蚀刻的硅材料形成。孔阵列140包括 用作PCR反应位点的多个(约1,000～100,000个)微孔。
图3是示意性地示出了孔阵列形状的示例的透视图。图4A和图4B 是示出数字实时PCR结果的图。
参照图3，可以调整微孔的形状、尺寸和体积。微孔具有上部和下部 贯通的形状。在本示例性实施例中，微孔可以具有小于700μm的厚度和 小于150μm的间距。微孔可以具有各种形状，诸如六边形、圆形等。亲 水性涂层可以形成在孔阵列140上。孔阵列140可以通过等离子体、热 或UV可固化的粘合剂附接到微流体室130。
再次参照图1和图2，CMOS光传感器阵列150设置在孔阵列140下 方以实时地捕获孔阵列140的微孔中的PCR反应产物。具体地，CMOS 光传感器阵列150被设置成对应于在PCB160中形成的基片孔，并且接 收从孔阵列140发射的光，以测量在如图4A所示的PCR装置中执行的 PCR反应产物。对测量的PCR反应产物可以以图表或诸如此类的方式进 行分析，如图4B所示。
图4A和图4B是示出数字实时PCR结果的图。具体地，图4A是显 示了孔阵列中PCR阳性/阴性结果的照片，图4B是在每个微孔中实时测 定荧光以确定孔是阳性还是阴性的图。
再次参照图1和图2，CMOS光传感器阵列150的上表面可以涂覆有 材料诸如PDMS薄层以在密封之后形成微孔的底部。
PCB 160接纳CMOS光传感器阵列150。用于真空处理的通气孔152 可以被成形为通过PCB 160，以便通过入口注射的液体样品可以快速供应 到孔阵列140。通气孔152连接到介于CMOS光传感器阵列150和孔阵 列140之间的空间。
在本示例性实施例中，用于数字实时PCR的盒还可以包括用于热循 环的加热器。在本文中使用时，热循环可以包括例如使用热循环、等温 扩增、热对流(thermalconvention)、红外介导的热循环或解旋酶依赖性 扩增。在一些示例性实施例中，芯片可以与内置加热元件集成。在各种 示例性实施例中，芯片可以与半导体集成。
图5A是示意性地解释图2中所示的微流体室130的前透视图，图 5B是示意性地解释图2中所示的微流体室130的后透视图，以及图5C 是微流体室130的分解透视图。
参照图2至图5C，根据本示例性实施例的微流体室130包括矩形形 状的基部构件132和设置在基部构件132上的矩形形状的顶部构件134。 在本示例性实施例中，基部构件132和顶部构件134被示出为物理地分 离，但是基部构件132和顶部构件134可以一体地形成。
基部构件132包括方形形状的第一扁平部分132a、在第一扁平部分 132a的中心区域中形成的矩形形状的支撑孔132b，以及在第一扁平部分 132a的拐角区域中形成的圆形形状的扁平孔132c。朝向中心区域凸出的 引导孔可以在支撑孔132b中形成，以限定矩形锯齿形状。
顶部构件134包括矩形形状的第二扁平部分134a、盘形的膜开关 134b，以及闭环形状的入口部分134c。第二扁平部分134a与第一扁平部 分132a的上表面紧密接触。膜开关134b设置在第二扁平部分134a的中 心区域中并且从观察者的视角看向上凸出。膜开关134b的下部区域对应 于基部构件132的支撑孔132b。因此，在微流体室130的底部处形成凹陷空间。CMOS光传感器阵列150和孔阵列140可以被容纳在凹陷空间 中。
入口部分134c具有围栏形状并且在膜开关134b的一侧向上凸出以防 止液体样品流出到外部。入口134d沿着垂直于基部构件132的方向形成 在入口部分134c的中心区域中。
微流动路径134e形成在将入口部分134c的入口134d和膜开关134b 的底部边缘区域连通的区域中。注射到入口部分134c的入口134d中的液 体样品通过微流动路径134e到达膜开关134b的底部边缘区域。
顶部构件134可以进一步包括从膜开关134b的另一侧向上凸出的把 柄部分(grippart)134f。把柄部分134f被设置为相对于膜开关134b面 向入口部分134c。把柄部分134f的高度可以高于入口部分134c的高度。 入口部分134c的高度和膜开关134b的高度基本上彼此相等。
如上所述，在微流体室130中，入口134d和微流动路径134e彼此连 通。当液体样品通过入口134d被引入时，液体样品通过微流动路径134e 落入在膜开关134b下方形成的空间中。而且，当按压膜开关134b时， 液体样品可以被完全充入通过微通道134e而暴露的孔阵列140的每个微 孔中。
图6是示意性地示出图2中所示的PCR模块的剖视图。图7是示意 性地示出图6中所示的PCR模块的分解剖视图。
参照图2至图7，根据本发明的示例性实施例的PCR模块包括微流 体室130、孔阵列140、CMOS光传感器阵列150和PCB 160。
在微流体室130的底部区域中形成凹陷空间以接纳在PCB 160上设 置的CMOS光传感器阵列150和孔阵列140。由于已经参照图5A至图 5C描述了微流体室130，所以将省略对其的描述。
孔阵列140附接到微流体室130的下表面。孔阵列140设置在CMOS 光传感器阵列150上并且插入到在PCB 160中形成的基片孔中。孔阵列 140包括多个微孔142。微孔142的形状、尺寸和数量可以是不同的。每 一个微孔142都可以包含分析样品，诸如粉末样品或液体样品。分析样 品是用于生物材料分析的特定组分。即，分析样品是指引物、探针、抗 体、适体、DNA或RNA聚合酶或诸如此类，作为组分用于特定生物物 质诸如蛋白质、DNA、RNA的定量或定性分析。具体地，分析样品是指 进行实时PCR、典型酶反应或LCR(连接酶链式反应)所需的组分。
CMOS光传感器阵列150设置在孔阵列140下方以实时地捕获在孔 阵列140的微孔142中进行的PCR反应产物的图像。CMOS光传感器阵 列150被插入到在PCB160中形成的基片孔中。CMOS光传感器阵列150 接收发射的光并且捕获在PCR装置中执行的PCR反应产物的图像。即， CMOS光传感器阵列150检测由激发光束从多个探针产生的发射光。可 以通过时分方法(time division method)或波分方法(wavelength division method)来执行发射光的检测。
在时分方法的情况下，当荧光材料响应于激发光而发射出发射光时， 荧光传感器阵列或构成阵列的单个传感器检测通过发射滤波器的发射 光，并且通过确定所检测的发射光的时间常数来检测荧光。
在上述波分方法的情况下，当荧光材料响应于激发光而发射出发射 光时，荧光传感器阵列或构成阵列的单个传感器检测通过发射滤波器的 发射光，并且通过所检测的发射光的光谱分析来检测荧光。
PCB 160设置在微流体室130下方以接纳安装在其上的CMOS光传 感器阵列150。PCB 160设置为与微流体室130的底部边缘区域接触。通 气孔152形成在PCB 160的与微流体室130的底部边缘区域接触的部分 中。通气孔152连接到介于CMOS光传感器阵列150和孔阵列140之间 的空间。
当液体样品被注射到入口134d中时，通过连接到通气孔152的真空 装置(未示出)抽吸空气。当空气被抽吸时，注射到入口134d中的液体 样品经由在微流体室130中形成的微通道134e流入孔阵列140的部分、 孔阵列140的所述部分的上部区域和孔阵列140的所述部分的下部区域 中。
在本示例性实施例中，PCR模块可以进一步包括标贴180，所述标贴 形成在微流体室130中形成的微通道134e的底部。当标贴180附接到微 流体室130时，可以将引入到微流动路径134e中的液体样品供应到孔阵 列140而不泄漏到其它区域。标贴180的厚度和孔阵列140的厚度可以 基本上彼此相等。
在本示例性实施例中，PCR模块可以进一步包括光提供部件(未示 出)，所述光提供部件布置为朝向包含在孔阵列140的每一个微孔142中 的探针照射激发光。在一个示例性实施例中，光提供部件可以包括发射 光的光源，诸如发光二极管(LED)光源、激光光源或诸如此类。从光源 发射的光穿过或反照孔阵列140的微孔142。在这种情况下，CMOS光传 感器阵列150可以检测由核酸扩增产生的光学信号。
在本示例性实施例中，PCR模块可以进一步包括滤色器(未示出)， 所述滤色器执行选择具有预定波长的光的功能。滤色器可以设置在CMOS 光传感器阵列150上。
在下文中，将参照顺序附图描述根据本发明的示例性实施例使用数 字实时PCR盒的方法。为了便于解释，省略了上壳体110(在图2中示 出)和底壳体120(在图2中示出)的图示。
图8是示意性地解释使用图6中所示的PCR模块的PCR过程的第一 步骤的剖视图。
参照图8，作为PCR过程的第一步骤，将空PCR模块设置在平坦位 置上。
图9是示意性地示出使用图6中所示的PCR模块的PCR过程的第二 步骤的剖视图。
参照图9，作为PCR过程的第二步骤，将液体样品吸移到微流体室 130的入口134d中。吸移到入口134d中的液体样品的量优选为可以填充 在介于孔阵列140和微流体室130之间的空间中以及孔阵列140的微孔 142中的量。由于微流动路径134e(图5B所示)中存在的空气的阻力， 吸移到入口134d中的液体样品不流入微流动路径134e。
图10、图11、图12和图13是示意性地解释使用图6所示PCR模块 的PCR过程的第三步骤的剖视图。
参照图10、图11、图12和图13，作为PCR过程的第三步骤，将液 体样品吸移到入口134e中，然后打开连接到通气孔152的真空装置(未 示出)。
因此，通过通气孔152抽吸空气，并且将吸移到入口134e中的液体 样品沿着微流动路径134e提供到孔阵列140。在孔阵列140中提供的液 体样品通过在微流动路径134e的端部附近的微孔142到达CMOS光传感 器阵列150的上部部分。真空装置的这种抽吸允许更快速地将液体样品 提供给微孔。此外，真空装置的抽吸可以更容易地移除可能在孔阵列的拐角或边缘区域处的空气。
图14、图15和图16是示意性地解释使用图6所示PCR模块的PCR 过程的第四步骤的剖视图。
参照图14、图15和图16，作为PCR过程的第四步骤，关闭连接到 通气孔152的真空装置。当关闭真空装置时，到达孔阵列140的下部空 间的液体样品通过毛细管力逐渐地向上抽吸到孔阵列140的上部空间。
因此，液体样品被填充到介于孔阵列140和微流体室130之间的空 间以及孔阵列140的微孔142中。
图17、图18、图19、图20和图21是示意性地解释使用图6所示 PCR模块的PCR过程的第五步骤的剖视图。具体地，示出了根据密封的PCR过程。
参照图17、图18、图19、图20和图21，作为PCR过程的第五步骤， 当设置在上壳体110的中心区域中的窗口构件响应于用户的按压或机械 加压而被按压时，将具有填充在每一个孔142中的液体样品的孔阵列140 按压到CMOS光传感器阵列150中。
因此，可以防止在孔阵列140的拐角或边缘区域中产生气穴。由于 PCR过程期间的温度变化，气穴膨胀或收缩，从而导致测试结果中的误 差。然而，根据本发明，当PCR溶液通过真空装置的抽吸而移动，PCR 溶液填充反应空间、在孔阵列(其为反应空间)的拐角和边缘区域中产 生气穴，从而有可能在PCR测试结果中防止误差发生在气穴的测试结果 中。此外，也可以测量实时PCR反应，因为孔阵列位于CMOS光传感器 阵列上。
如上所述，根据本发明，不需要用于设定试剂的单独程序，因为试 剂在PCR模块的孔阵列中释放。此外，污染的可能性可以急剧降低，且 不需要单独程序来准备测试。
在数字实时PCR的情况下，即使作为反应空间的孔阵列的微孔的尺 寸非常小并且反应空间的数量非常大，也可以将样品注入到每一个反应 空间中。
此外，由于样品被注射到孔阵列的拐角和边缘区域，所以可以防止 在孔阵列(其为反应空间)的拐角和边缘区域中产生气穴，并且测试结 果的可靠性可以得到改善。
本发明具有工业实用性，其可以用于通过用于执行生物化学检查的 设备、血液测试设备和疾病测试设备进行研究、灾难预防、医学应用、 畜牧业、宠物治疗及诸如此类。
已经描述了本发明的示例性实施例，还应当进一步注意，对于本领 域合理的技术人员显而易见，在不脱离由所附权利要求的界限限定的本 发明的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。

Claims (17)

1.一种用于数字实时聚合酶链式反应(PCR)的盒，包括：
微流体室，所述微流体室包括形成用于注射液体样品的入口，所述微流体室能够注射成型；
孔阵列，所述孔阵列包括多个微孔，上部分和下部分通过所述微孔被穿孔，并且所述孔阵列被附接到所述微流体室的下表面；
CMOS光传感器阵列，所述CMOS光传感器阵列设置在所述孔阵列下方以捕获填充在所述孔阵列的微孔中的样品的响应图像；和
PCB，所述PCB具有通气孔，所述通气孔被形成为用于在通过所述入口注射液体样品时，在所述微流体室中形成的微流动路径的、在所述孔阵列和所述微流体室之间形成的空间的、以及形成在所述孔阵列中的微孔的真空处理。
2.根据权利要求1所述的用于数字实时PCR的盒，其中所述微流体室包括：
基部构件，所述基部构件包括矩形形状的第一扁平部分、在所述第一扁平部分的中心区域中形成的方形支撑孔、以及在所述第一扁平部分的边缘区域中形成的圆形孔；和
顶板构件，所述顶板构件包括方形平坦的第二平板、盘形膜开关和穿孔的入口，并且设置在所述基部构件上。
3.根据权利要求1所述的用于数字实时PCR的盒，其中所述微流体室包括PDMS材料、具有柔性的透明塑料或具有柔性的透明橡胶中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的用于数字实时PCR的盒，其中所述微流体室具有低的自发荧光。
5.根据权利要求1所述的用于数字实时PCR的盒，进一步包括粘附到所述微流体室的标贴，以形成在所述微流体室中形成的微流动路径的底部。
6.根据权利要求1所述的用于数字实时PCR的盒，其中所述孔阵列包括蚀刻的硅、金属、陶瓷、塑料、环氧树脂和光致抗蚀剂树脂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的用于数字实时PCR的盒，其中所述CMOS光传感器阵列的上表面涂覆有薄层以在密封之后形成所述孔的底部。
8.根据权利要求1所述的用于数字实时PCR的盒，其中所述薄层包括PDMS材料、具有柔性的透明塑料或具有柔性的透明橡胶中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的用于数字实时PCR的盒，其中所述孔阵列被涂覆为亲水性的。
10.根据权利要求1所述的用于数字实时PCR的盒，其中所述孔阵列通过等离子体或热固化性粘合剂或UV固化性粘合剂而附接到所述微流体室。
11.根据权利要求1所述的用于数字实时PCR的盒，其中所述孔阵列具有小于700μm的厚度。
12.根据权利要求1所述的用于数字实时PCR的盒，其中六边形微孔在所述孔阵列中形成，并且所述微孔的间距小于150μm。
13.根据权利要求1所述的用于数字实时PCR的盒，进一步包括：
上壳体，所述上壳体设置在所述微流体室上方并且具有孔，所述孔形成为对应于所述入口；和
底壳体，所述底壳体联接到所述上壳体以接纳所述微流体室、所述孔阵列、所述CMOS光传感器阵列和所述PCB，并且具有孔，所述孔对应于所述通气孔。
14.根据权利要求13所述的用于数字实时PCR的盒，进一步包括设置在所述膜开关上方的窗口构件，
其中所述窗口构件布置成对应于在所述上壳体的中心区域中形成的孔。
15.根据权利要求14所述的用于数字实时PCR的盒，其中所述窗口构件包括透明材料。
16.根据权利要求14所述的用于数字实时PCR的盒，其中所述窗口构件包括PDMS材料。
17.一种用于数字实时聚合酶链式反应(PCR)的盒，包括权利要求1-16中的任意一个技术特征或者技术特征的任意组合。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023066311A1 (zh) * 2021-10-20 2023-04-27 深圳市中科先见医疗科技有限公司 一种单分子/单细胞检测芯片

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102401332B1 (ko) * 2020-05-21 2022-05-23 한림대학교 산학협력단 채널에 에어 포켓이 있는 pcr 칩
DE102020216120A1 (de) * 2020-12-17 2022-06-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Ermittlung der Quantität und Qualität einer DNA-Bibliothek
CN115532329B (zh) * 2022-09-29 2024-07-23 重庆大学 纸基微流控芯片及其制备方法和细菌检测方法

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020060156A1 (en) * 1998-12-28 2002-05-23 Affymetrix, Inc. Integrated microvolume device
US20040132059A1 (en) * 2002-09-17 2004-07-08 Stmicroelectronics S.R.L. Integrated device for biological analyses
CN101297189A (zh) * 2005-10-26 2008-10-29 通用电气公司 用于输送流体样品到传感器阵列的方法和系统
CN101928663A (zh) * 2010-07-23 2010-12-29 浙江大学 用于数字核酸扩增的集成流路芯片装置及应用
CN102121054A (zh) * 2004-05-06 2011-07-13 科隆迪亚戈芯片技术有限公司 用于检测分子相互作用的装置和方法
CN102277294A (zh) * 2011-08-03 2011-12-14 浙江大学 一种用于数字核酸扩增的高密度阵列芯片装置及应用
TW201219770A (en) * 2010-06-17 2012-05-16 Geneasys Pty Ltd Test module incorporating spectrometer
US20120196767A1 (en) * 2009-09-21 2012-08-02 Akonni Biosystems, Inc. Microarray based sample detection system
CN103952482A (zh) * 2009-04-02 2014-07-30 弗卢伊蒂格姆公司 用于对目标核酸进行条形码化的多引物扩增方法
DE102015001998B3 (de) * 2015-02-20 2016-02-04 Friz Biochem Gesellschaft Für Bioanalytik Mbh Mikrofluidische Kartusche für den Nachweis von Biomolekülen
CN105543064A (zh) * 2015-12-29 2016-05-04 西安交通大学 一种数字pcr芯片及其使用方法
CN105682802A (zh) * 2013-05-27 2016-06-15 星阵私人有限公司 一种微流控装置及控制其流体流动的方法
CN106459869A (zh) * 2014-03-11 2017-02-22 伊鲁米那股份有限公司 一次性的集成微流体盒及其制备和使用的方法
US20170113221A1 (en) * 2014-06-11 2017-04-27 Micronics, Inc. Microfluidic cartridges and apparatus with integrated assay controls for analysis of nucleic acids
CN107262170A (zh) * 2017-07-03 2017-10-20 重庆大学 一种多重数字pcr芯片及其使用方法
CN110358681A (zh) * 2019-07-09 2019-10-22 成都万众壹芯生物科技有限公司 一种便携式pcr装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007529015A (ja) * 2004-03-12 2007-10-18 バイオトローブ， インコーポレイテッド ナノリットルのアレイローディング
US20060020371A1 (en) * 2004-04-13 2006-01-26 President And Fellows Of Harvard College Methods and apparatus for manipulation and/or detection of biological samples and other objects
US8315817B2 (en) * 2007-01-26 2012-11-20 Illumina, Inc. Independently removable nucleic acid sequencing system and method
US9664619B2 (en) * 2008-04-28 2017-05-30 President And Fellows Of Harvard College Microfluidic device for storage and well-defined arrangement of droplets
US9095852B2 (en) * 2011-08-22 2015-08-04 The Regents Of The University Of California Multilayer high density microwells
US9617589B2 (en) * 2012-05-25 2017-04-11 The University Of North Carolina At Chapel Hill Microfluidic devices, solid supports for reagents and related methods
ITTO20120703A1 (it) * 2012-08-03 2014-02-04 Biomerieux Sa Dispositivo microfluidico monouso, cartuccia includente il dispositivo microfluidico, apparecchio per eseguire una amplificazione di acido nucleico, metodo di fabbricazione del dispositivo microfluidico, e metodo di uso del dispositivo microfluidico
EP3071331A1 (en) * 2013-11-18 2016-09-28 Life Technologies Corporation Systems and methods for loading liquid samples
US10850278B2 (en) * 2014-01-29 2020-12-01 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Microreactor array platform
WO2017061600A1 (ja) * 2015-10-08 2017-04-13 凸版印刷株式会社 マイクロ流体デバイスおよび試料分析方法

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020060156A1 (en) * 1998-12-28 2002-05-23 Affymetrix, Inc. Integrated microvolume device
US20040132059A1 (en) * 2002-09-17 2004-07-08 Stmicroelectronics S.R.L. Integrated device for biological analyses
CN102121054A (zh) * 2004-05-06 2011-07-13 科隆迪亚戈芯片技术有限公司 用于检测分子相互作用的装置和方法
CN101297189A (zh) * 2005-10-26 2008-10-29 通用电气公司 用于输送流体样品到传感器阵列的方法和系统
CN103952482A (zh) * 2009-04-02 2014-07-30 弗卢伊蒂格姆公司 用于对目标核酸进行条形码化的多引物扩增方法
US20120196767A1 (en) * 2009-09-21 2012-08-02 Akonni Biosystems, Inc. Microarray based sample detection system
TW201219770A (en) * 2010-06-17 2012-05-16 Geneasys Pty Ltd Test module incorporating spectrometer
CN101928663A (zh) * 2010-07-23 2010-12-29 浙江大学 用于数字核酸扩增的集成流路芯片装置及应用
CN102277294A (zh) * 2011-08-03 2011-12-14 浙江大学 一种用于数字核酸扩增的高密度阵列芯片装置及应用
CN105682802A (zh) * 2013-05-27 2016-06-15 星阵私人有限公司 一种微流控装置及控制其流体流动的方法
CN106459869A (zh) * 2014-03-11 2017-02-22 伊鲁米那股份有限公司 一次性的集成微流体盒及其制备和使用的方法
US20170113221A1 (en) * 2014-06-11 2017-04-27 Micronics, Inc. Microfluidic cartridges and apparatus with integrated assay controls for analysis of nucleic acids
DE102015001998B3 (de) * 2015-02-20 2016-02-04 Friz Biochem Gesellschaft Für Bioanalytik Mbh Mikrofluidische Kartusche für den Nachweis von Biomolekülen
CN105543064A (zh) * 2015-12-29 2016-05-04 西安交通大学 一种数字pcr芯片及其使用方法
CN107262170A (zh) * 2017-07-03 2017-10-20 重庆大学 一种多重数字pcr芯片及其使用方法
CN110358681A (zh) * 2019-07-09 2019-10-22 成都万众壹芯生物科技有限公司 一种便携式pcr装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHUNG, KH: "A palmtop PCR system with a disposable polymer chip operated by the thermosiphon effect", LAB ON A CHIP *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023066311A1 (zh) * 2021-10-20 2023-04-27 深圳市中科先见医疗科技有限公司 一种单分子/单细胞检测芯片

Also Published As

Publication number Publication date
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