CN113117770B - 一种pcr微流控芯片及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种PCR微流控芯片及其应用，属于生物检测技术领域。本发明提供了一种PCR微流控芯片，包括主片、进油腔储液池、进样腔储液池、共边储液池和PCR管，主片上设有微滴生成模块、扩增模块和检测模块，其中，微滴生成模块用于接收连续相和分离相，将接收到的连续相和分离相混合成微滴，和，将微滴注入扩增模块，扩增模块用于接收驱动油，将接收到的驱动油注入PCR管，接收微滴生成模块形成的微滴，将接收到的微滴注入PCR管，将PCR管中的微滴和驱动油注入检测模块，接收剪切油，和，将接收到的剪切油注入检测模块，检测模块用于接收在扩增模块完成扩增的微滴、驱动油和剪切油，在驱动油和剪切油的下流作用下，微滴有序排列。

Description

一种PCR微流控芯片及其应用
技术领域
本发明涉及一种PCR微流控芯片及其应用，属于生物检测技术领域。
背景技术
聚合酶链反应(polymerase chain reaction，PCR)是利用一段DNA为模板，在DNA聚合酶和核苷酸底物共同参与下，将该段DNA扩增至足够数量，以便进行结构和功能分析的技术。
微滴式数字PCR在传统的PCR扩增前对样品进行微滴化处理，即将含有核酸分子的反应体系分成成千上万个纳升级的微滴，其中每个微滴或不含待检核酸靶分子，或者含有一个至数个待检核酸靶分子。经PCR扩增后，逐个对每个微滴进行检测，有荧光信号的微滴判读为1，没有荧光信号的微滴判读为0，根据泊松分布原理及阳性微滴的个数与比例即可得出靶分子的起始拷贝数或浓度。
与传统PCR相比，微滴式数字PCR不依赖Ct值或内参基因，即可确定低至单拷贝的待检靶分子的绝对数目，成本低且更实用，在拷贝数变异研究、复杂来源样品中含量极低核酸分子的检测、NGS数据验证、NGS测序文库的鉴定、miRNA等差异微小的基因表达研究等方面具有极高的应用前景。
PCR微流控芯片是用于实现微滴式数字PCR的一类微流控芯片。传统的PCR微流控芯片只有微滴生成功能，功能单一，并且，传统的PCR微流控芯片需要和微滴扩增仪、光学检测仪配套使用，期间需要人工转移微滴，容易造成微滴浪费，气溶胶污染。
数字PCR微流控芯片在传统PCR微流控芯片的基础上，实现了微滴生成功能、微滴扩增功能以及微滴检测功能的一体化，有效避免了微滴浪费，气溶胶污染。按照微滴载体差异，数字PCR微流控芯片又分为微滴式(ddPCR)和芯片式(cdPCR)两种，其中，微滴式的通量高，但是，由于扩增时需要手动转移微滴至PCR管，微滴式不是真正意义的全封闭，容易产生气溶胶污染；芯片式全封闭，但是由于扩增过程需要平铺占据较大的空间，芯片式的芯片结构较大，完成微滴生成、扩增和检测过程中需要进行芯片过程位置转移，操作复杂，不利于实现高通量的全自动数字PCR检测。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种PCR微流控芯片及其应用，所述PCR微流控芯片包括主片、进油腔储液池、进样腔储液池、共边储液池以及PCR管；所述主片上设有微滴生成模块、扩增模块以及检测模块；
所述微滴生成模块用于接收从进油腔储液池注入的连续相，接收从进样腔储液池注入的分离相，将接收到的连续相和分离相混合，形成微滴，以及，将形成的微滴注入扩增模块；
所述扩增模块用于接收从共边储液池注入的驱动油，将接收到的驱动油注入PCR管，接收从微滴生成模块注入的微滴，将接收到的微滴注入PCR管，将PCR管中的微滴和驱动油注入检测模块，接收从共边储液池注入的剪切油，以及，将接收到的剪切油注入检测模块；
所述检测模块用于接收从扩增模块注入的微滴、驱动油和剪切油，在驱动油和剪切油的下流作用下，微滴有序排列。
在本发明的一种实施方式中，所述主片上还设有热压头、驱动油进油塞头以及微滴流出塞头；
所述热压头用于终止扩增模块接收从微滴生成模块注入的微滴的功能；
所述驱动油进油塞头用于终止或开启扩增模块接收从共边储液池注入的驱动油的功能；
所述微滴流出塞头用于终止或开启扩增模块将PCR管中的微滴和驱动油注入检测模块的功能。
在本发明的一种实施方式中，所述微滴生成模块包括连续相进油口、连续相进油流道、分离相进样口、分离相进样流道以及微滴暂存腔；所述连续相进油口与所述进油腔储液池的出液口相连通；所述分离相进样口与所述进样腔储液池的出液口相连通；所述连续相进油流道的起始端与连续相进油口相连通；所述分离相进样流道的起始端与连续相进油口相连通；所述连续相进油流道的终端与所述分离相进样流道的终端汇合，形成微滴生成口；所述微滴生成口与所述微滴暂存腔的起始端相连通。靠近进油腔储液池的一端为起始端，远离进油腔储液池的一端为终端。
在本发明的一种实施方式中，所述扩增模块包括第一微滴生成流道、微滴流入口、驱动油流入口、第一驱动油进油流道、驱动油进油口、微滴流出口、第一微滴流出流道、剪切油进油口以及剪切油进油流道；所述驱动油进油口和剪切油进油口分别与共边储液池的两个出液口相连通；所述PCR管的管盖上设有第二微滴生成流道、第二驱动油进油流道以及第二微滴流出流道；所述第二微滴生成流道、第二驱动油进油流道以及第二微滴流出流道分别与第一微滴生成流道、第一驱动油进油流道以及第一微滴流出流道相连通；所述第一微滴生成流道的起始端与所述微滴暂存腔的终端相连通，所述第一微滴生成流道的终端与微滴流入口相连通；所述第一驱动油进油流道的起始端与驱动油流入口相连通，所述第一驱动油进油流道的终端与驱动油进油口相连通；所述第一微滴流出流道的起始端与微滴流出口相连通；所述剪切油进油流道的起始端与剪切油进油口相连通；所述第一微滴流出流道的终端与所述剪切油进油流道的终端汇合，形成微滴排列口。
在本发明的一种实施方式中，所述检测模块包括检测流道；所述检测流道的起始端与微滴排列口相连通。
在本发明的一种实施方式中，所述热压头、驱动油进油塞头以及微滴流出塞头分别对准第一微滴生成流道、第一驱动油进油流道以及第一微滴流出流道。
在本发明的一种实施方式中，所述第一驱动油进油流道上设有驱动油进油塞头孔；所述驱动油进油塞头对准驱动油进油塞头孔。
在本发明的一种实施方式中，所述第一微滴流出流道上设有微滴流出塞头孔；所述微滴流出塞头对准微滴流出塞头孔。
在本发明的一种实施方式中，所述第二微滴生成流道、第二驱动油进油流道以及第二微滴流出流道的下端面与主片之间的距离依次变短。
在本发明的一种实施方式中，所述管盖的下端面的一侧从靠近进油腔储液池的一端开始向上倾斜，形成第一斜面，另一侧从远离进油腔储液池的一端开始向上倾斜，形成第二斜面；所述第一斜面和第二斜面汇合，形成尖口。
在本发明的一种实施方式中，所述第二微滴生成流道和第二驱动油进油流道位于第一斜面处；所述第二微滴流出流道位于尖口处。
在本发明的一种实施方式中，所述PCR微流控芯片还包括收集模块；所述收集模块包括收集容器；所述收集容器与所述检测流道的终端相连通。
在本发明的一种实施方式中，所述收集容器与主片间采用过盈配合或螺旋拧紧方式或鲁尔连接方式连接。
在本发明的一种实施方式中，所述主片上还设有过滤口；所述过滤口与收集容器相连通。
在本发明的一种实施方式中，所述过滤口为Hepa过滤口。
在本发明的一种实施方式中，所述Hepa过滤口上安装有Hepa过滤器。
在本发明的一种实施方式中，所述PCR微流控芯片还包括副片；所述副片位于主片的下方且与主片相贴合。
在本发明的一种实施方式中，所述进油腔储液池和进样腔储液池位于主片的上方；所述PCR管位于主片的下方。
在本发明的一种实施方式中，所述PCR管为单PCR管。
在本发明的一种实施方式中，所述进油腔储液池、进样腔储液池、共边储液池的顶部设有透气且不透液的盖子。
在本发明的一种实施方式中，所述盖子带有Hepa过滤口。
本发明提供了一种PCR检测方法，所述方法使用上述PCR微流控芯片，包括如下步骤：
微滴生成步骤：将连续相和分离相注入微滴生成模块，连续相和分离相在微滴生成模块中混合，形成微滴，并且，形成的微滴从微滴生成模块注入PCR管；
扩增步骤：将驱动油注入扩增模块，扩增模块将驱动油注入PCR管，形成的微滴从微滴生成模块注入已经有驱动油的PCR管后，在PCR管中完成微滴的扩增；
检测步骤：扩增完成后，拔拉驱动油进油塞头和微滴流出塞头，开启扩增模块接收从共边储液池注入的驱动油的功能和将PCR管中的微滴和驱动油注入检测模块的功能，功能开启后，在共边储液池中分别注入驱动油和剪切油，驱动油流入PCR管，使得PCR管中完成扩增的微滴和驱动油一起注入检测模块，剪切油注入检测模块，在驱动油和剪切油的下流作用下，完成扩增的微滴有序排列，完成微滴有序排列后，对微滴进行检测。
在本发明的一种实施方式中，所述扩增步骤为：将驱动油注入扩增模块，扩增模块将驱动油注入PCR管，形成的微滴从微滴生成模块注入已经有驱动油的PCR管，待微滴生成模块不再生成微滴后，对热压头进行热熔点封，终止扩增模块接收从微滴生成模块注入的微滴的功能，并且，点压驱动油进油塞头和微滴流出塞头，终止扩增模块接收从共边储液池注入的驱动油的功能和将PCR管中的微滴和驱动油注入检测模块的功能，热熔点封和点压完成后，在PCR管中完成微滴的扩增。
在本发明的一种实施方式中，所述方法包括如下步骤：
微滴生成步骤：将连续相和分离相分别注入进油腔储液池和进样腔储液池，连续相通过连续相进油口、连续相进油流道，分离相通过分离相进样口、分离相进样流道，在微滴生成口处形成微滴，且形成的微滴流入微滴暂存腔；
扩增步骤：在共边储液池中注入驱动油，驱动油经驱动油进油口、第一驱动油进油流道、驱动油流入口、管盖中的第二驱动油进油流道进入PCR管中，PCR管中的油位逐渐上升；微滴形成后，微滴暂存腔中的微滴受连续相进油口、分离相进样口正压力影响被推入第一微滴生成流道、微滴流入口、管盖中的第二微滴生成流道，进入已经有驱动油的PCR管中；待微滴生成模块不再生成微滴后，对主片上的热压头进行热熔点封，堵住第一微滴生成流道，点压驱动油进油塞头和微滴流出塞头，驱动油进油塞头和微滴流出塞头分别在驱动油进油塞头孔和微滴流出塞头孔向下挤压，分别堵住第一驱动油进油流道和第一微滴流出流道，PCR管中的空间完全密封；密封完成后，在PCR管中完成微滴的扩增；
检测步骤：扩增完成后，拔拉驱动油进油塞头和微滴流出塞头，解除第一驱动油进油流道和第一微滴流出流道的堵塞状态；在共边储液池中分别注入驱动油和剪切油，驱动油从管盖中的第二驱动油进油流道流入PCR管，由于微滴浮于驱动油上方，PCR管中完成扩增的微滴随着驱动油的不断加入，先聚集于管盖两斜面形成的尖口处，然后从管盖中的第二微滴流出流道流出，经微滴流出口进入第一微滴流出流道，进而流至微滴排列口；剪切油经剪切油进油口、剪切油进油流道流至微滴排列口，在驱动油和剪切油的下流作用下，微滴在检测流道上依次排列成等间距；完成微滴等间距排列后，使用光学检测点对等间距的微滴进行检测读数。
本发明提供了上述PCR微流控芯片或上述PCR检测方法在PCR检测中的应用。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供了一种PCR微流控芯片及其应用，所述PCR微流控芯片包括主片、进油腔储液池、进样腔储液池、共边储液池以及PCR管，主片上设有微滴生成模块、扩增模块以及检测模块，其中，微滴生成模块用于接收从进油腔储液池注入的连续相，接收从进样腔储液池注入的分离相，将接收到的连续相和分离相混合，形成微滴，以及，将形成的微滴注入扩增模块，扩增模块用于接收从共边储液池注入的驱动油，将接收到的驱动油注入PCR管，接收从微滴生成模块注入的微滴，将接收到的微滴注入PCR管，将PCR管中的微滴和驱动油注入检测模块，接收从共边储液池注入的剪切油，以及，将接收到的剪切油注入检测模块，检测模块用于接收从扩增模块注入的微滴、驱动油和剪切油，在驱动油和剪切油的下流作用下，微滴有序排列，完成微滴逐个检测；三个模块共同作用使得本发明的PCR微流控芯片可结合微滴式(ddPCR)管式扩增体积小和芯片式(cdPCR)全封闭的优势，实现微滴式数字PCR的全自动一体化，同时，一体化的芯片设计有利于后期进一步实现数字PCR的高通量检测。
进一步地，本发明PCR微流控芯片的主片上还设有热压头、驱动油进油塞头以及微滴流出塞头，其中，热压头用于终止扩增模块接收从微滴生成模块注入的微滴的功能，驱动油进油塞头用于终止或开启扩增模块接收从共边储液池注入的驱动油的功能，微滴流出塞头用于终止或开启扩增模块将PCR管中的微滴和驱动油注入检测模块的功能；三个控制头共同作用使得本发明PCR微流控芯片的PCR管可实现完全密封，完全密封的设置可有效阻止分离相的减少，避免由于油太多导致分离相沸点降低而蒸发。
进一步地，本发明的PCR微流控芯片还包括收集模块，收集模块包括收集容器，收集容器与检测流道的终端相连通；此模块的设置实现了PCR微流控芯片的废液池可溯源，进一步加强了微滴式数字PCR的全自动一体化。
进一步地，本发明PCR微流控芯片的收集容器与主片间采用过盈配合或螺旋拧紧方式或鲁尔连接方式，使得密封容器易于取下。
进一步地，本发明PCR微流控芯片的主片上还设有Hepa过滤口，Hepa过滤口与收集容器相连通；此Hepa过滤口的设置使得主片上可安装Hepa过滤器，有利于收集容器内的压力平衡，且可有效防止气溶胶的污染。
进一步地，本发明PCR微流控芯片的进油腔储液池、进样腔储液池、共边储液池顶部设有透气且不透液的带有Hepa过滤口的盖子；此盖子的设置可在透气的同时，防止气溶胶透液，确保工作流程过程中的压力平衡，且有效防止样品和油液挥发污染。
附图说明
图1：本发明PCR微流控芯片的一种实施方式的整体结构示意图。
图2：本发明PCR微流控芯片的一种实施方式的部分结构示意图。
图3：本发明PCR微流控芯片的一种实施方式的正视结构示意图。
图4：本发明PCR微流控芯片的一种实施方式的正视方向剖面图。
图5：本发明PCR微流控芯片的一种实施方式的俯视结构示意图。
图6～7：本发明PCR微流控芯片的微滴生成模块、扩增模块和检测模块一种实施方式的整体结构示意图。
图8～9：本发明PCR微流控芯片的管盖、驱动油进油塞头孔和微滴流出塞头孔一种实施方式的整体结构示意图。
图1～9中，主片1、进油腔储液池2、进样腔储液池3、共边储液池4、PCR管5、微滴生成模块6、扩增模块7、检测模块8、热压头9、驱动油进油塞头10、微滴流出塞头11、连续相进油口12、连续相进油流道13、分离相进样口14、分离相进样流道15、微滴暂存腔16、微滴生成口17、第一微滴生成流道18、微滴流入口19、驱动油流入口20、第一驱动油进油流道21、驱动油进油口22、微滴流出口23、第一微滴流出流道24、剪切油进油口25、剪切油进油流道26、管盖27、第二微滴生成流道28、第二驱动油进油流道29、第二微滴流出流道30、微滴排列口31、检测流道32、驱动油进油塞头孔33、微滴流出塞头孔34、第一斜面35、第二斜面36、尖口37、收集模块38、收集容器39、过滤口40以及副片41。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图，对本发明进行进一步的阐述。
实施例1：一种PCR微流控芯片
如图1～9，本实施例提供了一种PCR微流控芯片，所述PCR微流控芯片包括主片1、进油腔储液池2、进样腔储液池3、共边储液池4以及PCR管5；所述主片1上设有微滴生成模块6、扩增模块7以及检测模块8；
所述微滴生成模块6用于接收从进油腔储液池2注入的连续相，接收从进样腔储液池3注入的分离相，将接收到的连续相和分离相混合，形成微滴，以及，将形成的微滴注入扩增模块7；
所述扩增模块7用于接收从共边储液池4注入的驱动油，将接收到的驱动油注入PCR管5，接收从微滴生成模块6注入的微滴，将接收到的微滴注入PCR管5，将PCR管5中的微滴和驱动油注入检测模块8，接收从共边储液池4注入的剪切油，以及，将接收到的剪切油注入检测模块8；
所述检测模块8用于接收从扩增模块7注入的微滴、驱动油和剪切油，在驱动油和剪切油的下流作用下，微滴有序排列。
作为优选，所述主片1上还设有热压头9、驱动油进油塞头10以及微滴流出塞头11；
所述热压头9用于终止扩增模块7接收从微滴生成模块6注入的微滴的功能；
所述驱动油进油塞头10用于终止或开启扩增模块7接收从共边储液池4注入的驱动油的功能；
所述微滴流出塞头11用于终止或开启扩增模块7将PCR管5中的微滴和驱动油注入检测模块8的功能。
作为优选，所述微滴生成模块6包括连续相进油口12、连续相进油流道13、分离相进样口14、分离相进样流道15以及微滴暂存腔16；所述连续相进油口12与所述进油腔储液池2的出液口相连通；所述分离相进样口14与所述进样腔储液池3的出液口相连通；所述连续相进油流道13的起始端与连续相进油口12相连通；所述分离相进样流道15的起始端与连续相进油口12相连通；所述连续相进油流道13的终端与所述分离相进样流道15的终端汇合，形成微滴生成口17；所述微滴生成口17与所述微滴暂存腔16的起始端相连通。靠近进油腔储液池2的一端为起始端，远离进油腔储液池2的一端为终端。
作为优选，所述扩增模块7包括第一微滴生成流道18、微滴流入口19、驱动油流入口20、第一驱动油进油流道21、驱动油进油口22、微滴流出口23、第一微滴流出流道24、剪切油进油口25以及剪切油进油流道26；所述驱动油进油口22和剪切油进油口25分别与共边储液池4的两个出液口相连通；所述PCR管5的管盖27上设有第二微滴生成流道28、第二驱动油进油流道29以及第二微滴流出流道30；所述第二微滴生成流道28、第二驱动油进油流道29以及第二微滴流出流道30分别与第一微滴生成流道18、第一驱动油进油流道21以及第一微滴流出流道24相连通；所述第一微滴生成流道18的起始端与所述微滴暂存腔16的终端相连通，所述第一微滴生成流道18的终端与微滴流入口19相连通；所述第一驱动油进油流道21的起始端与驱动油流入口20相连通，所述第一驱动油进油流道21的终端与驱动油进油口22相连通；所述第一微滴流出流道24的起始端与微滴流出口23相连通；所述剪切油进油流道26的起始端与剪切油进油口25相连通；所述第一微滴流出流道24的终端与所述剪切油进油流道26的终端汇合，形成微滴排列口31。
作为优选，所述检测模块8包括检测流道32；所述检测流道32的起始端与微滴排列口31相连通。
作为优选，所述热压头9、驱动油进油塞头10以及微滴流出塞头11分别对准第一微滴生成流道18、第一驱动油进油流道21以及第一微滴流出流道24。
作为优选，所述第一驱动油进油流道21上设有驱动油进油塞头孔33；所述驱动油进油塞头10对准驱动油进油塞头孔33。
作为优选，所述第一微滴流出流道24上设有微滴流出塞头孔34；所述微滴流出塞头11对准微滴流出塞头孔34。
作为优选，所述第二微滴生成流道28、第二驱动油进油流道29以及第二微滴流出流道30的下端面与主片1之间的距离依次变短。
作为优选，所述管盖27的下端面的一侧从靠近进油腔储液池2的一端开始向上倾斜，形成第一斜面35，另一侧从远离进油腔储液池2的一端开始向上倾斜，形成第二斜面36；所述第一斜面35和第二斜面36汇合，形成尖口37。
作为优选，所述第二微滴生成流道28和第二驱动油进油流道29位于第一斜面35处；所述第二微滴流出流道30位于尖口37处。
作为优选，所述PCR微流控芯片还包括收集模块38；所述收集模块38包括收集容器39；所述收集容器39与所述检测流道32的终端相连通。
作为优选，所述收集容器39与主片1间采用过盈配合或螺旋拧紧方式或鲁尔连接方式连接。
作为优选，所述主片1上还设有过滤口40；所述过滤口40与收集容器39相连通。
作为优选，所述过滤口40为Hepa过滤口。
作为优选，所述Hepa过滤口上安装有Hepa过滤器。
作为优选，所述PCR微流控芯片还包括副片41；所述副片41位于主片1的下方且与主片1相贴合。
作为优选，所述进油腔储液池2和进样腔储液池3位于主片1的上方；所述PCR管5位于主片1的下方。
作为优选，所述PCR管5为单PCR管5。
作为优选，所述进油腔储液池、进样腔储液池、共边储液池的顶部设有透气且不透液的盖子。
作为优选，所述盖子带有Hepa过滤口。
作为优选，所述主片1上分布有一个以上的与上述结构相同的PCR微流控结构，以提高通量，满足多个样品同时生成液滴的需要。
作为优选，所述主片1上分布有四个或八个与上述结构相同的PCR微流控结构。
实施例2：一种PCR检测方法
本实施例提供了一种PCR检测方法，所述方法使用实施例1所述的PCR微流控芯片，包括如下步骤：
微滴生成步骤：将连续相和分离相注入微滴生成模块6，连续相和分离相在微滴生成模块6中混合，形成微滴，并且，形成的微滴从微滴生成模块6注入PCR管5；
扩增步骤：将驱动油注入扩增模块7，扩增模块7将驱动油注入PCR管5，形成的微滴从微滴生成模块6注入已经有驱动油的PCR管5后，在PCR管5中完成微滴的扩增；
检测步骤：扩增完成后，拔拉驱动油进油塞头10和微滴流出塞头11，开启扩增模块7接收从共边储液池4注入的驱动油的功能和将PCR管5中的微滴和驱动油注入检测模块8的功能，功能开启后，在共边储液池4中分别注入驱动油和剪切油，驱动油流入PCR管5，使得PCR管5中完成扩增的微滴和驱动油一起注入检测模块8，剪切油注入检测模块8，在驱动油和剪切油的下流作用下，完成扩增的微滴有序排列，完成微滴有序排列后，对微滴进行检测。
作为优选，所述扩增步骤为：将驱动油注入扩增模块7，扩增模块7将驱动油注入PCR管5，形成的微滴从微滴生成模块6注入已经有驱动油的PCR管5，待微滴生成模块6不再生成微滴后，对热压头9进行热熔点封，终止扩增模块7接收从微滴生成模块6注入的微滴的功能，并且，点压驱动油进油塞头10和微滴流出塞头11，终止扩增模块7接收从共边储液池4注入的驱动油的功能和将PCR管5中的微滴和驱动油注入检测模块8的功能，热熔点封和点压完成后，在PCR管5中完成微滴的扩增。
作为优选，所述方法包括如下步骤：
步骤一：微滴生成
将连续相和分离相分别注入进油腔储液池2和进样腔储液池3，连续相通过连续相进油口12、连续相进油流道13，分离相通过分离相进样口14、分离相进样流道15，在微滴生成口17处形成微滴，且形成的微滴流入微滴暂存腔16；
步骤二：扩增
在共边储液池4中注入驱动油，驱动油经驱动油进油口22、第一驱动油进油流道21、驱动油流入口20、管盖27中的第二驱动油进油流道29进入单PCR管5中，单PCR管5中的油位逐渐上升；微滴形成后，微滴暂存腔16中的微滴受连续相进油口12、分离相进样口14正压力影响被推入第一微滴生成流道18、微滴流入口19、管盖27中的第二微滴生成流道28，进入已经有驱动油的单PCR管5中；单PCR管5中的微滴容积为50～200μL，微滴生成结束后，光电传感器检测到不再生成微滴，随即对主片1上的热压头9进行150℃～300℃热熔点封，堵住第一微滴生成流道18，点压驱动油进油塞头10和微滴流出塞头11，驱动油进油塞头10和微滴流出塞头11分别在驱动油进油塞头孔33和微滴流出塞头孔34向下挤压，分别堵住第一驱动油进油流道21和第一微滴流出流道24，单PCR管5中的空间完全密封；密封完成后，在PCR管5中完成微滴的扩增，扩增过程中，扩增温度按数字PCR的扩增条件进行设置，通常设为60～98℃；
步骤三：检测
扩增完成后，拔拉驱动油进油塞头10和微滴流出塞头11，解除第一驱动油进油流道21和第一微滴流出流道24的堵塞状态；在共边储液池4中分别注入驱动油和剪切油，其中剪切油压力为驱动油压力的2～8倍，驱动油经驱动油进油口22、第一驱动油进油流道21、驱动油流入口20、管盖27中的第二驱动油进油流道29进入单PCR管5中，由于微滴浮于驱动油上方，单PCR管5中完成扩增的微滴随着驱动油的不断加入，先聚集于管盖27两斜面形成的最高尖口37处，然后从管盖27中的第二微滴流出流道28流出，经微滴流出口23进入第一微滴流出流道24，进而流至微滴排列口31；剪切油经剪切油进油口25、剪切油进油流道26流至微滴排列口31，在驱动油和剪切油的下流作用下，微滴在检测流道32上依次排列成等间距；完成微滴等间距排列后，使用光学检测点对等间距的微滴进行检测读数；
步骤四：收集
检测完成后，微滴继续向检测流道32远离进油腔储液池2的一端流动，最后流入收集容器39中。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (6)

1.一种PCR微流控芯片，其特征在于，所述PCR微流控芯片包括主片、进油腔储液池、进样腔储液池、共边储液池以及PCR管；所述主片上设有微滴生成模块、扩增模块、检测模块、热压头、驱动油进油塞头以及微滴流出塞头；
所述微滴生成模块用于接收从进油腔储液池注入的连续相，接收从进样腔储液池注入的分离相，将接收到的连续相和分离相混合，形成微滴，以及，将形成的微滴注入扩增模块；
所述扩增模块用于接收从共边储液池注入的驱动油，将接收到的驱动油注入PCR管，接收从微滴生成模块注入的微滴，将接收到的微滴注入PCR管，将PCR管中的微滴和驱动油注入检测模块，接收从共边储液池注入的剪切油，以及，将接收到的剪切油注入检测模块；
所述检测模块用于接收从扩增模块注入的微滴、驱动油和剪切油，在驱动油和剪切油的下流作用下，微滴有序排列；
所述热压头用于终止扩增模块接收从微滴生成模块注入的微滴的功能；
所述驱动油进油塞头用于终止或开启扩增模块接收从共边储液池注入的驱动油的功能；
所述微滴流出塞头用于终止或开启扩增模块将PCR管中的微滴和驱动油注入检测模块的功能；
所述微滴生成模块包括连续相进油口、连续相进油流道、分离相进样口、分离相进样流道以及微滴暂存腔；所述连续相进油口与所述进油腔储液池的出液口相连通；所述分离相进样口与所述进样腔储液池的出液口相连通；所述连续相进油流道的起始端与连续相进油口相连通；所述分离相进样流道的起始端与连续相进油口相连通；所述连续相进油流道的终端与所述分离相进样流道的终端汇合，形成微滴生成口；所述微滴生成口与所述微滴暂存腔的起始端相连通；
所述扩增模块包括第一微滴生成流道、微滴流入口、驱动油流入口、第一驱动油进油流道、驱动油进油口、微滴流出口、第一微滴流出流道、剪切油进油口以及剪切油进油流道；所述驱动油进油口和剪切油进油口分别与共边储液池的两个出液口相连通；所述PCR管的管盖上设有第二微滴生成流道、第二驱动油进油流道以及第二微滴流出流道；所述第二微滴生成流道、第二驱动油进油流道以及第二微滴流出流道分别与第一微滴生成流道、第一驱动油进油流道以及第一微滴流出流道相连通；所述第一微滴生成流道的起始端与所述微滴暂存腔的终端相连通，所述第一微滴生成流道的终端与微滴流入口相连通；所述第一驱动油进油流道的起始端与驱动油流入口相连通，所述第一驱动油进油流道的终端与驱动油进油口相连通；所述第一微滴流出流道的起始端与微滴流出口相连通；所述剪切油进油流道的起始端与剪切油进油口相连通；所述第一微滴流出流道的终端与所述剪切油进油流道的终端汇合，形成微滴排列口；
所述热压头、驱动油进油塞头以及微滴流出塞头分别对准第一微滴生成流道、第一驱动油进油流道以及第一微滴流出流道；所述第一驱动油进油流道上设有驱动油进油塞头孔；所述驱动油进油塞头对准驱动油进油塞头孔；所述第一微滴流出流道上设有微滴流出塞头孔；所述微滴流出塞头对准微滴流出塞头孔；所述第二微滴生成流道、第二驱动油进油流道以及第二微滴流出流道的下端面与主片之间的距离依次变短；所述管盖的下端面的一侧从靠近进油腔储液池的一端开始向上倾斜，形成第一斜面，另一侧从远离进油腔储液池的一端开始向上倾斜，形成第二斜面；所述第一斜面和第二斜面汇合，形成尖口；所述第二微滴生成流道和第二驱动油进油流道位于第一斜面处；所述第二微滴流出流道位于尖口处。
2.如权利要求1所述的PCR微流控芯片，其特征在于，所述检测模块包括检测流道；所述检测流道的起始端与微滴排列口相连通。
3.如权利要求2所述的PCR微流控芯片，其特征在于，所述PCR微流控芯片还包括收集模块；所述收集模块包括收集容器；所述收集容器与所述检测流道的终端相连通。
4.如权利要求3所述的PCR微流控芯片，其特征在于，所述主片上还设有过滤口；所述过滤口与收集容器相连通。
5.一种PCR检测方法，其特征在于，所述方法使用权利要求1~4任一项所述的PCR微流控芯片，包括如下步骤：
微滴生成步骤：将连续相和分离相注入微滴生成模块，连续相和分离相在微滴生成模块中混合，形成微滴，并且，形成的微滴从微滴生成模块注入PCR管；
扩增步骤：将驱动油注入扩增模块，扩增模块将驱动油注入PCR管，形成的微滴从微滴生成模块注入已经有驱动油的PCR管后，在PCR管中完成微滴的扩增；
检测步骤：扩增完成后，拔拉驱动油进油塞头和微滴流出塞头，开启扩增模块接收从共边储液池注入的驱动油的功能和将PCR管中的微滴和驱动油注入检测模块的功能，功能开启后，在共边储液池中分别注入驱动油和剪切油，驱动油流入PCR管，使得PCR管中完成扩增的微滴和驱动油一起注入检测模块，剪切油注入检测模块，在驱动油和剪切油的下流作用下，完成扩增的微滴有序排列，完成微滴有序排列后，对微滴进行检测。
6.权利要求1~4任一项所述的PCR微流控芯片或权利要求5所述的PCR检测方法在PCR检测中的应用。
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