CN113801787A - 一种超声集成微液滴阵列检测平台及其制备方法和用途 - Google Patents

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CN113801787A CN202110902957.5A CN202110902957A CN113801787A CN 113801787 A CN113801787 A CN 113801787A CN 202110902957 A CN202110902957 A CN 202110902957A CN 113801787 A CN113801787 A CN 113801787A
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许太林
周梦芸
张学记
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Abstract

本申请属于生物检测技术领域，尤其涉及一种超声集成微液滴阵列检测平台及其制备方法和用途，所述超声集成微液滴阵列检测平台包括微柱阵列、波形发生器和压电换能器，微柱阵列包括基板和由基板一表面延伸出的多个微柱；压电换能器与所述基板背离所述微柱的表面接触式连接；波形发生器与所述压电换能器连接，压电换能器用于将波形发生器输出的电信号转换成超声波。利用该检测平台，可同时进行数百或更多待检测样品的反应，同时波形发生器产生的超声波对每个液滴进行实时按需的无接触式搅拌、混合与分散，有效提高反应速率，实现对待检测样品的高通量、快速、超灵敏检测。

Description

一种超声集成微液滴阵列检测平台及其制备方法和用途
技术领域
本申请属于生物检测技术领域，尤其涉及一种超声集成微液滴阵列检测平 台及其制备方法和用途。
背景技术
核酸检测更适合早期阶段快速、灵敏的新型冠状病毒感染诊断，以预防和 控制新冠肺炎大流行。
逆转录实时定量聚合酶链反应(RT-qPCR)由于其高灵敏度和特异性，被 认为是实验室和临床诊断新冠病毒(SARS-CoV-2)核酸检测的金标准方法，然 而，RT-qPCR方法需要专门昂贵的设备，专业的操作，从样品到得到结果的周 期时间长，这对于欠发达国家或资源有限的环境来说往往是不现实的，因此， 开发操作简单、快速的SARS-CoV-2核酸检测平台是极其重要和有意义的，可 用于学校、当地诊所、家庭、机场或仪器资源有限的偏远地区。
近来，等温核酸扩增方法，例如环介导的等温扩增(LAMP)或重组酶聚 合酶扩增(RPA)，这些方法不需要复杂的热循环仪器，而是依靠酶促过程进 行DNA/RNA的所有扩增过程，重组酶聚合酶扩增反应由于其相对简单的设计 方法和较低的反应温度需求(37-42℃)，扩增速度快(15-30min)以及试剂的 长保质期冻干形式，被认为是最有前途的等温DNA/RNA检测方法之一。
而RPA试剂中会添加高分子量聚乙二醇作为聚合剂用来提高酶的催化活 性，但是该聚合剂的高粘性会阻碍溶液中分子的扩散运动，同时RPA扩增反应 所需的温度较低(37-42℃)，减少了反应内热对流的混合效应，这两个原因可 能会导致反应中RPA酶活性高区域试剂的局部耗竭，从而抑制扩增速率。因此， 在实际操作中通常会在反应过程中添加多步混合操作以加快核酸扩增速率，但 是这些步骤费时又费力，同时也增加了污染的概率。
发明内容
本申请的目的在于提供一种超声集成微液滴阵列检测平台及其制备方法和 检测方法，旨在一定程度上解决现有技术中检测新冠病毒的低灵敏、检测周期 长、检测仪器复杂的问题。
为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
本申请第一方面提供一种超声集成微液滴阵列检测平台，包括微柱阵列、 波形发生器和压电换能器，
微柱阵列包括基板和由基板一表面延伸出的多个微柱；
压电换能器与基板的背离微柱的表面接触式连接；
波形发生器与压电换能器连接，压电换能器用于将波形发生器输出的电信 号转换成超声波。
进一步地，上述超声集成微液滴阵列检测平台还包括功率调节器，压电换 能器通过功率调节器与波形发生器连接。
进一步地，波形发生器产生的超声波频率为500KHz-10MHz。
进一步地，微柱的径向截面为圆形或多边形。
进一步地，微柱阵列中的微柱直径为0.5-4mm，高度为0.5-3mm。
本申请第二方面提供一种超声集成微液滴阵列检测平台的制备方法，包括 以下步骤：
S1：制备微柱阵列，微柱阵列包括基板和由基板一表面延伸出的多个微柱；
S2：将压电换能器与基板的背离微柱的表面接触式连接；
S3：将压电换能器与波形发生器连接，且使得压电换能器能够将波形发生 器输出的电信号转换成超声波。
进一步地，S1包括以下步骤：
S11：将聚二甲基硅烷与固化剂混合，静置处理后形成预聚体；
S12：将S11预聚体倒入通孔模具中，固化处理后剥离得到微柱阵列。
进一步地，聚二甲基硅烷与固化剂的质量比为10-15:1，和/或
静置处理的时长为8-20min，
进一步地，固化处理的温度为70-90℃，时长为4-8h。
本申请第三方面提供一种超声集成微液滴阵列检测平台的用途，包括上述 超声集成微液滴阵列检测平台或上述方法制备的超声集成微液滴阵列检测平台 在新冠病毒核酸检测中的用途。
本申请第一方面提供的超声集成微液滴阵列检测平台，微柱阵列中包含多 个微柱，每个微柱可分别聚集一个液滴，故可将每个液滴作为单独的微反应器， 从而形成高通量的检测平台；波形发生器产生的超声波对每个液滴进行实时按 需的无接触式搅拌、混合与分散，有效提高液滴反应体系中的反应速率，在较 短时间内获得的大量的不同待测样品的反应产物，可有效实现对待检测样品的 高通量、快速、超灵敏检测。
本申请第二方面提供的超声集成微液滴阵列检测平台的制备方法，将压电 换能器贴合于微柱阵列的基板的底部，将波形发生器传递的电信号转换成超声 波信号释放出来，通过微柱阵列的基板传递至微柱顶端的液滴，达到无接触式 搅拌，且对液滴中的反应物具有良好的分散混匀作用，可有效提高液滴中反应 体系的反应速率。
本申请第三方面提供的超声集成微液滴阵列检测平台的用途，采用上述超 声集成微液滴阵列检测平台或上述方法制备的超声集成微液滴阵列检测平台检 测待测样品中的新冠病毒核酸，可同时进行数百或更多待检测样品的反应，可 采用手机实时、便捷的拍照记录结果，在手机相片中，可以清楚看到每个液滴 中有无荧光，即可辨别出新冠病毒的阳性样品和阴性样品。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技 术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅 仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳 动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的超声集成微液滴阵列检测平台的示意图；
图2是本申请实施例提供的微柱阵列制备过程示意图；
图3是本申请实施例提供的采用超声集成微液滴阵列检测平台检测新冠病 毒的方法示意图；
图4是本申请实施例1和对比例1提供的荧光强度与扩增时长关系曲线图。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以 下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关 系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B 的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一 种“或”的关系。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以 下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个) 或复数项(个)的任意组合。例如，“a，b或c中的至少一项(个)”，或，“a， b和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a，b，c，a-b(即a和b)，a-c， b-c，或a-b-c，其中a，b，c分别可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着 执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺 序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限 定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨 在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一 种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的 具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实 施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的 范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg 等化工领域公知的质量单位。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而 不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例 如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX， 类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征 可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
术语“PDMS”为“Polydimethylsiloxane”的缩写，表示聚二甲基硅氧烷；术语“RPA”为“Recombinase Polymerase Amplification”的缩写，表示重组酶聚合酶扩 增。
本申请实施例第一方面提供超声集成微液滴阵列检测平台，包括微柱阵列、 波形发生器和压电换能器，
微柱阵列包括基板和由基板一表面延伸出的多个微柱；
压电换能器与基板的背离微柱的表面接触式连接；
波形发生器与压电换能器连接，所述压电换能器用于将所述波形发生器输 出的电信号转换成超声波。
重组酶聚合酶扩增(RPA)法不需要复杂的热循环仪器，而是依靠酶促过 程进行DNA/RNA的所有扩增过程，重组酶聚合酶扩增反应由于其相对简单的 设计方法和较低的反应温度需求(37-42℃)，扩增速度快(15-30min)以及试 剂的长保质期冻干形式，被认为是最有前途的恒温DNA/RNA检测方法之一， 然而，RPA试剂中会添加高分子量聚乙二醇作为聚合剂用来提高酶的催化活性， 但是聚合剂的粘性大会阻碍溶液中分子的扩散运动，同时RPA扩增所需的温度 较低(37-42℃)，减少了反应内热对流的混合效应，这两个原因会导致反应中 RPA酶活性高区域试剂的局部耗竭，从而抑制扩增速率，因此，现有技术中， 实际操作时通常会在反应过程中添加多步混合操作以加快核酸扩增速率，但是 这些步骤费时又费力，同时也增加了污染的概率。本发明申请提供的超声集成 微液滴阵列检测平台中，微柱阵列中包含多个微柱，每个微柱可分别聚集一个 液滴，故可将每个液滴作为单独的微反应器，从而同时扩增多个待测样品，实 现高通量检测。同时，波形发生器产生超声波信号并转换成电信号传递至安装 于微柱阵列的基板的背离微柱的表面(可理解为基板的底部，以下均称“基板 的底部”)的压能换能器，压能换能器将输入的电信号转换成连续的超声波，超声波通过基板传递至微柱进而传递至液滴，在每个液滴中产生单涡旋声流， 实现液滴反应体系中的目标扩增核酸片段、酶、dNTP等成分的快速的混合与 分散，可有效提高核酸分子的扩增速率，减小扩增过程中反应体系被污染的概 率，实现高通量、快速灵敏的核酸扩增。
在本申请的某些实施例中，压电换能器与微柱阵列的基板的底部接触式连 接，具体如下，连接方式可以是采用胶水、料浆或其他粘性物质粘接，在本申 请的一个具体实施例中，采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)预聚物将微柱阵列的基板 的底部与压电换能器粘接在一起；
在本申请的另外某些实施例中，压电换能器与微柱阵列的基板的连接方式 还可以是在微柱阵列底部设置卡接板，卡接板与微柱阵列紧密卡接，压电换能 器置于卡接板与微柱阵列之间，由卡接板挤压从而与微柱阵列紧贴。
在本申请的某些实施例中，波形发生器与压电换能器之间采用铜线或其他 材质的导线电连接；
在本申请的另外某些实施例中，波形发生器与压电换能器之间还可通过无 线连接，如蓝牙、WIFI等。
在本申请的实施例中，微柱阵列可以是2×2、3×3、......9×9、10×10等方形 阵列，也可以是2×4、3×7、......8×12、9×16等矩形阵列，还可以是多个微柱排 列成其他形状的阵列，如三角形、菱形、六边形等各种形状，其中，微柱阵列 中的微柱个数不限，随微柱阵列大小设置，在本申请的一个具体实施例中，优 选为96个，即8×12的矩形微柱阵列。
在本申请的实施例中，上述超声集成微液滴阵列检测平台还包括功率调节 器，压电换能器通过功率调节器与波形发生器连接，功率调节器能调节波形发 生器产生的超声波信号转换成的电信号的大小，使得传递至压电换能器的电信 号转换成的超声波信号的大小符合实际操作中对超声波大小的需求。
在本申请的实施例中，波形发生器产生的超声波频率为500KHz-10MHz， 波形发生器产生的超声波频率可以是固定的，如500KHz、900KHz、5MHz或 8MHz等仍一固定频率的超声波，也可以是在一定频率范围内变化浮动的超声 波，如500KHz-900KHz、700KHz-2MHz或1MHz-10MHz等，超声波的波形不 限，可以是方波、三角波或正弦波中的一种或多种。
在本申请的实施例中，微柱的径向截面为圆形或多边形，用于承接液滴， 需要说明的是，微柱可以是实心的柱状，也可以是具有一定内径的管状，还可 以是顶部具有凹陷的柱状。
在本申请的实施例中，微柱阵列中的微柱直径为0.5-4mm，高度为0.5-3mm， 此范围大小的微柱比较容易聚合液滴，微柱直径太大会使液滴距离太近，易造 成液滴微反应器之间的干扰和搅拌扰动。
本申请第二方面提供一种超声集成微液滴阵列检测平台的制备方法，包括 以下步骤：
S1：制备微柱阵列，微柱阵列包括基板和由基板一表面延伸出的多个微柱；
S2：将压电换能器与基板的背离微柱的表面接触式连接；
S3：将压电换能器与波形发生器连接，且使得压电换能器能够将波形发生 器输出的电信号转换成超声波。
其中，步骤S1中，微柱阵列的材料选自聚二甲基硅氧烷 (Polydimethylsiloxane，PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate， PMMA)、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、苯乙烯丁二烯 共聚物酯和二氧化硅或其他表面疏水且具有高粘性的高分子材料，优选为聚二 甲基硅氧烷(PDMS)，表面疏水且具有高粘性，可以将液滴稳定地锚定在微柱上， 同时，聚二甲基硅氧烷具有较强的可塑性，富有柔性，可以简单地从模具上剥 离下来，可操作性强，且价格便宜，原料易得。
其中，步骤S2中，将压电换能器与微柱阵列的基板的底部接触式连接，连 接方式可以是采用胶水、料浆或其他粘性物质粘接，也可以是在微柱阵列底部 设置卡接板，卡接板与微柱阵列紧密卡接，压电换能器置于卡接板与微柱阵列 之间，由卡接板挤压从而与微柱阵列紧贴。在本申请的一个具体的实施例中， S2中采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)预聚物将微柱阵列的基板的底部与压电换能 器粘接在一起，在60℃烘箱中干燥4h后再将压电换能器与波形发生器电连接， 制备超声集成微液滴阵列检测平台，即上述的超声集成微液滴阵列检测平台。
需要说明的是，压电换能器的数量可以是一个或者多个：在本申请的一个 具体实施例中，压电换能器的数量为一个，压电换能器为片状，其大小与微柱 阵列的基板大小一致，紧贴于基板底部，压电换能器释放的超声波信号通过基 板传递至微柱，进而传递至微柱上的液滴，在每个液滴中产生单涡旋声流进行 搅拌分散；在本申请的其他具体实施例中，压电换能器的数量为多个，其具体 数量与微柱阵列中的微柱数量一致，多个压电换能器分别紧贴于每个微柱对应 的基板的底部，与波形发生器并联或串联，波形发生器产生的超声波通过每个 压电换能器分别传递至每个微柱，对每个微柱上的液滴进行分散和搅拌处理， 实现液滴反应体系中的目标扩增核酸片段、酶、dNTP等快速的混合与分散， 有效提高核酸分子的扩增速率，减小扩增过程中反应体系被污染的概率，实现 高通量、快速灵敏的核酸扩增。
在本申请的实施例中，S1包括以下步骤：
S11：将聚二甲基硅烷与固化剂混合，静置处理后形成预聚体；
S12：将S11预聚体倒入通孔模具中，固化处理后剥离得到微柱阵列。
一般地，通孔模具为聚四氟乙烯(PTEE)材质或不锈钢材质，这两种材质模 具均可以很好地制备出实验所用的微柱阵列，在微柱阵列的制备过程中，模具 性能稳定，物理性质和化学性质随温度变化小，不与制备微柱阵列的原材料发 生反应，不影响实验结果，且制备出的微柱阵列容易剥离。
在本申请的实施例中，聚二甲基硅烷(PDMS)与固化剂的质量比为10-15:1， 聚二甲基硅烷(PDMS)与固化剂配比太低可能使柱子对液滴的锚定作用减弱，配 比太高会使微柱阵列的制备时间延长，所以一般选择在10:1-15:1的范围内。
在本申请的实施例中，静置处理的时长为8-20min，优选地，静置处理时 放置真空干燥箱中8-20min，用以消除聚二甲基硅烷(PDMS)与固化剂混合搅拌 后的气泡，使得制备出的微柱阵列材质均匀，性能更好。
在本申请的实施例中，固化处理的温度为70-90℃，时长为4-8h，固化处 理的温度过低或者时长过短，容易固化不完全，剥离时微柱阵列容易与模具发 生粘黏现象；温度过高或者时长过长，容易过度固化，使制备的微柱阵列柔性 偏低，剥离时容易断裂。
本申请第三方面提供一种超声集成微液滴阵列检测平台的用途，包括采用 上述超声集成微液滴阵列检测平台或上述方法制备的超声集成微液滴阵列检测 平台在新冠病毒核酸检测中的用途，具体步骤如下：
S1：收集多个待检测样品；
S2：将RPA扩增试剂滴加到超声集成微液滴阵列检测平台的微柱阵列的各 个微柱上，形成扩增液滴；
S3：按照一定顺序将S1中的多个待检测样品滴加至各个扩增液滴中；
S4：向S3中扩增液滴中滴加激活剂，接通波形发生器电源，扩增8-20min 后，采用蓝光照射，有荧光的为阳性样品，无荧光的为阴性样品。
需要说明的是，S1中采用病毒核酸提取试剂盒对收集的鼻咽拭子进行提取 后的溶液作为待检测样品。RPA扩增体系中采用了修饰了FAM荧光基团和淬 灭基团的检测探针，当该探针与靶向新冠核酸序列结合形成双链时，淬灭基团 会被反应体系中的酶切掉，恢复FAM的荧光，可在蓝光灯(460-490nm)的激 发下，发射绿色荧光；S3中激活剂为镁离子激活剂，用以启动核酸扩增反应， 接通波形发生器电源，压电换能器释放的超声波传至每个微柱上的扩增液滴， 使扩增液滴中物质充分混匀分散，在室温(37摄氏度左右)扩增8-20min。
在本申请的一个实施例中，超声波可以按照开30s、关30s的频率开关，保 持8-20min；在本申请的另一个具体实施例中，波形发生器持续打开，超声波 持续释放，保持8-20min；在本申请的其他实施例中，波形发生器开关的频率 可以进行调整，如开30s、关10s，开20s、关20s，开20s、关10s等频率均可， 不局限于某一具体的开关频率。
在蓝光手电筒的蓝光照射下，阳性样品中，探针与目标新冠基因片段结合， 发出绿色荧光；而阴性样品在蓝光手电筒的蓝光照射下无绿色荧光，因该检测 平台是高通量的检测体系，可同时进行数百或更多待检测样品的反应，可采用 手机实时、便捷的拍照记录结果，在手机相片中，可以清楚看到每个液滴中有 无荧光，即可辨别出新冠的阳性样品和阴性样品。
为使本申请上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本 申请实施例一种超声集成微液滴阵列检测平台及其制备方法和用途的进步性能 显著的体现，以下通过多个实施例来举例说明上述技术方案。
实施例1
将收集的鼻咽拭子样本经病毒核酸提取试剂盒提取后的溶液作为待检测样 品，首先将RPA扩增试剂滴加到微柱阵列上，其中，微柱阵列中的微柱直径为 2mm，高2mm，然后将待检测样本按一定的顺序用移液排枪加入到各个液滴中， 之后在反应体系中加入镁离子激活剂启动核酸扩增反应，加入镁离子之后，接 通波形发生器电源，开启超声30s，使镁离子充分混匀，随后关掉超声，之后 按照超声开30s，关30s的频率，进行核酸扩增反应，扩增条件室温37摄氏度 左右，用蓝光手电筒和手机进行检测，记录不同扩增时长的荧光强度，如图4 所示，方形曲线为本实施例所测荧光强度与扩增时长关系曲线图。
实施例2
将收集的鼻咽拭子样本经病毒核酸提取试剂盒提取后的溶液作为待检测样 品，首先将RPA扩增试剂滴加到微柱阵列上，其中，微柱阵列中的微柱直径为 0.5mm，高0.5mm，然后将待检测样本按一定的顺序用移液排枪加入到各个液 滴中，之后在反应体系中加入镁离子激活剂启动核酸扩增反应，加入镁离子之 后，接通波形发生器电源，开启超声30s，使镁离子充分混匀，随后关掉超声， 之后按照超声开30s，关30s的频率，进行核酸扩增反应，扩增条件室温37摄 氏度左右，用蓝光手电筒和手机进行检测，记录不同扩增时长的荧光强度，绘 制荧光强度与扩增时长关系曲线图，本实施例检测结果绘制的荧光强度与扩增时长关系曲线图与实施例1相似，无明显差别。
实施例3
将收集的鼻咽拭子样本经病毒核酸提取试剂盒提取后的溶液作为待检测样 品，首先将RPA扩增试剂滴加到微柱阵列上，其中，微柱阵列中的微柱直径为 4mm，高3mm，然后将待检测样本按一定的顺序用移液排枪加入到各个液滴中， 之后在反应体系中加入镁离子激活剂启动核酸扩增反应，加入镁离子之后，接 通波形发生器电源，开启超声30s，使镁离子充分混匀，随后关掉超声，之后 按照超声开30s，关30s的频率，进行核酸扩增反应，扩增条件室温37摄氏度 左右，用蓝光手电筒和手机进行检测，记录不同扩增时长的荧光强度，绘制荧 光强度与扩增时长关系曲线图，本实施例检测结果绘制的荧光强度与扩增时长关系曲线图与实施例1相似，无明显差别。
对比例1
将收集的鼻咽拭子样本经病毒核酸提取试剂盒提取后的溶液作为待检测样 品，首先将RPA扩增试剂滴加到微柱阵列上，然后将待检测样本按一定的顺序 用移液排枪加入到各个液滴中，之后在反应体系中加入镁离子激活剂启动核酸 扩增反应，加入镁离子之后，进行核酸扩增反应，扩增条件室温37摄氏度左右， 用蓝光手电筒和手机进行检测，记录不同扩增时长的荧光强度，如图4所示， 圆形曲线为本实施例所测荧光强度与扩增时长关系曲线图。
如图4所示，可明显看出，在0-35min内，扩增时长相同时，实施例1中 所示样本的荧光强度明显大于对比例1，扩增时长8-20min内尤为明显，说明 本申请提供的超声集成微液滴阵列检测平台可以有效提高液滴中核酸分子扩增 速率，缩短新冠病毒检测周期，短时间内扩增出更多产物，提高检测的灵敏度， 同时扩增几十数百甚至更多的待检测样品，实现高通量地检测。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申 请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请 的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超声集成微液滴阵列检测平台，其特征在于，包括微柱阵列、波形发生器和压电换能器，
所述微柱阵列包括基板和由所述基板一表面延伸出的多个微柱；
所述压电换能器与所述基板的背离所述微柱的表面接触式连接；
所述波形发生器与所述压电换能器连接，所述压电换能器用于将所述波形发生器输出的电信号转换成超声波。
2.根据权利要求1所述的超声集成微液滴阵列检测平台，其特征在于，还包括功率调节器，所述压电换能器通过所述功率调节器与所述波形发生器连接。
3.根据权利要求1或2任一所述的超声集成微液滴阵列检测平台，其特征在于，所述波形发生器产生的超声波频率为500KHz-10MHz。
4.根据权利要求1所述的超声集成微液滴阵列检测平台，其特征在于，所述微柱的径向截面为圆形或多边形。
5.根据权利要求1或4任一所述的超声集成微液滴阵列检测平台，其特征在于，所述微柱阵列中的微柱直径为0.5-4mm，高度为0.5-3mm。
6.一种超声集成微液滴阵列检测平台的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：制备微柱阵列，所述微柱阵列包括基板和由所述基板一表面延伸出的多个微柱；
S2：将所述压电换能器与所述基板的背离所述微柱的表面接触式连接；
S3：将所述压电换能器与所述波形发生器连接，且使得所述压电换能器能够将所述波形发生器输出的电信号转换成超声波。
7.根据权利要求6所述超声集成微液滴阵列检测平台的制备方法，其特征在于，所述S1包括以下步骤：
S11：将聚二甲基硅烷与固化剂混合，静置处理后形成预聚体；
S12：将S11所述预聚体倒入通孔模具中，固化处理后剥离得到所述微柱阵列。
8.根据权利要求7所述超声集成微液滴阵列检测平台的制备方法，其特征在于，所述聚二甲基硅烷与所述固化剂的质量比为10-15:1，和/或
所述静置处理的时长为8-20min。
9.根据权利要求7所述超声集成微液滴阵列检测平台的制备方法，其特征在于，所述固化处理的温度为70-90℃，时长为4-8h。
10.一种超声集成微液滴阵列检测平台的用途，其特征在于，包括采用权利要求1-5任意一项所述超声集成微液滴阵列检测平台或权利要求6-9任意一项所述方法制备的超声集成微液滴阵列检测平台在新冠病毒核酸检测中的用途。
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