CN117529546A - 基因检测基板、基因检测芯片及基因检测样本的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种基因检测基板，其中，包括：基底(1)；基因检测通道，开设于所述基底中，且基因检测通道的开口位于基底(1)的一侧板面上；所述基因检测通道包括进样槽(2)、出样槽(4)和流道槽(3)，所述进样槽(2)、所述流道槽(3)和所述出样槽(4)依次连接且彼此贯通；所述流道槽(3)包括多个反应孔(31)和多个流道结构(32)；所述多个反应孔(31)彼此间隔分布，且任意相邻的两个所述反应孔(31)之间通过一个所述流道结构(32)连通；所述流道结构(32)包括第一子槽(321)、第二子槽(322)和第三子槽(323)，所述第一子槽(321)、所述第二子槽(322)和所述第三子槽(323)依次连接并贯通；所述第一子槽(321)和所述第三子槽(323)的沿第一方向Y的宽度s1小于所述第二子槽(322)的沿所述第一方向Y的宽度s2；所述第一方向Y垂直于相邻两个所述反应孔(31)的排布方向。
Description
本公开实施例属于生物医学技术领域，具体涉及一种基因检测基板、基因检测芯片及基因检测样本的制备方法。
PCR(聚合酶链式反应)技术，是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊DNA复制，PCR的最大特点是能将微量的DNA大幅增加。
DNA，即脱氧核糖核酸，是生物细胞内含有的四种生物大分子之一核酸的一种，携带有合成RNA和蛋白质所必需的遗传信息，是生物体发育和正常运作必不可少的生物大分子。RNA，即核糖核酸，存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传信息载体。
PCR技术被正式发明以来，经历了从终点法定性PCR检测到实时荧光相对定量PCR检测，再到绝对定量数字PCR检测的发展历程。
发明内容
本公开实施例提供一种基因检测基板、基因检测芯片及基因检测样本的制备方法。
第一方面，本公开实施例提供一种基因检测基板，其中，包括：基底；
基因检测通道，开设于所述基底中，且所述基因检测通道的开口位于所述基底的一侧板面上；
所述基因检测通道包括进样槽、出样槽和流道槽，所述进样槽、所述流道槽和所述出样槽依次连接且彼此贯通；
所述流道槽包括多个反应孔和多个流道结构；
所述多个反应孔彼此间隔分布，且任意相邻的两个所述反应孔之间通过一个所述流道结构连通；
所述流道结构包括第一子槽、第二子槽和第三子槽，所述第一子槽、所述第二子槽和所述第三子槽依次连接并贯通；
所述第一子槽和所述第三子槽的沿第一方向的宽度小于所述第二子槽的沿所述第一方向的宽度；
所述第一方向垂直于相邻两个所述反应孔的排布方向。
在一些实施例中，所述第一子槽和所述第三子槽的深度大于所述第二子槽的深度；
所述第一子槽、所述第二子槽和所述第三子槽的深度分别为其沿所述基底厚度方向的尺寸。
在一些实施例中，所述第二子槽沿所述第一方向的宽度小于所述反应孔沿所述第一方向的宽度。
在一些实施例中，所述第一子槽和所述第三子槽的沿所述第一方向的宽度相等。
在一些实施例中，所述第一子槽和所述第三子槽的深度等于所述反应孔的深度；
所述反应孔的深度为其沿所述基底厚度方向的尺寸。
在一些实施例中，所述多个反应孔和所述多个流道结构沿第二方向排布；所述第二方向垂直于所述第一方向；
所述流道槽还包括靠近所述进样槽的第一端和靠近所述出样槽的第二端，所述流道槽还包括第一支槽和第二支槽，所述第一支槽连接于所述进样槽和位于所述第一端的第一反应孔之间，并使所述进样槽与所述第一反应孔之间连通；
所述第二支槽连接于所述出样槽和位于所述第二端的第二反应孔之间，所述第二支槽与所述第二反应孔之间还连接有所述第一子槽和所述第二子槽，所述第二反应孔、所述第一子槽、所述第二子槽和所述第二支槽沿所述第二方向依次排布；
所述第二支槽、所述第二子槽和所述第一子槽使所述出样槽与所述第二反应孔之间连通。
在一些实施例中，所述反应孔在所述基底上的正投影形状包括圆形；
所述第一子槽、所述第二子槽和所述第三子槽在所述基底上的正投影形状包括矩形。
在一些实施例中，所述反应孔在所述基底上的正投影的直径范围为68～88μm；
所述反应孔的深度范围为70～90μm；
所述第二子槽的深度范围为20～40μm。
在一些实施例中，所述第一子槽沿所述第一方向的宽度范围为20～30μm；
所述第三子槽沿所述第一方向的宽度范围为20～30μm；
所述第二子槽沿所述第一方向的宽度范围为35～45μm。
在一些实施例中，所述第一子槽沿所述第二方向的长度范围为10～20μm；
所述第三子槽沿所述第二方向的长度范围为10～20μm；
所述第二子槽沿所述第二方向的长度范围为25～35μm。
在一些实施例中，所述进样槽、所述出样槽、所述第一支槽、所述第二支槽的深度与所述第二子槽的深度分别相同；
所述进样槽、所述出样槽、所述第一支槽、所述第二支槽的深度分别为其沿所述基底厚度方向的尺寸。
在一些实施例中，所述流道槽的数量为多条；
多条所述流道槽相互平行排布；
任意相邻两条所述流道槽中的所述反应孔在沿所述第二方向延伸的直线上的正投影交替分布。
在一些实施例中，每条所述流道槽中的所述反应孔等间隔排布；
多条所述流道槽中的所述反应孔排布呈阵列。
在一些实施例中，所述基底的开设有所述基因检测通道开口的一侧板面包括第一表面和第二表面；所述第一表面为所述基因检测通道的内壁，所述第一表面上设置有亲水层；
所述第二表面上设置有疏水层。
在一些实施例中，所述基底采用聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯中的任意一种材料。
第二方面，本公开实施例还提供一种基因检测芯片，其中，包括上述基因检测基板。
在一些实施例中，还包括封装膜，与所述基因检测基板对盒，以对所述基因检测基板中的基因检测通道进行封装；
所述封装膜的对应所述基因检测通道中第二子槽的区域能与所述第二子槽的内壁贴合并连接。
在一些实施例中，所述封装膜包括双面胶膜或者紫外固化胶膜。
在一些实施例中，包括多块所述基因检测基板，多块所述基因检测基板相互拼接，且多块所述基因检测基板中的基因检测通道相互隔断。
第三方面，本公开实施例还提供一种基因检测样本的制备方法，其中，包括：制备基因检测基板；
将封装膜与所述基因检测基板对盒，形成基因检测芯片；
向所述基因检测芯片中基因检测通道的进样槽注入样品试剂；
当所述基因检测通道中所述样品试剂注满时，将所述封装膜的对应所述基因检测通道中第二子槽的区域与所述第二子槽的内壁贴合并连接。
在一些实施例中，所述制备基因检测基板，包括：采用构图工艺在基底上制备所述基因检测通道。
附图用来提供对本公开实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部 分，与本公开实施例一起用于解释本公开，并不构成对本公开的限制。通过参考附图对详细示例实施例进行描述，以上和其它特征和优点对本领域技术人员将变得更加显而易见，在附图中：
图1为本公开实施例中基因检测基板的局部结构俯视示意图。
图2为沿图1中AA＇剖切线的结构剖视图。
图3为本公开实施例中基因检测基板的局部立体结构示意图。
图4为本公开实施例基因检测基板内局部流体样本部分的三维结构图。
图5为本公开实施例中基因检测芯片的结构剖视示意图。
图6为本公开实施例中基因检测芯片的局部结构俯视示意图。
图7为本公开实施例中制备完成的基因检测样本的局部结构剖视示意图。
图8为本公开实施例中基因检测芯片的进样仿真效果示意图。
为使本领域技术人员更好地理解本公开实施例的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开实施例提供的一种基因检测基板、基因检测芯片及基因检测样本的制备方法作进一步详细描述。
在下文中将参考附图更充分地描述本公开实施例，但是所示的实施例可以以不同形式来体现，且不应当被解释为限于本公开阐述的实施例。反之，提供这些实施例的目的在于使本公开透彻和完整，并将使本领域技术人员充分理解本公开的范围。
本公开实施例不限于附图中所示的实施例，而是包括基于制造工艺而形成的配置的修改。因此，附图中例示的区具有示意性属性，并且图中所示区的形状例示了区的具体形状，但并不是旨在限制性的。
公开技术中，数字PCR检测是将DNA或RNA样本分散于大量的微反应单元中，然后对众多微反应单元内的靶序列(即样本的靶序列)进行单分子模板PCR扩增、荧光检测和统计学分析，实现绝对定量；不依赖于标准 曲线和已知浓度的多个梯度标准品，直接检测样品中DNA或RNA样本的原始浓度。由于这种检测方式具有比传统荧光定量PCR检测更加出色的灵敏度和精确性，所以数字PCR检测迅速得到广泛的关注，尤其在痕量(即微小量)核酸样本检测、复杂背景下稀有突变检测、核酸拷贝数变异和基因表达量微小差异鉴定方面表现出的优势已被普遍认可。
基于聚合酶制造的PCR仪实际就是一个温控设备，该温控设备能在变性温度，复性温度，延伸温度之间很好地进行控制。微流控芯片是基于聚合酶制造的PCR仪的其中一种。
微流控芯片技术是一种以微米尺度空间对流体进行操控为主要特征的科学技术，具有将生物、化学等实验室的基本功能微缩到一个几平方厘米芯片上的能力，因此又被称为芯片实验室(lab-on-a-chip)。公开技术中，主流形式的微流控芯片多由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统，用以实现常规化学或生物等实验室的各种功能。
微流控芯片的出现使得数字PCR检测应用更加便捷，通过在微流控芯片上使用数字PCR检测方法与试剂，可以实现良好的兼容性与灵活性，如：在一张芯片上，将PCR试剂划分成数百个独立的纳升级反应单元，开展数字PCR分析，提高了检测的灵敏度和准确性。
公开技术中，微流控芯片通过在基板上刻蚀加工形成的样本检测通道实现对样本溶液的进样检测。样本检测通道包括进样通道、出光通道以及连接在进样通道和出样通道之间的多个微反应单元(如微反应孔)，相邻的微反应单元之间通过相同深度和宽度的矩形沟道结构连接；在样本溶液注满各个微反应单元时，通过封装膜对样本检测通道进行封装，使微反应单元之间相互隔断形成相互独立的微腔室，以便对各微反应单元中的样本进行分析统计。
但公开技术中上述结构的微流控芯片由于其体积微小、加工难度大等原因，存在微反应孔进样不充分、微反应孔内有气泡残留、进样后相邻微 反应孔之间的封装效果不好，不能很好地将相邻微反应孔之间的连接通道隔断分开，造成微反应孔之间的试剂和样品交叉污染，影响检测效果，降低检测结果的精度和准确度等问题。
针对目前存在的上述问题，第一方面，本公开实施例提供一种基因检测基板，参照图1，为本公开实施例中基因检测基板的局部结构俯视示意图；图2为沿图1中AA＇剖切线的结构剖视图；图3为本公开实施例中基因检测基板的局部立体结构示意图；其中，包括：基底1；基因检测通道，开设于基底1中，且基因检测通道的开口位于基底1的一侧板面上；基因检测通道包括进样槽2、出样槽4和流道槽3，进样槽2、流道槽3和出样槽4依次连接且彼此贯通；流道槽3包括多个反应孔31和多个流道结构32；多个反应孔31彼此间隔分布，且任意相邻的两个反应孔31之间通过一个流道结构32连通；流道结构32包括第一子槽321、第二子槽322和第三子槽323，第一子槽321、第二子槽322和第三子槽323依次连接并贯通；第一子槽321和第三子槽323的沿第一方向Y的宽度s1小于第二子槽322的沿第一方向Y的宽度s2；第一方向Y垂直于相邻两个反应孔31的排布方向。
其中，基因检测基板可用于检测DNA(脱氧核糖核酸)样本或者RNA(核糖核酸)样本等生物样本。将DNA样本或RNA样本分散于大量的反应孔31中，然后对众多反应孔31内的靶序列(即样本的靶序列)进行单分子模板PCR(聚合酶链式反应)扩增、荧光检测和统计学分析，实现绝对定量；不依赖于标准曲线和已知浓度的多个梯度标准品，直接检测样品中DNA样本或RNA样本的原始浓度。
在一些实施例中，第一子槽321、第二子槽322和第三子槽323的沿第一方向Y的宽度为其各自沿第一方向Y的槽口尺寸。
在一些实施例中，参照图1，第二子槽322沿第一方向Y的宽度s2小于反应孔31沿第一方向Y的宽度s3。其中，反应孔31沿第一方向Y的宽度为反应孔31沿第一方向Y的孔口尺寸。
在一些实施例中，参照图1，第一子槽321和第三子槽323的沿第一方向Y的宽度s1相等。
在一些实施例中，参照图2，第一子槽321和第三子槽323的深度h1大于第二子槽322的深度h2；第一子槽321、第二子槽322和第三子槽323的深度分别为其沿基底1厚度方向的尺寸。其中，第一子槽321、第二子槽322和第三子槽323的深度为其各自的槽底所在面至槽口所在面的尺寸，即其各自深入到基底1中的深度。在一些实施例中，基底1为一块厚度均匀的平板。
在一些实施例中，第一子槽321和第三子槽323的深度等于反应孔31的深度h3；反应孔31的深度为其沿基底1厚度方向的尺寸。
本实施例中，参照图1中待测生物样本在基因检测通道中的流动路线P；基因检测通道对待测生物样本(通常为样本溶液)进行检测时，将待测生物样本输入进样槽2；在压力作用下，待测生物样本由进样槽2流入流道槽3；在待测生物样本充满流道槽3之后会流至出样槽4；即基因检测通道能够实现待测生物样本的连续进样。后续在待测生物样本进样结束时，采用封装膜对基因检测通道进行封装。第二子槽322在后续封装中作为隔断反应孔31的隔断区；如：采用压膜的方式使得第二子槽322的槽壁与封装膜的对应区域相互粘连粘结，从而达到分隔流道、在反应孔31之间进行隔断的效果。同时，在封装结束后，第一子槽321和第三子槽323与反应孔31共同充当反应区，即第一子槽321和第三子槽323成为反应孔31的补充反应区；相比于公开技术中微反应孔单独作为反应腔室的方案，增大了每一个反应区的体积，适当增加反应区的体积有利于数字聚合酶链式反应(即dPCR反应)的进行和检测，从而提高了基因检测基板的有效性。
本实施例中，通过设置第一子槽321、第二子槽322和第三子槽323的沿第一方向Y的宽度分别为窄-宽-窄设计，同时设置第一子槽321、第二子槽322和第三子槽323的深度分别为深-浅-深设计，一方面，能够保证基 因检测基板中每个反应孔31的进样效率，同时改善每个反应孔31进样后的封装效果，实现反应孔31之间的充分隔断，提高反应孔31之间的封装有效性；另一方面，能够增加反应孔31的体积，即增加有效反应区的体积，从而提高基因检测的精度和准确度；另外，该基因检测通道的结构设计相对简单、易于实现加工，封装便捷，提高了封装速率和效率。
在一些实施例中，参照图1，多个反应孔31和多个流道结构32沿第二方向X排布；第二方向X垂直于第一方向Y；流道槽3还包括靠近进样槽2的第一端和靠近出样槽4的第二端，流道槽3还包括第一支槽33和第二支槽34，第一支槽33连接于进样槽2和位于第一端的第一反应孔311之间，并使进样槽2与第一反应孔311之间连通；第二支槽34连接于出样槽4和位于第二端的第二反应孔312之间，第二支槽34与第二反应孔312之间还连接有第一子槽321和第二子槽322，第二反应孔312、第一子槽321、第二子槽322和第二支槽34沿第二方向X依次排布；第二支槽34、第二子槽322和第一子槽321使出样槽4与第二反应孔312之间连通。
其中，通过在第二反应孔312与第二支槽34之间设置第一子槽321和第二子槽322，能在后续进样结束后基因检测通道的封装中，通过第二子槽322将第二反应孔312与第二支槽34之间进行有效隔断，从而实现对第二反应孔312的独立封装。
在一些实施例中，参照图1，反应孔31在基底1上的正投影形状包括圆形；第一子槽321、第二子槽322和第三子槽323在基底1上的正投影形状包括矩形。
在一些实施例中，反应孔31的垂直于第二方向X的截面形状为一边开口的矩形或者一边开口的倒梯形，具体形状为根据实际制备工艺(如构图工艺)能够实现的形状。第一子槽321、第二子槽322和第三子槽323的垂直于第二方向X的截面形状分别为一边开口的矩形或者一边开口的倒梯形，具体形状为根据实际制备工艺(如构图工艺)能够实现的形状。
在一些实施例中，反应孔31在基底1上的正投影的直径范围为68～88μm；反应孔31的深度范围为70～90μm；第二子槽322的深度范围为20～40μm。
在一些实施例中，反应孔31在基底1上的正投影的直径为78μm；反应孔31的深度为80μm；第二子槽322的深度为30μm。
在一些实施例中，第一子槽321沿第一方向Y的宽度范围为20～30μm；第三子槽323沿第一方向Y的宽度范围为20～30μm；第二子槽322沿第一方向Y的宽度范围为35～45μm。
在一些实施例中，第一子槽321沿第一方向Y的宽度为25μm；第三子槽323沿第一方向Y的宽度为25μm；第二子槽322沿第一方向Y的宽度为40μm。该尺寸设计使得第二子槽322的两端分别为宽度较窄的第一子槽321和第三子槽323，由宽度较窄的第一子槽321和第三子槽323与直径较大的反应孔31直接连接，而非由宽度较宽的第二子槽321直接与反应孔31连接；这在实际封装过程中有助于宽度较宽的第二子槽322的内壁与封装膜贴合后的紧密连接，减少第二子槽322所在区域封装后的漏液现象，从而避免检测过程中相邻两个反应孔31之间的待测生物样本发生串扰，提高检测精度和准确度。
在一些实施例中，第一子槽321沿第二方向X的长度范围为10～20μm；第三子槽323沿第二方向X的长度范围为10～20μm；第二子槽322沿第二方向X的长度范围为25～35μm。
在一些实施例中，第一子槽321沿第二方向X的长度为15μm；第三子槽323沿第二方向X的长度为15μm；第二子槽322沿第二方向X的长度为32μm。在一些实施例中，沿第二方向X排布的任意相邻两个反应孔31在基底1上正投影的中心之间的间距为140μm。
在一些实施例中，进样槽2、出样槽4、第一支槽33、第二支槽34的深度与第二子槽322的深度分别相同；进样槽2、出样槽4、第一支槽33、 第二支槽34的深度分别为其沿基底1厚度方向的尺寸。参照图4，为本公开实施例基因检测基板内局部流体样本部分的三维结构图，如此设置，能够提高基因检测通道的进样效率，同时能使反应孔31被填充满，反应孔31内不会产生气泡，提升了基因检测通道进样以及反应孔31排气的有效性。
在一些实施例中，流道槽3的数量为多条；多条流道槽3相互平行排布；任意相邻两条流道槽3中的反应孔31在沿第二方向X延伸的直线上的正投影交替分布。如此设置，能够在分布反应孔31时充分利用基底1的面积，使基底1的有效利用面积上分布更多数量的反应孔31，从而提高基底1的利用率。
在一些实施例中，每条流道槽3中的反应孔31等间隔排布；多条流道槽3中的反应孔31排布呈阵列。如此设置，同样能使基底1的有效利用面积上分布更多数量的反应孔31，提高基底1的利用率；同时还能提高基因检测的精度这准确度。
在一些实施例中，进样槽2包括进样孔21和进样子槽22，进样孔21位于进样子槽22的一端端部，且进样孔21和进样子槽22连通。出样槽4包括出样孔41和出样子槽42，出样孔41位于出样子槽42的一端端部，且出样孔41和出样子槽42连通。多条流道槽3分别连接于进样子槽22和出样子槽42之间且相互连通。进样子槽22和出样子槽42分别沿第一方向Y延伸。进样子槽22和出样子槽42的沿第二方向X的宽度大于流道槽3沿第一方向Y的最大宽度。进样孔21和出样孔41在基底1上的正投影形状均为圆形，圆形的直径大于流道槽3沿第一方向Y的最大宽度。参照图3，如此设置，能够提高基因检测通道的进样效率，同时能使反应孔31被填充满，反应孔31内不会产生气泡，提升了基因检测通道进样以及反应孔31排气的有效性。
在一些实施例中，基底1的开设有基因检测通道开口的一侧板面包括第一表面和第二表面；第一表面为基因检测通道的内壁，第一表面上设置 有亲水层；第二表面上设置有疏水层，即基底1的板面除基因检测通道表面以外的区域设置有疏水层。本实施例中，基底1上未设置有基因检测通道的区域表面设置有疏水层。反应孔31、第一子槽321、第二子槽322和第三子槽323的长度、宽度和深度均为微米级别的尺寸。如此设置，能够利用毛细力和表面张力等作用促进待测生物样本溶液向反应孔31内的精确加载，从而能够促进待测生物样本溶液流入反应孔31内，避免待测生物样本的浪费。
在一些实施例中，基底1采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC塑料)中的任意一种材料。在基底1中开设基因检测通道通过曝光、显影即可实现制备，制备工艺简单，便于量产。
本公开实施例中所提供的基因检测基板，通过设置第一子槽、第二子槽和第三子槽的沿第一方向的宽度分别为窄-宽-窄设计，同时设置第一子槽、第二子槽和第三子槽的深度分别为深-浅-深设计，一方面，能够保证基因检测基板中每个反应孔的进样效率，同时改善每个反应孔进样后的封装效果，实现反应孔之间的充分隔断，提高反应孔之间的封装有效性；另一方面，能够增加反应孔的体积，即增加有效反应区的体积，从而提高基因检测的精度和准确度；另外，该基因检测通道的结构设计相对简单、易于实现加工，封装便捷，提高了封装速率和效率。
第二方面，本公开实施例还提供一种基因检测芯片，其中，包括上述实施例中的基因检测基板。
在一些实施例中，参照图5，为本公开实施例中基因检测芯片的结构剖视示意图；其中，基因检测芯片还包括封装膜5，与基因检测基板6对盒，以对基因检测基板6中的基因检测通道进行封装；封装膜5的对应基因检测通道中第二子槽322的区域能与第二子槽322的内壁贴合并连接。从而实现对基因检测通道中相邻反应孔31之间的隔断，使每个反应孔31形成独立的反应腔室，以便基因检测、统计和分析。
在一些实施例中，封装膜5包括双面胶膜或者紫外固化胶膜。双面胶膜或者紫外固化胶膜的一面含有胶质的薄膜与第二子槽322的内壁粘连，达到分隔流道、分离反应孔31的效果。采用胶膜有助于封装膜5与第二子槽322对应表面贴合后的紧密连接，减少封装区域漏液，反应孔31之间串扰。封装膜5可通过压膜的方式与第二子槽322的内壁粘连。
在一些实施例中，参照图6，为本公开实施例中基因检测芯片的局部结构俯视示意图；其中，基因检测芯片包括多块基因检测基板6，多块基因检测基板6相互拼接，且多块基因检测基板6中的基因检测通道相互隔断。
其中，一块基因检测基板6用于分析一个待测生物样本，多块基因检测基板6可分别用于分析不同的待测生物样本，从而实现在一张基因检测芯片上同时分析多个待测生物样本，从而提升了该基因检测芯片的基因检测通量。
本公开实施例中所提供的基因检测芯片，通过采用上述基因检测基板，一方面，能够保证基因检测基板中每个反应孔的进样效率，同时改善每个反应孔进样后的封装效果，实现反应孔之间的充分隔断，提高反应孔之间的封装有效性；另一方面，能够增加反应孔的体积，即增加有效反应区的体积，从而提高基因检测的精度和准确度。
第三方面，本公开实施例还提供一种基因检测样本的制备方法，其中，包括：步骤S01：制备基因检测基板。
该步骤中，采用构图工艺在基底上制备基因检测通道。通过曝光、显影工艺即可在基底上制备基因检测通道。
步骤S02：将封装膜与基因检测基板对盒，形成基因检测芯片。
该步骤中，封装膜与基底上基因检测通道所在侧进行对盒覆盖。
步骤S03：向基因检测芯片中基因检测通道的进样槽注入样品试剂。
该步骤中，通过灌注或滴注的方法向进样槽的进样孔注入样品试剂。样品试剂通常为溶液状态。
步骤S04：当基因检测通道中样品试剂注满时，将封装膜的对应基因检测通道中第二子槽的区域与第二子槽的内壁贴合并连接。
该步骤中，可通过压膜的方式使封装膜与第二子槽的内壁粘连粘结。
本实施例中，参照图7，为本公开实施例中制备完成的基因检测样本的局部结构剖视示意图；图8为本公开实施例中基因检测芯片的进样仿真效果示意图；其中，对该基因检测芯片的进样效果使用Ansys Fluent仿真软件进行了仿真验证，从图8中可见，网格填充的进样槽2和流道槽3内充满了样品试剂，进样槽2和流道槽3内没有气泡；斜纹填充的出样槽4(特别是出样孔41)内有空气存在；验证结果显示，该基因检测芯片中的基因检测通道进样后反应孔31内部被样品试剂7填充满，反应孔31内没有气泡产生；表明了该基因检测通道在进样及反应孔31排气上的结构设计有效性。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。
Claims (21)
- 一种基因检测基板，其中，包括：基底；基因检测通道，开设于所述基底中，且所述基因检测通道的开口位于所述基底的一侧板面上；所述基因检测通道包括进样槽、出样槽和流道槽，所述进样槽、所述流道槽和所述出样槽依次连接且彼此贯通；所述流道槽包括多个反应孔和多个流道结构；所述多个反应孔彼此间隔分布，且任意相邻的两个所述反应孔之间通过一个所述流道结构连通；所述流道结构包括第一子槽、第二子槽和第三子槽，所述第一子槽、所述第二子槽和所述第三子槽依次连接并贯通；所述第一子槽和所述第三子槽的沿第一方向的宽度小于所述第二子槽的沿所述第一方向的宽度；所述第一方向垂直于相邻两个所述反应孔的排布方向。
- 根据权利要求1所述的基因检测基板，其中，所述第一子槽和所述第三子槽的深度大于所述第二子槽的深度；所述第一子槽、所述第二子槽和所述第三子槽的深度分别为其沿所述基底厚度方向的尺寸。
- 根据权利要求1或2所述的基因检测基板，其中，所述第二子槽沿所述第一方向的宽度小于所述反应孔沿所述第一方向的宽度。
- 根据权利要求1或2所述的基因检测基板，其中，所述第一子槽和所述第三子槽的沿所述第一方向的宽度相等。
- 根据权利要求2所述的基因检测基板，其中，所述第一子槽和所述第三子槽的深度等于所述反应孔的深度；所述反应孔的深度为其沿所述基底厚度方向的尺寸。
- 根据权利要求1所述的基因检测基板，其中，所述多个反应孔和所述多个流道结构沿第二方向排布；所述第二方向垂直于所述第一方向；所述流道槽还包括靠近所述进样槽的第一端和靠近所述出样槽的第二端，所述流道槽还包括第一支槽和第二支槽，所述第一支槽连接于所述进样槽和位于所述第一端的第一反应孔之间，并使所述进样槽与所述第一反应孔之间连通；所述第二支槽连接于所述出样槽和位于所述第二端的第二反应孔之间，所述第二支槽与所述第二反应孔之间还连接有所述第一子槽和所述第二子槽，所述第二反应孔、所述第一子槽、所述第二子槽和所述第二支槽沿所述第二方向依次排布；所述第二支槽、所述第二子槽和所述第一子槽使所述出样槽与所述第二反应孔之间连通。
- 根据权利要求1所述的基因检测基板，其中，所述反应孔在所述基底上的正投影形状包括圆形；所述第一子槽、所述第二子槽和所述第三子槽在所述基底上的正投影形状包括矩形。
- 根据权利要求7所述的基因检测基板，其中，所述反应孔在所述基底上的正投影的直径范围为68～88μm；所述反应孔的深度范围为70～90μm；所述第二子槽的深度范围为20～40μm。
- 根据权利要求1所述的基因检测基板，其中，所述第一子槽沿所述第一方向的宽度范围为20～30μm；所述第三子槽沿所述第一方向的宽度范围为20～30μm；所述第二子槽沿所述第一方向的宽度范围为35～45μm。
- 根据权利要求6所述的基因检测基板，其中，所述第一子槽沿所述第二方向的长度范围为10～20μm；所述第三子槽沿所述第二方向的长度范围为10～20μm；所述第二子槽沿所述第二方向的长度范围为25～35μm。
- 根据权利要求6所述的基因检测基板，其中，所述进样槽、所述出样槽、所述第一支槽、所述第二支槽的深度与所述第二子槽的深度分别相同；所述进样槽、所述出样槽、所述第一支槽、所述第二支槽的深度分别为其沿所述基底厚度方向的尺寸。
- 根据权利要求1所述的基因检测基板，其中，所述流道槽的数量为多条；多条所述流道槽相互平行排布；任意相邻两条所述流道槽中的所述反应孔在沿所述第二方向延伸的直线上的正投影交替分布。
- 根据权利要求12所述的基因检测基板，其中，每条所述流道槽中的所述反应孔等间隔排布；多条所述流道槽中的所述反应孔排布呈阵列。
- 根据权利要求书1所述的基因检测基板，其中，所述基底的开设有所述基因检测通道开口的一侧板面包括第一表面和第二表面；所述第一表面为所述基因检测通道的内壁，所述第一表面上设置有亲水层；所述第二表面上设置有疏水层。
- 根据权利要求1所述的基因检测基板，其中，所述基底采用聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯中的任意一种材料。
- 一种基因检测芯片，其中，包括权利要求1-15任意一项所述的基因检测基板。
- 根据权利要求16所述的基因检测芯片，其中，还包括封装膜，与所述基因检测基板对盒，以对所述基因检测基板中的基因检测通道进行封装；所述封装膜的对应所述基因检测通道中第二子槽的区域能与所述第二子槽的内壁贴合并连接。
- 根据权利要求17所述的基因检测芯片，其中，所述封装膜包括双面胶膜或者紫外固化胶膜。
- 根据权利要求16所述的基因检测芯片，其中，包括多块所述基因检测基板，多块所述基因检测基板相互拼接，且多块所述基因检测基板中的基因检测通道相互隔断。
- 一种基因检测样本的制备方法，其中，包括：制备基因检测基板；将封装膜与所述基因检测基板对盒，形成基因检测芯片；向所述基因检测芯片中基因检测通道的进样槽注入样品试剂；当所述基因检测通道中所述样品试剂注满时，将所述封装膜的对应所述基因检测通道中第二子槽的区域与所述第二子槽的内壁贴合并连接。
- 根据权利要求20所述的制备方法，其中，所述制备基因检测基板，包括：采用构图工艺在基底上制备所述基因检测通道。
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