CN207259494U - 液滴颗粒承载包装芯片结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液滴颗粒承载包装芯片结构，旨在解决体外分子诊断样品取样形成的液滴稳定性和均一性不佳，容易受到外界的污染，从而影响检测的精准度的不足。该实用新型包括高透光率的芯片本体，芯片本体两端分别设有集油槽和液面控制油槽，集油槽上连接硅胶密封盖，硅胶密封盖上密封贯穿有取液枪头，芯片本体内设有微米级的依次连通的斜滑道、液滴储存池、排油流道，斜滑道与集油槽下端连通，斜滑道从与集油槽连通端向另一端由上往下倾斜设置，排油流道孔径小于液滴储存池高度且排油流道设置在液滴储存池顶端边缘位置，排油流道与液面控制油槽连通，芯片本体内设有储油槽，芯片本体上设有和储油槽连通的排气孔。

Description

液滴颗粒承载包装芯片结构

技术领域

本实用新型涉及体外分子诊断和生物基因研究领域，更具体地说，它涉及一种液滴颗粒承载包装芯片结构。

背景技术

目前荧光定量PCR（Fluorescence Quantitative Polymerase Chain Reaction，qPCR）已发展成为体外分子诊断领域一项关键的常规技术，极大地推动了生命科学在卫生医疗领域的发展。但是，荧光定量PCR定量只是相对定量，其准确度和重现性依然不能够满足目前体外分子诊断系统和生物基因学领域研究的要求。另外，由于PCR扩增产物对酶催化反应的抑制作用，基于目前qPCR技术的基因变异检测方法对体细胞中低丰度的基因变异常常无能为力的。

所以，数字PCR（Digital PCR，dPCR）是一种基于单分子PCR方法来进行计数的核酸定量方法，是一种绝对定量的方法。当前主要采用微流控或微滴化方法，将大量稀释后的核酸溶液分散至芯片的微反应器或微滴中，每个反应器的核酸模板数少于或者等于1个。这样经过PCR循环之后，有核酸分子模板的反应器就会给出荧光信号，没有模板的反应器就没有荧光信号。根据相对比例和反应器的体积，就可以推算出原始溶液的核酸浓度。与传统定量PCR不同，数字PCR通过直接计数的方法，可以实现起始DNA模板的绝对定量。另外，数字PCR还是一种可以在大量的野生型DNA背景中鉴定出微量突变体的方法。由于数字PCR技术可以将模板DNA分子事先分隔开来单独进行扩增，这就避免了高丰度等位基因核酸对变异核酸的扩增抑制，因此提高了微量变异核酸的检出效率。乳滴数字PCR技术能够检测低至0.001%的突变片段，而测序及常规实时荧光定量PCR法对少于1%的突变是无能为力的，因此微滴式数字PCR技术可将突变检测灵敏度提高1000倍。样品扩增检测之前需要形成微米级的液滴颗粒，现在常用的方法形成的液滴稳定性和均一性不佳，容易受到外界的污染，从而影响检测的精准度。

实用新型内容

本实用新型克服了体外分子诊断样品取样形成的液滴稳定性和均一性不佳，容易受到外界的污染，从而影响检测的精准度的不足，提供了一种液滴颗粒承载包装芯片结构，它形成的液滴稳定性和均一性好，不易受到外界的污染，确保了检测的精准度，避免了假阳性的出现。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种液滴颗粒承载包装芯片结构，包括高透光率的芯片本体，芯片本体两端分别设有集油槽和液面控制油槽，集油槽上连接硅胶密封盖，硅胶密封盖上密封贯穿有取液枪头，芯片本体内设有微米级的依次连通的斜滑道、液滴储存池、排油流道，斜滑道与集油槽下端连通，斜滑道从与集油槽连通端向另一端由上往下倾斜设置，排油流道孔径小于液滴储存池高度且排油流道设置在液滴储存池顶端边缘位置，排油流道与液面控制油槽连通，芯片本体内设有储油槽，芯片本体上设有和储油槽连通的排气孔，芯片本体上液面控制油槽和储油槽之间设有引流槽，引流槽下端贯通到储油槽。

样本取样时，首先，在芯片本体的内腔灌满油相流体，且确保油相的液面以保持不外溢流入储油槽为准，并用硅胶密封盖将芯片集油槽端口密闭，使油相流体在密闭的空间内保持稳定，不外溢。取液枪头的下端口完全浸入在油相中，取液枪头内的样本流体，在液滴形成机构的动力作用下取液枪头摆动的同时振动，从而使液滴从取液枪头的下端流出，首先在集油槽内的油相中形成液滴颗粒，由于，液滴颗粒的比重大于油相的比重，所以，液滴颗粒由于自身的重力作用，顺着斜滑道流向液滴储存池；液滴颗粒不断形成而进入液滴储存池内，液滴储存池内的油相就要被排挤出液滴储存池，这样才能保证液滴储存池内的液滴颗粒，所受的压力与外界环境的气压一致，保持相对液滴颗粒的稳定性，而集油槽的上端口，是由硅胶密封盖密闭的，因此，需要排出的油相，只能通过排油流道流出，并通过液面控制油槽进入储油槽内。当液滴颗粒形成后，取液枪头拔出，硅胶密封盖由于自身的弹性又将芯片接口密闭。液面控制油槽可以用来衡量集油槽内油相液面的高度，同时，也确保集油槽内油相液面的高度恒定，使整个排油流道都被油相流体所占满而密闭，确保形成的液滴颗粒完全处在油相流体的包被中而不会受到任何污染。当液滴颗粒形成完成后，取下取液枪头，将整个芯片拿去进行加温扩增，此时，由于油相和水相样本的液滴颗粒在升温时都会膨胀，由于芯片集油槽的上端口处被硅胶密封盖密闭，所以，当液滴储存池内的流体体积增大时，多余的体积就会通过液面控制油槽的引流槽溢出，流入储油槽，使液滴储存池内的压力与外界气压保持一致，确保液滴颗粒不会受到压力的影响而融合；由于芯片的材料是高透光率的材料，确保在提取液滴颗粒的荧光信号时不受到损耗。芯片本体具有较好的导热效果，也具有很好的热稳定性，同时具有很好的分子结构稳定性，与多种流体不会发生反应。这种液滴颗粒承载包装芯片结构形成的液滴稳定性和均一性好，不易受到外界的污染，确保了检测的精准度，避免了假阳性的出现。

作为优选，芯片本体包括上片和下片，斜滑道、液滴储存池、排油流道、储油槽设置在上片和下片之间，集油槽、液面控制油槽、排气孔均设置在上片上。由上片和下片连接在一起构成的芯片本体制造方便，成本低。

作为优选，取液枪头下端设有若干毛细喷嘴，毛细喷嘴密封贯穿硅胶密封盖。毛细喷嘴有利于形成液滴颗粒。

作为优选，芯片本体上和集油槽、液面控制油槽均对应设有腰圆凸起，集油槽、液面控制油槽分别设置在两腰圆凸起上，集油槽、液面控制油槽均呈腰圆形。这种结构设置的集油槽和液面控制油槽便于控制油液高度，确保液滴颗粒完全被油相抱住，而不会受到外界污染。

作为优选，液滴储存池高度仅供单层液滴平铺通过。液滴颗粒单层流过液滴储存池，防止液滴颗粒堆叠而损坏液滴颗粒，同时便于检测，有利于提高检测精准度。

作为优选，排油流道沿着液面控制油槽底部边缘设有一排。设置一排排油流道有利于油相从液滴储存池中快速排出。

作为优选，斜滑道、液滴储存池、排油流道内表面均经过疏水处理。经过疏水处理以确保液滴颗粒在流动的过程中所受阻力最小。

作为优选，集油槽宽度从上往下逐渐减小，集油槽内壁呈弧形结构。集油槽有利于液滴向下流动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：液滴颗粒承载包装芯片结构形成的液滴稳定性和均一性好，不易受到外界的污染，确保了检测的精准度，避免了假阳性的出现。

附图说明

图1是本实用新型的剖视图；

图2是本实用新型的芯片本体内部结构示意图；

图3是本实用新型的局部结构示意图；

图中：1、集油槽，2、液面控制油槽，3、硅胶密封盖，4、取液枪头，5、斜滑道，6、液滴储存池，7、排油流道，8、储油槽，9、排气孔，10、引流槽，11、上片，12、下片，13、毛细喷嘴，14、腰圆凸起，15、油相，16、样本，17、液滴颗粒。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体描述：

实施例：一种液滴颗粒承载包装芯片结构（参见附图1至3），包括高透光率的芯片本体，芯片本体两端分别设有集油槽1和液面控制油槽2，集油槽上连接硅胶密封盖3，硅胶密封盖上密封贯穿有取液枪头4，取液枪头下端设有若干毛细喷嘴13，毛细喷嘴密封贯穿硅胶密封盖。芯片本体内设有微米级的依次连通的斜滑道5、液滴储存池6、排油流道7，斜滑道与集油槽下端连通，斜滑道从与集油槽连通端向另一端由上往下倾斜设置，排油流道孔径小于液滴储存池高度且排油流道设置在液滴储存池顶端边缘位置，排油流道与液面控制油槽连通，芯片本体内设有储油槽8，芯片本体上设有和储油槽连通的排气孔9，芯片本体上液面控制油槽和储油槽之间设有引流槽10，引流槽下端贯通到储油槽。芯片本体包括上片11和下片12，斜滑道、液滴储存池、排油流道、储油槽设置在上片和下片之间，集油槽、液面控制油槽、排气孔均设置在上片上。芯片本体上和集油槽、液面控制油槽均对应设有腰圆凸起14，集油槽、液面控制油槽分别设置在两腰圆凸起上，集油槽、液面控制油槽均呈腰圆形。集油槽宽度从上往下逐渐减小，集油槽内壁呈弧形结构。液滴储存池高度仅供单层液滴平铺通过。排油流道沿着液面控制油槽底部边缘设有一排。斜滑道、液滴储存池、排油流道内表面均经过疏水处理。斜滑道、液滴储存池、储油槽均呈矩形结构，斜滑道、液滴储存池的上下高度均略大于液滴颗粒直径，刚好可供单个液滴颗粒通过。

样本取样时，首先，在芯片本体的内腔灌满油相15流体，且确保油相的液面以保持不外溢流入储油槽为准，并用硅胶密封盖将芯片集油槽端口密闭，使油相流体在密闭的空间内保持稳定，不外溢。取液枪头的下端口完全浸入在油相中，取液枪头内的样本16流体，在液滴形成机构的动力作用下取液枪头摆动的同时振动，从而使液滴从取液枪头的下端流出，首先在集油槽内的油相中形成液滴颗粒17，由于，液滴颗粒的比重大于油相的比重，所以，液滴颗粒由于自身的重力作用，顺着斜滑道流向液滴储存池；液滴颗粒不断形成而进入液滴储存池内，液滴储存池内的油相就要被排挤出液滴储存池，这样才能保证液滴储存池内的液滴颗粒，所受的压力与外界环境的气压一致，保持相对液滴颗粒的稳定性，而集油槽的上端口，是由硅胶密封盖密闭的，因此，需要排出的油相，只能通过排油流道流出，并通过液面控制油槽进入储油槽内。当液滴颗粒形成后，取液枪头拔出，硅胶密封盖由于自身的弹性又将芯片接口密闭。液面控制油槽可以用来衡量集油槽内油相液面的高度，同时，也确保集油槽内油相液面的高度恒定，使整个排油流道都被油相流体所占满而密闭，确保形成的液滴颗粒完全处在油相流体的包被中而不会受到任何污染。当液滴颗粒形成完成后，取下取液枪头，将整个芯片拿去进行加温扩增，此时，由于油相和水相样本的液滴颗粒在升温时都会膨胀，由于芯片集油槽的上端口处被硅胶密封盖密闭，所以，当液滴储存池内的流体体积增大时，多余的体积就会通过液面控制油槽的引流槽溢出，流入储油槽，使液滴储存池内的压力与外界气压保持一致，确保液滴颗粒不会受到压力的影响而融合；由于芯片的材料是高透光率的材料，确保在提取液滴颗粒的荧光信号时不受到损耗。芯片本体具有较好的导热效果，也具有很好的热稳定性，同时具有很好的分子结构稳定性，与多种流体不会发生反应。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种液滴颗粒承载包装芯片结构，其特征是，包括高透光率的芯片本体，芯片本体两端分别设有集油槽和液面控制油槽，集油槽上连接硅胶密封盖，硅胶密封盖上密封贯穿有取液枪头，芯片本体内设有微米级的依次连通的斜滑道、液滴储存池、排油流道，斜滑道与集油槽下端连通，斜滑道从与集油槽连通端向另一端由上往下倾斜设置，排油流道孔径小于液滴储存池高度且排油流道设置在液滴储存池顶端边缘位置，排油流道与液面控制油槽连通，芯片本体内设有储油槽，芯片本体上设有和储油槽连通的排气孔，芯片本体上液面控制油槽和储油槽之间设有引流槽，引流槽下端贯通到储油槽。

2.根据权利要求1所述的液滴颗粒承载包装芯片结构，其特征是，芯片本体包括上片和下片，斜滑道、液滴储存池、排油流道、储油槽设置在上片和下片之间，集油槽、液面控制油槽、排气孔均设置在上片上。

3.根据权利要求1所述的液滴颗粒承载包装芯片结构，其特征是，取液枪头下端设有若干毛细喷嘴，毛细喷嘴密封贯穿硅胶密封盖。

4.根据权利要求1所述的液滴颗粒承载包装芯片结构，其特征是，芯片本体上和集油槽、液面控制油槽均对应设有腰圆凸起，集油槽、液面控制油槽分别设置在两腰圆凸起上，集油槽、液面控制油槽均呈腰圆形。

5.根据权利要求1所述的液滴颗粒承载包装芯片结构，其特征是，液滴储存池高度仅供单层液滴平铺通过。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的液滴颗粒承载包装芯片结构，其特征是，排油流道沿着液面控制油槽底部边缘设有一排。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的液滴颗粒承载包装芯片结构，其特征是，斜滑道、液滴储存池、排油流道内表面均经过疏水处理。

8.根据权利要求1至5任意一项所述的液滴颗粒承载包装芯片结构，其特征是，集油槽宽度从上往下逐渐减小，集油槽内壁呈弧形结构。