CN209702723U - 一种数字pcr芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数字PCR芯片，包括设置有进液口、排液口及腔体单元的芯片本体，所述腔体单元包括液滴存储腔、连通所述液滴存储腔与所述进液口的第一通道，以及连通所述液滴存储腔与所述排液口的第二通道，同一所述腔体单元上所述第一通道与所述第二通道均呈直形延伸，且所述第一通道与所述第二通道的延伸方向相互平行或共线，所述腔体单元设置有多组，所有的所述腔体单元在所述芯片本体的宽度方向上排列形成至少两排，每一排的所有所述腔体单元沿所述芯片本体的长度方向依次间隔排布并形成多列，使得该数字PCR芯片能够同时支持多通道液滴生成、转移及平铺的过程，兼具高通量与高集成度的优点。

Description

一种数字PCR芯片

技术领域

本实用新型涉及一种数字PCR芯片。

背景技术

随着医疗模式的转变和个体化用药的不断发展，医学检验界迫切地需要快速、精确的检测手段，分子检测则发挥出独特的优势。

目前，分子检测技术主要有核酸分子杂交、聚合酶链式反应（PCR）和生物芯片技术等，分子检测产品主要应用在肿瘤、感染、遗传、产前筛查等临床各科的检测，以及体检中心、技术服务中心、第三方检测机构及微生物快速检测市场等方面。

作为分子检测的重要技术手段，PCR能够定性和定量地检测目标核算分子，在低丰度检测、稀有突变检测等日益增大的应用需求背景下，数字PCR作为一种核酸分子绝对定量技术，它将一个荧光定量PCR反应体系分配到大量微小的反应器中，在每个微反应器中包含1个或多个拷贝的目标核酸分子，进行“单分子模板PCR扩增”，扩增结束后，通过对阳性反应单元的数目和统计学方法计算原始样本中靶基因的拷贝数，数字PCR无需依赖对照品和标准曲线就可以精确地绝对定量检测。

当前，血常规、细胞学、病理学及免疫学等检验手段均朝着自动化、一体化、标准化的方向发展，但由于分子检测自身技术的复杂性，从样本到结果的自动化实现过程中存在着诸多难以解决的技术问题。单就数字PCR检测仪的微液滴观测而言，传统方式要么通量高功能集成度低，要么通量低功能集成度高，一般不能兼顾通量和功能集成度。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种通量及功能集成度都较高的数字PCR芯片。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种数字PCR芯片，包括设置有进液口、排液口及腔体单元的芯片本体，所述腔体单元包括液滴存储腔、连通所述液滴存储腔与所述进液口的第一通道，以及连通所述液滴存储腔与所述排液口的第二通道，同一所述腔体单元上所述第一通道与所述第二通道均呈直形延伸，且所述第一通道与所述第二通道的延伸方向相互平行或共线，所述腔体单元设置有多组，所有的所述腔体单元在所述芯片本体的宽度方向上排列形成至少两排，每一排的所有所述腔体单元沿所述芯片本体的长度方向依次间隔排布并形成多列。

根据本实用新型的一种优选方案，同一所述腔体单元上所述第一通道与所述第二通道分设于所述液滴存储腔相异的两侧。

根据本实用新型的一种优选方案，所有的所述腔体单元中，所有的所述第一通道的延伸方向相互平行，所有的所述第二通道的延伸方向相互平行。

进一步地，所述第一通道/所述第二通道的长度延伸方向与所述芯片本体的宽度延伸方向之间的夹角为10°～45°。

根据本实用新型的一种优选方案，所述芯片本体上所述进液口的个数、所述排液口的个数分别与所述腔体单元的个数一致。

进一步地，所述芯片还包括直立设置在所述芯片本体上且与所述进液口连通的进液管、直立设置在所述芯片本体上且与所述排液口连通的排液管，所述进液管、所述排液管的个数分别与所述腔体单元的个数一致。

根据本实用新型的一种优选方案，相邻两排所述腔体单元中的所述第一通道相邻设置。

进一步地，每个所述腔体单元均对应一个所述的进液口与所述的排液口，沿所述芯片本体的宽度方向上，相邻两排的两个所述腔体单元中，两个所述进液口位于两个所述排液口之间。

更进一步地，相邻两排所有的所述腔体单元所对应的所有所述进液口，在所述芯片本体上沿同一直线方向逐一交替地间隔排布。

作为一种优选的实施方式，所述芯片本体上共设置有8组所述腔体单元，所有的所述腔体单元排列呈2排4列。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型的数字PCR芯片，其中通过在芯片本体上设置多组腔体单元，以及对应地设置多组进液口、出液口，并使得多组腔体单元在芯片本体上按序排布形成多排多列，这样，使得该数字PCR芯片能够同时支持多通道液滴生成、转移及平铺的过程，兼具高通量与高集成度的优点。

附图说明

附图1为本实用新型一具体实施例的PCR芯片的整体结构示意图；

附图2为附图1的PCR芯片的透视结构示意图；

附图3为附图1的PCR芯片的俯视图；

附图4为沿附图3中A-A向剖视结构示意图；

附图5为附图1的PCR芯片的正视图；

附图6为沿附图5中B-B向剖视结构示意图；

其中：1、芯片本体；2、2’、进液管；3、3’、排液管；4、4’、进液口；5、5’、排液口；6、6’、腔体单元；60、60’、液滴存储腔；61、61’、第一通道；62、62’、第二通道。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。

参见图1至6所示的数字PCR芯片，包括芯片本体1，芯片本体1上设置有进液口4（4’）、排液口5（5’）及腔体单元6（6’），该腔体单元6（6’）包括液滴存储腔60（60’）、连通液滴存储腔60（60’）与进液口4（4’）的第一通道61（61’），以及连通液滴存储腔60（60’）与排液口5（5’）的第二通道62（62’），同一腔体单元6（6’）上第一通道61（61’）与第二通道62（62’）均呈直形延伸，且第一通道61（61’）与第二通道62（62’）的延伸方向相互平行或共线延伸。

该芯片本体1上设置多组腔体单元6（6’），所有的腔体单元6（6’）在芯片本体1的宽度方向上排列形成至少两排，每一排的所有腔体单元6（6’）沿芯片本体1的长度方向依次间隔排布形成多列。如此，该PCR芯片能够同时支持多通道的液滴生成、转移及平铺，兼具高集成度与高通量的优点。

参见各附图所示，本实施例中，同一腔体单元6（6’）中，第一通道61（61’）与第二通道62（62’）分设于液滴存储腔60（60’）的相异两侧，且第一通道61（61’）与第二通道62（62’）沿同一长度方向延伸。液滴存储腔60（60’）的截面设置为菱形，其中一组对角分别连通第一通道61（61’）与第二通道62（62’），另外一组对角均设置呈圆弧角结构。

芯片本体1上，所有第一通道61、61’的延伸方向相互平行，所有的第二通道62、62’的延伸方向也相互平行。第一通道61（61’）、第二通道62（62’）的长度延伸方向与芯片本体1的宽度延伸方向之间的夹角为10°～45°。这样使得相邻两排腔体单元6、6’在芯片本体1上呈现交错分布，能够充分有效地利用芯片本体1上的空间，利于在芯片本体1有限的尺寸范围内设置更多组的腔体单元6（6’），从而提高芯片本体1的通量。

芯片本体1上进液口4（4’）的个数、出液口5（5’）的个数分别与腔体单元6（6’）的个数一致。该PCR芯片还包括直立设置在芯片本体1上且与进液口4（4’）连通的进液管2（2’）、直立设置在芯片本体1上且与排液口5（5’）连通的排液管3（3’），上述进液管2（2’）、排液管3（3’）的个数也分别与腔体单元6（6’）的个数一致。

本实施例中，芯片本体1上共设置有8组腔体单元6（6’），所有的腔体单元6（6’）排列呈两排四列，每一排均设有四组腔体单元6（6’）。

两排腔体单元6、6’中，两组第一通道61、61’相邻地设置。沿芯片本体1的宽度方向上，相邻两排两个腔体单元6、6’中，两个进液口2、2’位于两个排液口3、3’之间。这些腔体单元6、6’所对应的进液口4、4’，在芯片本体1上沿同一直线方向逐一交替地排布，亦即，第一排腔体单元6对应的进液口4与第二排腔体单元6’对应的进液口4’逐一交替地排布；对应地，第一排腔体单元6对应的进液管2与第二排腔体单元6’对应的进液管2’也逐一交替地排布。这样不仅结构紧凑，外观也较为美观，而且也便于微管道与进液管2、2’的配合上样而完成液滴生成的操作，以及负压源与排液管3、3’配合以产生负压而通过负压驱动液滴转移、平铺过程的完成。

综上，本实用新型的数字PCR芯片，其能够同时支持多通道液滴生成、转移及平铺的过程，兼具高通量与高集成度的优点。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数字PCR芯片，包括设置有进液口、排液口及腔体单元的芯片本体，所述腔体单元包括液滴存储腔、连通所述液滴存储腔与所述进液口的第一通道，以及连通所述液滴存储腔与所述排液口的第二通道，其特征在于：同一所述腔体单元上所述第一通道与所述第二通道均呈直形延伸，且所述第一通道与所述第二通道的延伸方向相互平行或共线，所述腔体单元设置有多组，所有的所述腔体单元在所述芯片本体的宽度方向上排列形成至少两排，每一排的所有所述腔体单元沿所述芯片本体的长度方向依次间隔排布并形成多列。

2.根据权利要求1所述的数字PCR芯片，其特征在于：同一所述腔体单元上所述第一通道与所述第二通道分设于所述液滴存储腔相异的两侧。

3.根据权利要求1所述的数字PCR芯片，其特征在于：所有的所述腔体单元中，所有的所述第一通道的延伸方向相互平行，所有的所述第二通道的延伸方向相互平行。

4.根据权利要求3所述的数字PCR芯片，其特征在于：所述第一通道/所述第二通道的长度延伸方向与所述芯片本体的宽度延伸方向之间的夹角为10°～45°。

5.根据权利要求1所述的数字PCR芯片，其特征在于：所述芯片本体上所述进液口的个数、所述排液口的个数分别与所述腔体单元的个数一致。

6.根据权利要求5所述的数字PCR芯片，其特征在于：所述芯片还包括直立设置在所述芯片本体上且与所述进液口连通的进液管、直立设置在所述芯片本体上且与所述排液口连通的排液管，所述进液管、所述排液管的个数分别与所述腔体单元的个数一致。

7.根据权利要求1所述的数字PCR芯片，其特征在于：相邻两排所述腔体单元中的所述第一通道相邻设置。

8.根据权利要求7所述的数字PCR芯片，其特征在于：每个所述腔体单元均对应一个所述的进液口与所述的排液口，沿所述芯片本体的宽度方向上，相邻两排的两个所述腔体单元中，两个所述进液口位于两个所述排液口之间。

9.根据权利要求8所述的数字PCR芯片，其特征在于：相邻两排所有的所述腔体单元所对应的所有所述进液口，在所述芯片本体上沿同一直线方向逐一交替地间隔排布。

10.根据权利要求1至9任一项所述的数字PCR芯片，其特征在于：所述芯片本体上共设置有8组所述腔体单元，所有的所述腔体单元排列呈2排4列。