CN209778857U - 数字pcr芯片及其制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种数字PCR芯片及其制备装置，数字PCR芯片包括：基底(11)和设置在基底(11)上方的结构层(12)，结构层(12)具有至少一个样品通道，每个样品通道包括具有多个微孔(121)的微孔结构和用于盛放多余的样品的溢出腔(122)，溢出腔(122)位于微孔结构的至少一侧上。本实用新型的技术方案防止多余的样品溢出的情况，使用方便，提高检测效率，制作成本低、产量高，提高了样品通量。

Description

数字PCR芯片及其制备装置

技术领域

本实用新型涉及生物检测技术领域，具体涉及一种数字PCR芯片及其制备装置。

背景技术

聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)作为一种核酸检测技术，自诞生以来，已经成为生命科学研究和临床分子诊断领域最为重要的支撑技术，极大地推动了生命科学各个领域的发展。经过短短的三十多年，PCR技术已经从第一代发展到第三代，第三代PCR技术被称作数字PCR技术(Digital PCR，简称dPCR)，通过将样品分配到大量反应单元中，每个单元包含一个或多个拷贝的目标分子(DNA模板)，对目标分子进行PCR扩增，扩增结束后对反应单元的荧光信号进行统计学分析。数字PCR技术无需标准曲线和参照，对影响PCR反应效率的抑制物不敏感，是一种核酸分子绝对定量技术。与传统PCR技术相比，数字PCR技术具有高灵敏度、高特异性和精确定量等优点，在极微量核酸样本检测、复杂背景下稀有突变检测、表达量微小差异鉴定和拷贝数变异检测等方面得到了广泛应用。

目前，数字PCR技术平台主要有三类：大规模集成微流控芯片、液滴和微腔式数字PCR系统。其中，微腔式数字PCR基于微纳加工技术，在芯片上预先加工出高密度的微反应腔，利用微反应腔对样品进行划分，形成空间上相互独立的反应单元，这样可以保持样品完全隔离，有效防止交叉污染，减少移液操作。微反应腔的体积确定和位置固定不变，便于实现实时荧光检测，降低对检测系统的要求，提高了检测的精密度和稳定性。微腔式数字PCR系统具有开放特性，适用于多种PCR反应需求。

2013年，Life Technologies公司推出一款基于微腔的QuantStudio^TM 3D数字PCR系统，该系统的数字PCR芯片采用硅基材料，在硅片表面加工出20000个微孔阵列，用于划分样品。使用数字PCR芯片检测时，样品填满微孔阵列之后，数字PCR芯片上会存在多余的样品，多余的样品较多时对PCR反应产生影响，进而影响检测精度。并且硅基数字PCR芯片采用紫外光刻和干法刻蚀等微纳加工技术进行批量生产，制作过程复杂，产量低，成本高，大大增加了样品的检测成本；而且样品通量较低，性能提升的空间受限，这大大限制了其应用范围。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种数字PCR芯片及其制备装置，以解决现有技术中数字PCR芯片制作成本高、产量低、样品通量低和PCR反应热传导效率低等问题，同时减小多余样品对检测精度的影响。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种数字PCR芯片包括：基底和设置在基底上方的结构层，结构层具有至少一个样品通道，每个样品通道包括具有多个微孔的微孔结构和用于盛放多余的样品的溢出腔，溢出腔位于微孔结构的至少一侧上。

进一步地，结构层具有亲水性结构，以增强微孔结构的亲水性。

进一步地，基底为柔性聚合物薄膜。

进一步地，基底为PET薄膜。

进一步地，结构层为紫外纳米压印胶。

进一步地，结构层为PEGDA。

进一步地，溢出腔的体积为Vc，微孔的体积为Vo，微孔的的数量为N，样品的体积为V，其中，Vc≥V-Vo×N，和/或，微孔的深度为Hr，溢出腔的深度为Hc，其中，Hc≤Hr，和/或，基底的厚度H为0.03～0.5mm，和/或，微孔为圆孔、椭圆孔、锥孔或多边形孔，和/或，多个微孔形成矩形阵列或六角阵列。

本实用新型还提供一种制备上述的数字PCR芯片的制备装置，包括：传输结构，用于传输基底；涂布结构，用于将压印胶涂布在基底上；成型结构，包括成型模具，成型模具的表面具有多个间隔设置的第一凸起及围绕在多个第一凸起的至少一侧的第二凸起，多个第一凸起和第二凸起分别用于压印出微孔结构和溢出腔；紫外固化结构，设置在成型结构的一侧并用于对压印完的压印胶进行固化成型。

进一步地，成型模具的表面具有亲水性结构，和/或，传输结构包括间隔设置的放卷辊和收卷辊，基底放置在放卷辊上且其自由端缠绕在收卷辊上，和/或，成型结构还包括支撑结构，支撑结构与成型模具左右紧邻设置，和/或，紫外固化结构设置在成型模具的下方。

本实用新型技术方案，具有如下优点：微孔结构中的多个微孔用于划分样品，样品通量高，并且可调范围大；溢出腔用于盛放多余的样品，这样就可以将多余的样品存放在溢出腔中，不会对PCR反应产生影响，提高检测精度。芯片结构厚度薄，可以提高PCR反应的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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示出了本实用新型的第一种实施方式中提供的数字PCR芯片的立体示意图；

图2示出了图1的数字PCR芯片的分解示意图；

图3示出了图1的数字PCR芯片的俯视示意图；

图4示出了图3的数字PCR芯片的A-A向剖视示意图；

图5示出了图4的数字PCR芯片的B处放大示意图；

图6示出了本实用新型的第二种实施方式中提供的数字PCR芯片的立体示意图；

图7示出了图6的数字PCR芯片的俯视示意图；

图8示出了本实用新型提供的制备数字PCR芯片的制备装置的简易示意图；

图9示出了本实用新型提供的数字PCR芯片在使用时滴加样品的结构示意图；

图10示出了图9的数字PCR芯片在使用时挤压样品的结构示意图；

图11示出了图9的数字PCR芯片在使用时密封完样品的结构示意图；

图12示出了本实用新型提供的数字PCR芯片在使用时另一种挤压样品的结构示意图。

附图标记说明：

11、基底；12、结构层；121、微孔；122、溢出腔；13、密封层；21、放卷辊；22、涂布结构；23、支撑压轮；24、成型轮；25、紫外固化结构；26、收卷辊；30、滚轴；40、密封胶带；50、样品。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例的数字PCR芯片包括：基底11和设置在基底11上方的结构层12，结构层12具有一个样品通道，每个样品通道包括具有多个微孔121的微孔结构和用于盛放多余的样品的溢出腔122，溢出腔122位于微孔结构的至少一侧上。

应用本实施例的数字PCR芯片，微孔结构中的多个微孔121用于划分样品，样品通量高，并且可调范围大；溢出腔122用于盛放多余的样品，这样就可以将多余的样品存放在溢出腔中，不会对PCR反应产生影响，提高检测精度。芯片结构厚度薄，可以提高PCR反应的效率。

在本实施例中，结构层12具有亲水性结构，以增强微孔结构的亲水性，便于样品在结构层铺开，填充微孔结构。

在本实施例中，基底11为柔性聚合物薄膜，柔性聚合物薄膜具有成本低、高效能、高品质和高精度等优点，可以实现芯片的快速、批量生产。具体地，基底11为PET(polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二酯)薄膜。PET薄膜具有以下优点：1、PET薄膜在较大温度范围内具有优良的物理机械性能，长期工作温度大于100℃，机械性能受温度变化的影响很小，满足PCR反应对温度的要求。2、PET薄膜无色透明，透过率高，可用于紫外压印。3、PET薄膜无毒、无味，具有良好的生物兼容性。当然，基底也可以为PC薄膜、PMMA薄膜等，并不限于此。

根据固化方式划分，纳米压印可以分为热压印和紫外压印，与热压印相比，紫外压印对压力和温度的要求较低，可以避免加热所导致的模板结构和基底热膨胀，可以获得更精确的图形转移。本实用新型采用紫外压印实现图形转移，由于压印胶与样品直接接触，因此需要压印胶具有良好的生物兼容性，具体地，压印胶为紫外光固化高分子聚合物，压印胶作为结构层，即结构层12为紫外纳米压印胶，该紫外纳米压印胶具有良好的生物兼容性，不与样品发生反应，且紫外纳米压印胶用于将成型模具的模板结构转移至PET薄膜上，形成微腔阵列，实现样品划分。优选地，结构层12为PEGDA(聚乙二醇双丙烯酸酯)，光敏剂为2-Hydroxy-2-methylpropiophenone(2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮)。

在本实施例中，对PET薄膜进行表面改性处理，可以增强薄膜与压印胶之间的粘着力，防止在脱模过程中压印胶与PET薄膜基底分离。

在本实施例中，溢出腔122为U形凹槽，即溢出腔122围绕在微孔结构的部分外侧。当然，溢出腔的形状并不限于此，需要根据微孔结构的形状进行调整。

在本实施例中，溢出腔122的体积为Vc，微孔121的体积为Vo，微孔121的数量为N，样品50的体积为V，其中，Vc≥V-Vo×N，进一步防止样品溢出的情况。

在本实施例中，微孔121的深度为Hr，溢出腔122的深度为Hc，如果Hc>Hr，容易导致结构层的位于微孔结构下方部分的厚度增加，芯片整体厚度增加，不利于热量传导。为了提升热传导效果，需要Hc≤Hr，使得结构层的位于微孔结构下方部分的厚度较薄，在对数字PCR芯片进行加热时热量传导快，缩短样品的扩增时间，还便于在成型过程中精确控制微孔结构的深度。具体地，Hr为0.001～0.25mm。优选地，Hr为0.03～0.1mm。

在本实施例中，基底11作为结构层12的载体，用于承载压印胶，基底11的厚度H为0.03～0.5mm，提高芯片的机械强度。优选地，基底11的厚度H为0.05～0.1mm。

在本实施例中，如图3至图5所示，微孔121为锥孔。微孔121的锥角为0°～60°。优选地，微孔121的锥角为0°～30°。其中，锥孔可以为圆锥孔或棱锥孔等。当然，微孔也可以为圆孔、椭圆孔或多边形孔(如三角形孔、矩形孔等)等。

在本实施例中，多个微孔121形成六角阵列，增加单位面积的微孔的数量，提高了样品通量。当然，多个微孔121也可以形成矩形阵列。

实施例二

图6和图7示出了本实用新型的数字PCR芯片的实施例二的结构，实施例二的数字PCR芯片与实施例一的区别在于样品通道的数量不同，在实施例二中，结构层12具有八个样品通道。当然，样品通道的数量并不限于此。

本实用新型还提供了一种制备上述的数字PCR芯片的制备装置，如图8所示，制备装置包括：传输结构、涂布结构22、成型结构及紫外固化结构25，传输结构用于传输基底；涂布结构22用于将压印胶涂布在基底上；成型结构包括成型模具，成型模具的表面具有多个间隔设置的第一凸起及围绕在多个第一凸起的至少一侧的第二凸起，多个第一凸起和第二凸起分别用于压印出微孔结构和溢出腔122；紫外固化结构25设置在成型结构的一侧并用于对压印完的压印胶进行固化成型。

在本实施例中，成型模具的表面具有亲水性结构，可以将成型模具的模板结构压印到薄膜的同时也将亲水性结构压印到薄膜，进而在微孔结构的表面形成一层固有的亲水层，这样就无需对数字PCR芯片进行表面亲水性处理，直接在数字PCR芯片上加样使用。

在本实施例中，传输结构包括间隔设置的放卷辊21和收卷辊26，基底放置在放卷辊21上且其自由端缠绕在收卷辊26上，简化传输结构，进而使得制备装置的结构更简单。

在本实施例中，成型结构还包括支撑结构，支撑结构与成型模具左右紧邻设置，在支撑结构和成型模具的作用下，将成型模具的模板结构转移至压印胶上。具体地，成型模具为成型轮24，支撑结构为支撑压轮23，即采用卷对卷纳米压印工艺，可实现大面积微孔结构的快速、批量生产，具有低成本、高效能、高品质和高精度等优点，非常适合柔性薄膜压印。通过调整支撑压轮23和成型轮24之间的距离，可以提高胶层的均匀性，精确控制压印胶的厚度，确保压印胶充分填充模板结构上，同时减小压印胶的厚度。具体地，支撑压轮23为橡胶压轮，不会对薄膜造成损伤，保护薄膜。

在本实施例中，成型轮24包括轮体和设置在轮体的外周面上的金属模板结构，金属模板结构的表面上具有多个第一凸起及第二凸起。当然，也可以采用卷对板纳米压印工艺，此时成型模具为成型板，成型板包括固定板和设置在固定板的下表面上的金属模板结构。

优选地，金属模板结构粘接在轮体上，方便更换金属模板结构。当然，金属模板结构也可以采用其他固定方式固定在轮体上，或者，轮体和金属模板结构也可以一体成型。

在本实施例中，放卷辊21设置在支撑压轮23的远离成型轮24的一侧，收卷辊26设置在成型轮24的上方，基底的自由端穿过支撑压轮23和成型轮24之间后缠绕在收卷辊26上，简化制备装置的结构。

在本实施例中，紫外固化结构25设置在成型模具的下方，便于对压印后的压印胶进行固化。紫外固化结构用于实现纳米压印胶的固化成型，最终形成微孔结构。

在本实施例中，涂布结构22用于在PET薄膜表面涂覆纳米压印胶，涂布结构采用滴胶方式涂覆压印胶，控制滴胶量，防止发生溢胶，污染支撑压轮。具体地，涂布结构22的滴胶口设置在基底的与支撑压轮23和成型轮24均相切的部分的上方。当然，涂布结构的滴胶口也可以在其他位置上。

上述数字PCR芯片的制备方法包括：

步骤S10：在基底上涂布压印胶；

步骤S20：通过成型模具对涂布在基底上的压印胶进行压印，以形成微孔结构和溢出腔122；

步骤S30：对压印完的压印胶进行固化成型：

步骤S40：对固化后的压印胶进行脱膜。

上述制备方法具有以下优点：

1、由于反应单元体积的一致性影响数字PCR的检测精度，特别是对于高浓度样品，上述纳米压印工艺精度高，微孔结构尺寸一致性好，可以精确控制反应单元的体积，进而可以提高反应单元体积的一致性，从而提升数字PCR的检测精度。

2、由于样品通量的大小关系到数字PCR检测的动态范围，增加样品通量，可以提高数字PCR检测的动态范围，上述纳米压印工艺分辨率高，在单位面积薄膜表面可以压印出更多的微孔结构，大大提高了样品通量，进而提高数字PCR检测的动态范围。

3、上述纳米压印工艺可以压印出纳米到微米级结构，结构尺寸范围大，可以大大提高数字PCR芯片的使用范围，性能提升空间大。

4、采用纳米压印工艺制作数字PCR芯片，不需要复杂的光刻和刻蚀工艺，工艺简单，成本低，可以实现高效、批量化生产。

具体地，基底为柔性聚合物薄膜，柔性聚合物薄膜具有成本低、高效能、高品质和高精度等优点，可以实现芯片的快速、批量生产。具体地，基底为PET(polyethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸乙二酯)薄膜。PET薄膜具有以下优点：1、PET薄膜在较大温度范围内具有优良的物理机械性能，长期工作温度大于100℃，机械性能受温度变化的影响很小，满足PCR反应对温度的要求。2、PET薄膜无色透明，透过率高，可用于紫外压印。3、PET薄膜无毒、无味，具有良好的生物兼容性。当然，基底也可以为PC薄膜、PMMA薄膜等，并不限于此。

具体地，压印胶为紫外纳米压印胶，紫外纳米压印胶具有良好的生物兼容性，不与样品发生反应，且紫外纳米压印胶用于将成型模具的模板结构转移至PET薄膜上，形成微腔阵列，实现样品划分。具体地，压印胶为PEGDA(聚乙二醇双丙烯酸酯)，光敏剂为2-Hydroxy-2-methylpropiophenone(2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮)。

具体地，在步骤S20中，在支撑结构和成型模具的挤压作用下，将压印胶填充至成型模具的模板结构上。成型模具的模板结构与结构层上的微孔结构和溢出腔122为互补结构，这样在压印胶上就形成微孔结构和溢出腔122。当然，上述制备方法可以制备没有溢出腔的数字PCR芯片，并不限于此。

具体地，成型模具的表面具有亲水性结构，可以将成型模具的模板结构压印到薄膜的同时也将亲水性结构压印到薄膜，进而在微孔结构的表面形成一层固有的亲水层，这样就无需对数字PCR芯片进行表面亲水性处理，直接在数字PCR芯片上加样使用。

具体地，如图8所示，成型模具为成型轮24，支撑结构为支撑压轮23，即采用卷对卷纳米压印工艺，可实现大面积微孔结构的快速、批量生产，具有低成本、高效能、高品质和高精度等优点，非常适合柔性薄膜压印。通过调整支撑压轮23和成型轮24之间的距离，可以提高胶层的均匀性，精确控制压印胶的厚度，确保压印胶充分填充模板结构上，同时减小压印胶的厚度。具体地，支撑压轮23为橡胶压轮，不会对薄膜造成损伤，保护薄膜。

具体地，成型轮24包括轮体和设置在轮体的外周面上的金属模板结构。具体地，金属模板结构的表面上具有多个间隔设置的第一凸起及围绕在多个第一凸起的部分外侧的第二凸起，第一凸起用于压印出微孔，第二凸起用于压印出溢出腔。当然，也可以采用卷对板纳米压印工艺，此时成型模具为成型板，成型板包括固定板和设置在固定板的下表面上的金属模板结构。

优选地，金属模板结构粘接在轮体上，方便更换金属模板结构。当然，金属模板结构也可以采用其他固定方式固定在轮体上，或者，轮体和金属模板结构也可以一体成型。

具体地，在步骤S10之前还包括：步骤S01：将基底放置在放卷辊21上并将其自由端缠绕在收卷辊26上，放卷辊21和收卷辊26用于传输基底，收卷辊26将压印完的芯片进行收卷。将收卷后的数字PCR芯片进行裁切，可根据需要裁切成不同长度的数字PCR芯片，进而得到样品通道数量不同的数字PCR芯片，即得到不同规格的数字PCR芯片。

在步骤S30中，紫外光从基底的不具有微孔结构的一侧照射基底，即采用紫外固化的方式进行固化成型，紫外固化需要满足一定能量要求，能量的大小取决于紫外光的功率和曝光时间。通过调整PET薄膜的传输速度可以控制曝光时间，优化紫外光的功率、压印胶厚度和薄膜传输速度，在实现压印胶固化的同时，提高生产效率。并且调整紫外光的功率、PET薄膜传输速率和压印胶的厚度，实现压印胶的快速固化。

下面对数字PCR芯片的制备方法的工艺流程进行说明：

放卷：将PET膜卷放置于放卷辊上，抽出传送，调整PET膜卷的位置和角度，保证薄膜在运动过程中不产生弯曲、褶皱，然后去除PET薄膜表面的静电。

涂布：去除静电后，将PET薄膜按照指定路线传送至涂布结构，滴加纳米压印胶，使纳米压印胶涂覆于薄膜表面。

成型：将涂覆有压印胶的PET薄膜传送至成型结构，在支撑压轮和成型轮的挤压下，使压印胶充分填充成型轮的金属模板结构。

固化：将PET薄膜传送至紫外固化结构，紫外光照射压印胶，压印胶快速固化，以使成型轮的金属模板结构转移至PET薄膜上并形成微孔结构和溢出腔。

收卷：将固化后的压印胶从成型轮上脱模分离，完成脱模，然后将脱模后的PET薄膜传送至收卷辊，实现收卷，完成数字PCR芯片的制备。

图9至图11示出了上述数字PCR芯片的一种使用方法，该使用方法包括以下步骤：

步骤S100：将样品50滴加到数字PCR芯片上；

步骤S200：通过滚轴30的滚动挤压样品50使样品50填充到微孔结构中及多余的样品50溢出至溢出腔122中，并密封样品50；

步骤S300：对密封后的数字PCR芯片进行加热，以使样品50发生PCR反应。

通过滚轴的滚动挤压样品，可以使样品充分填充至微孔结构中，同时将多余样品挤出至溢出腔中，操作简便，提高检测效率。密封样品50防止样品在扩增过程中蒸发，同时避免样品交叉污染。

具体地，在步骤S200中，滚轴30上缠绕有密封胶带40，在挤压样品50的同时密封样品50，操作简便。当滚轴30从芯片的一侧滚到另一侧后，将密封胶带40切断，以便于密封后面的芯片，提高效率。密封胶带40作为密封层，密封微孔阵列，其中，密封胶带40具有生物兼容性，不与样品发生反应。具体地，密封胶带40为单面胶带，单面胶带的工作温度大于100℃，并且单面胶带无色透明，便于在PCR反应过程中实时观察反应单元。单面胶带作为密封层13，芯片的整体厚度将大大减小。在步骤S300中，对密封后的数字PCR芯片的上表面和下表面分别进行加热，形成“三明治”结构，提升热传导效果，缩短样品的扩增时间，大大提高PCR反应的效率。

具体地，密封胶带40的厚度Ht为0.025～0.1mm。优选地，密封胶带40的厚度Ht为0.025～0.05mm。

在步骤S100之前还包括：将数字PCR芯片固定于金属加热平板上，其中，结构层朝上。在密封后的数字PCR芯片的上方也放置金属加热平板，然后对数字PCR芯片的上表面和下表面分别进行加热。如果成型模具的模板结构上没有亲水性结构时，先将数字PCR芯片的表面进行亲水性处理，增强微孔结构的亲水性，便于样品在结构层铺展开，进入微孔结构；再将数字PCR芯片固定于金属加热板上。其中，亲水性处理为：将数字PCR芯片放入氧等离子体处理设备中，利用氧等离子体处理结构表面，在微孔结构表面形成硅羟基，增强亲水性。

图12示出了上述数字PCR芯片的另一种使用方法，该使用方法包括以下步骤：

将数字PCR芯片固定于金属加热板上，其中，结构层朝上；

将样品50滴加到数字PCR芯片上；

通过滚轴30的滚动挤压样品50使样品50填充到微孔结构中及多余的样品50溢出至溢出腔122中，滴加矿物油密封样品50；

对密封后的数字PCR芯片的下表面进行加热，以使样品50发生PCR反应。

其中，滚轴30上缠绕有一次性的薄膜，当滚轴30从芯片的一侧滚到另一侧后，将薄膜切断并将切下来的薄膜扔掉。

矿物油的粘度和密度低，流动性好，便于密封微孔结构，也不与样品和压印胶反应。其中，矿物油的工作温度大于100℃。矿物油无色透明，便于在PCR反应过程中实时观察反应单元。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型的上述的实施例实现了如下技术效果：

1、数字PCR芯片以PET薄膜和压印胶作为芯片基材，具有良好的物理机械性能、温度特性和生物兼容性，材料成本低，便于批量生产。并且以PET薄膜和压印胶为芯片基材，芯片的整体厚度可以大幅减小，热传导效果得到提升，这样可以显著缩短样品PCR反应所需的时间，提高检测效率。

2、数字PCR芯片以PET薄膜为基底，在其表面涂覆生物兼容性压印胶，在压印胶上压印微孔结构和溢出腔，微腔结构用于划分样品，溢出腔用于盛放多余的样品，数字PCR芯片采用纳米压印工艺进行制备具有如下优点：(1)、纳米压印工艺的加工精度高，可以保证微孔结构的一致性；(2)、纳米压印工艺分辨率高，单位面积上可以压印出更多的微腔阵列结构，大幅提高样品通量；(3)、采用纳米压印工艺可以压印纳米到微米级阵列结构，结构尺寸可调范围大，可以大大提高数字PCR芯片的使用范围；(4)、在单位时间内可以制作更多的数字PCR芯片，生产效率高，成本大幅降低。

3、数字PCR芯片在使用过程中灵活方便，可以根据实际需要裁切不同规格的数字PCR芯片。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种数字PCR芯片，其特征在于，包括：基底(11)和设置在所述基底(11)上方的结构层(12)，所述结构层(12)具有至少一个样品通道，每个所述样品通道包括具有多个微孔(121)的微孔结构和用于盛放多余的样品的溢出腔(122)，所述溢出腔(122)位于所述微孔结构的至少一侧上。

2.根据权利要求1所述的数字PCR芯片，其特征在于，所述结构层(12)具有亲水性结构，以增强所述微孔结构的亲水性。

3.根据权利要求1所述的数字PCR芯片，其特征在于，所述基底(11)为柔性聚合物薄膜。

4.根据权利要求3所述的数字PCR芯片，其特征在于，所述基底(11)为PET薄膜。

5.根据权利要求1所述的数字PCR芯片，其特征在于，所述结构层(12)为紫外纳米压印胶。

6.根据权利要求5所述的数字PCR芯片，其特征在于，所述结构层(12)为PEGDA。

7.根据权利要求1所述的数字PCR芯片，其特征在于，所述溢出腔(122)的体积为Vc，所述微孔(121)的体积为Vo，所述微孔(121)的数量为N，样品(50)的体积为V，其中，Vc≥V-Vo×N，和/或，所述微孔(121)的深度为Hr，所述溢出腔(122)的深度为Hc，其中，Hc≤Hr，和/或，所述基底(11)的厚度H为0.03～0.5mm，和/或，所述微孔(121)为圆孔、椭圆孔、锥孔或多边形孔，和/或，多个所述微孔(121)形成矩形阵列或六角阵列。

8.一种制备权利要求1至7中任一项所述的数字PCR芯片的制备装置，其特征在于，包括：

传输结构，用于传输基底；

涂布结构(22)，用于将压印胶涂布在所述基底上；

成型结构，包括成型模具，所述成型模具的表面具有多个间隔设置的第一凸起及围绕在所述多个第一凸起的至少一侧的第二凸起，多个所述第一凸起和所述第二凸起分别用于压印出微孔结构和溢出腔(122)；

紫外固化结构(25)，设置在所述成型结构的一侧并用于对压印完的所述压印胶进行固化成型。

9.根据权利要求8所述的制备装置，其特征在于，所述成型模具的表面具有亲水性结构，和/或，所述传输结构包括间隔设置的放卷辊(21)和收卷辊(26)，所述基底放置在所述放卷辊(21)上且其自由端缠绕在所述收卷辊(26)上，和/或，所述成型结构还包括支撑结构，所述支撑结构与所述成型模具左右紧邻设置，和/或，所述紫外固化结构(25)设置在所述成型模具的下方。