CN216337636U - 一种微滴式数字pcr纳米芯片 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种微滴式数字PCR纳米芯片，其包括基板、形成在基板上的若干个微滴生成单元，该微滴生成单元包括进液口、及与进液口连通的若干通道，通道形成有若干腔室，腔室自通道的部分内壁向外凸伸形成，分配到每个腔室中的微滴大小均一、微滴生成稳定、生成效率高且无液滴交叉污染，提高检测效率，适用于稀有突变检测、液体活检等，提高了工作效率，且降低了生产成本。

Description

一种微滴式数字PCR纳米芯片

技术领域

本实用新型涉及生物检测分析设备领域，尤其涉及一种微滴式数字PCR纳米芯片。

背景技术

微滴式数字PCR(droplet digital PCR，ddPCR)是近年来新出现的一种PCR技术。微滴式数字PCR系统在传统的PCR扩增前对样品进行微滴化处理，即将含有核酸分子的反应体系分成成千上万个纳升级的微滴，其中每个微滴或不含待检核酸靶分子，或者含有一个至数个待检核酸靶分子。经PCR扩增后，逐个对每个微滴进行检测，有荧光信号的微滴判读为1，没有荧光信号的微滴判读为0，根据泊松分布原理及阳性微滴的个数与比例即可得靶分子的起始拷贝数或浓度。

微滴式数字PCR装置的核心模块是芯片模块，芯片模块包括微尺度管道，微尺度管道控制微小流体(体积一般为皮升至纳升)进行流动、传热、传质以生成微小的液滴。

现有的芯片在使用过程中由于操作不当会造成液滴交叉污染，芯片每孔的有效液滴数较少，浪费了测序时间，同时降低了工作效率，扩大了生产成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种微滴生成效率高的微滴式数字PCR纳米芯片。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种微滴式数字PCR纳米芯片，包括：

基板；

若干个微滴生成单元，形成在所述基板上；

所述微滴生成单元包括进液口、及与所述进液口连通的若干通道，所述通道形成有若干腔室，所述腔室自所述通道的部分内壁向外凸伸形成。

进一步地，沿垂直于所述通道延伸方向，具有所述腔室的通道区域的横截面积大于未设置所述腔室的通道区域。

进一步地，若干所述腔室等间距排布。

进一步地，所述基板包括下基板和与所述下基板配合的上基板，所述若干通道和若干腔室形成在所述上基板和所述下基板之间。

进一步地，所述腔室为半球形结构。

进一步地，若干所述通道平行排布。

进一步地，所述进液口和所述若干通道之间设置有连接通路，所述连接通路将所述进液口和所述若干通道连通。

进一步地，若干微滴生成单元间隔排列在所述基板上。

进一步地，所述微滴生成单元的数量为24个。

进一步地，所述微滴式数字PCR纳米芯片还包括设置在所述基板的密封膜，所述密封膜用以密封所述进液口。

本实用新型的有益效果在于：本申请提供的微滴式数字PCR纳米芯片的微滴生成单元中通道形成有若干腔室，该腔室自通道的部分内壁向外凸伸形成，分配到每个腔室中的微滴大小均一、微滴生成稳定、生成效率高且无液滴交叉污染，提高检测效率，适用于稀有突变检测、液体活检等，提高了工作效率，且降低了生产成本。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本申请一实施例所示的微滴式数字PCR纳米芯片的结构示意图；

图2为图1中所示的微滴生成单元的结构示意图；

图3为图2中所示的微滴生成单元的剖面图。

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机构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。

请参见图1至图3，本申请一实施例所示的微滴式数字PCR纳米芯片100，其包括基板1和形成在基板1上的若干个微滴生成单元2。

基板1包括下基板11和与下基板11配合的上基板12，上基板11和下基板 12可一体成型制备或可拆卸连接，在此不做具体限定。

微滴生成单元2包括进液口21、及与进液口21连通的若干通道22。若干通道22可平行排布，但不仅限于此，若干通道22也可不平行排布。通道22设置的数量可根据实际需要进行设置，在此不做具体限定。通道22在上基板11 和下基板12之间。

通道22可以为直线型结构，也可以为弯曲型结构，在此不做具体限定。

进液口21和若干通道22之间设置有连接通路23，连接通路23将进液口 21和若干通道22连通。即，连接通路23一端和进液口21连通，另一端设置有数目与通道22数目一致的分流出口24，各个分流出口24均与相应的通道22 的进样口一一连通，从而使得进液口21与所有通道22连通。

通道22形成有若干腔室25，腔室自通道的部分内壁向外凸伸形成。若干腔室25之间通过通道22连通，每个腔室25为独立的小腔体，能有效避免微滴交叉污染。

很显然，沿垂直于通道22延伸方向，具有腔室25的通道22区域的横截面积大于未设置腔室25的通道22区域，使得腔室25可以存储微滴，从而避免位于腔室25内的微滴与外界连通，从而有效避免外界污染。

若干腔室25沿通道22等间距排布，但若干腔室25也可沿通道22不等间距排布，在此不做具体限定。

腔室25形成在上基板11和下基板12之间，具体的，腔室25为半球形结构，且腔室25形成在上基板11上，但不仅限于此，腔室25也可形成在下基板 12上，或者，腔室25同时形成在上基板11和下基板12上。

若干微滴生成单元2间隔排列在基板1上。本实施例中，微滴生成单元2 的数量为24个。24个微滴生成单元2沿基板1的长度方向和宽度依次均匀分布，且沿长度方向设置有8个，沿宽度方向设置有3个。在其他实施例中，微滴生成单元2的数量还可以为96等数量，在此不做具体限定。

微滴式数字PCR纳米芯片100还包括设置在基板1的密封膜(未图示)，密封膜用以密封进液口21，能够防止液体从进液口21蒸发，且进一步防止液滴交叉污染，提高检测效率。

该纳米芯片100可应用于全自动一体化微滴PCR仪器中，在该纳米芯片100 中通过进液口21加入反应混合液后，将其放入仪器中，自动将液体压入芯片的通道22的腔室25中。保证了分配到每个腔室25中液滴大小均一，绝无液滴交叉污染，每腔室25包含约26,000微滴，液滴生成稳定性高，适用于稀有突变检测、液体活检等。

此外，在另一实施例中，在靠近微滴生成单元2的进液口21的一端可设置有一个开口(未图示)，该开口与形成在基板1上的所示进液口21连通，可实现只需要在该开口处加反应混合液即可，使得操作更加简单。

在远离微滴生成单元2的进液口21的一端可连接一出液口26，从而使得微滴生成单元2的液体进入到该出液口26内，从而使得在将反应混合液压入腔室 25内时更加顺利。

综上，本申请提供的微滴式数字PCR纳米芯片的微滴生成单元中通道形成有若干腔室，该腔室自通道的部分内壁向外凸伸形成，分配到每个腔室中的微滴大小均一、微滴生成稳定、生成效率高且无液滴交叉污染，提高检测效率，适用于稀有突变检测、液体活检等，提高了工作效率，且降低了生产成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种微滴式数字PCR纳米芯片，其特征在于，包括：

基板，所述基板包括下基板和与所述下基板配合的上基板；

若干个微滴生成单元，形成在所述基板上；

所述微滴生成单元包括进液口、及与所述进液口连通的若干通道，所述通道形成有若干腔室，所述腔室自所述通道的部分内壁向外凸伸形成；

所述若干通道和若干腔室形成在所述上基板和所述下基板之间。

2.如权利要求1所述的微滴式数字PCR纳米芯片，其特征在于，沿垂直于所述通道延伸方向，具有所述腔室的通道区域的横截面积大于未设置所述腔室的通道区域。

3.如权利要求1所述的微滴式数字PCR纳米芯片，其特征在于，若干所述腔室等间距排布。

4.如权利要求1所述的微滴式数字PCR纳米芯片，其特征在于，所述腔室为半球形结构。

5.如权利要求1所述的微滴式数字PCR纳米芯片，其特征在于，若干所述通道平行排布。

6.如权利要求5所述的微滴式数字PCR纳米芯片，其特征在于，所述进液口和所述若干通道之间设置有连接通路，所述连接通路将所述进液口和所述若干通道连通。

7.如权利要求1所述的微滴式数字PCR纳米芯片，其特征在于，若干所述微滴生成单元间隔排列在所述基板上。

8.如权利要求1所述的微滴式数字PCR纳米芯片，其特征在于，所述微滴生成单元的数量为24个。

9.如权利要求1所述的微滴式数字PCR纳米芯片，其特征在于，所述微滴式数字PCR纳米芯片还包括设置在所述基板的密封膜，所述密封膜用以密封所述进液口。

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