CN219032120U - Pcr芯片的底膜粘合结构及pcr芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PCR芯片的底膜粘合结构，其粘合于PCR芯片的面板底表面与底膜之间，面板底表面的反应池外边缘具有第一凸起，面板底表面的四边具有凸边，所述PCR芯片的底膜粘合结构包括第一凸起表面的第一粘合区与底膜之间具有的固化紫外胶、凸边表面的第三粘合区与底膜之间的胶带。底膜四边背胶并贴合面板四周的凸边实现初步贴合，面板的反应池边缘设置的第一凸起上点涂紫外胶从而底膜进一步凝固粘合，紫外胶固化后对温度的相容性较好，在高温下也能稳定粘合，避免在高温状态下因底膜粘合性差从而脱落，避免反应池中液体泄漏、影响密封性，同时紫外胶固化速度快，有利于在批量生产时提高劳动生产率。

Description

PCR芯片的底膜粘合结构及PCR芯片

技术领域

本实用新型涉及分子生物学检测技术领域，尤其是一种PCR芯片的底膜粘合结构及PCR芯片。

背景技术

PCR扩增仪又称为PCR基因扩增仪、PCR核酸扩增仪、聚合酶链反应核酸扩增仪，是利用PCR(Polymerase chain reaction，聚合酶链反应)技术对特定DNA扩增的一种仪器设备，被广泛运用于医学、生物学实验室中，可以用于传染病的诊断、亲子鉴定等。基于PCR反应三步骤的原理，PCR扩增仪需要设置变性-退火-延伸3个温度点，在标准反应中，双链DNA在90~95℃变性，再迅速冷却至40~60℃，引物退火并结合到靶序列上，然后快速升温至70~75℃，在TaqDNA聚合酶的作用下，使引物链沿模板延伸。

PCR芯片包括面板与底膜，面板底表面开设至少一处反应池，反应池不贯通面板，反应池两侧开设有加样孔和排气孔与面板顶面连通，在面板底面附着底膜，实际使用时PCR芯片水平放置于PCR扩增仪的加热制冷片上，加热制冷片通过发热或制冷功能调节PCR芯片反应池内部的温度。现有的PCR芯片存在以下问题：底膜一整面背压敏胶并通过压力与面板底面进行贴合，底膜另一面紧贴加热制冷片的平面，在高温状态下，压敏胶粘合不稳定易脱落，面板中的反应液容易泄漏、影响密封性，进而溶剂或者胶带粘合中的化学物质会与反应液混合，直接影响PCR反应液的性能。

实用新型内容

本申请人针对上述现有PCR反应芯片的底膜整面通过压敏胶与面板粘合可靠性较差、易在高温下脱落等缺点，提供一种结构合理的PCR芯片的底膜粘合结构及PCR芯片，PCR芯片的面板与底膜粘合时，先通过压合底膜四边背胶实现初步定位粘合，再通过面板的反应池外缘点涂的紫外胶凝固实现稳定、高效粘合，紫外胶固化后对温度的相容性较好，在高温下也能稳定粘合，且固化速度快，有利于在批量生产时提高劳动生产率。

本实用新型所采用的技术方案及有益效果如下：

一种PCR芯片的底膜粘合结构，其粘合于PCR芯片的面板底表面与底膜之间，面板底表面的反应池外边缘具有第一凸起，面板底表面的四边具有凸边，所述PCR芯片的底膜粘合结构包括第一凸起表面的第一粘合区与底膜之间具有的固化紫外胶、凸边表面的第三粘合区与底膜之间的胶带。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述胶带为压敏硅胶、丙烯酸类胶等。

底膜四边背胶并贴合面板四周的凸边实现初步贴合，面板的反应池边缘设置的第一凸起上点涂紫外胶从而底膜进一步凝固粘合，紫外胶固化后对温度的相容性较好，在高温下也能稳定粘合，避免在高温状态下因底膜粘合性差从而脱落，避免反应池中液体泄漏、影响密封性，且避免溶剂或者胶带粘合中的化学物质与反应液混合从而影响PCR反应液的性能，同时紫外胶固化速度快，有利于在批量生产时提高劳动生产率。

位于面板底表面、第一凸起外侧具有若干第二凸起，所述PCR芯片的底膜粘合结构还包括第二凸起表面的第二粘合区与底膜之间的固化紫外胶，所述固化紫外胶平铺第一粘合区和第二粘合区。

第二凸起作为底膜贴覆的支撑过度面，避免在贴膜时局部塌陷，紫外胶压合固化后平铺第一粘合区、第二粘合区，避免漏入反应池内对反应液造成污染。

第一凸起的高度大于或等于第二凸起、凸边的高度。贴膜过程中优先压合第一粘合区处的底膜，保证第一粘合区处压合受力更加均匀、粘合更加牢固。

位于第一凸起左右两侧的第二凸起与第一凸起相连，两者的底面均为平面，位于第一凸起上下两侧的第二凸起底面设置为弧形面。

位于第一凸起左右两侧的第二凸起独立设置，第一凸起底面为平面，第二凸起底面为弧形面。

位于第一凸起左右两侧的第二凸起可以与第一凸起相连，也可以独立与第一凸起设置，两种实施例中，第一凸起的高度均大于或等于第一凸起左右两侧的第二凸起的高度。位于第一凸起上下两侧的第二凸起底面设置为弧形面，避免PCR芯片在注塑生产时因产品局部太厚导致缩水。

第一凸起的形状与反应池外边缘相匹配。底膜贴合在第一凸起上后将反应池隔离成独立腔体，避免反应液漏出。

一种具有PCR芯片底膜粘合结构的PCR芯片，其包括面板、底膜和粘合在两者之间的底膜粘合结构，面板中部的底表面开设至少一个反应池，底膜完全覆盖反应池使其形成封闭的容纳空间，在反应池的两端部分别设置与面板顶面连通的竖向加样孔和排气孔，反应池、加样孔和排气孔均不贯通面板的整个厚度，相邻两个反应池上的加样孔和排气孔均两端错开设置。

加样孔、排气孔的孔口均为漏斗状，方便进样，面板上表面的加样孔孔口处的直径大于排气孔孔口处的直径，PCR反应液进入加样孔后可以快速通过毛细作用流入反应池进行填充，加样孔和排气孔均两端错开设置使得面板上可尽可能地多设置反应池，节约空间。

作为上述技术方案的进一步改进：

底膜的面积与面板底面的面积相当，底膜的厚度为0.02～0.3mm。

底膜的面积与面板的面积相当，可完全覆盖反应池，底膜厚度较薄，导热速度更快，导热更均匀。

面板的材质采用硅、玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或环烯烃共聚物或环氧树脂；底膜的材质采用PVC（聚氯乙烯）、PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、PS（聚苯乙烯）等中的一种或者几种。

面板材质成本低廉，成型工艺要求较低且可批量生产，底膜采用透光材质可以避免PCR扩增仪在荧光检测时干扰光路。

附图说明

图1为本实用新型中面板的粘合区示意图。

图2为本实用新型的结构爆炸图。

图3为本实用新型中面板的俯视图。

图4为图3中A-A的剖视图。

图中：1、PCR芯片；2、面板；21、第一凸起；22、第二凸起；23、反应池；24、加样孔；25、排气孔；26、凸边；3、底膜；4、第一粘合区；5、第二粘合区；6、第三粘合区。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

如图1-图4所示，本实用新型的PCR芯片1包括扁平长方体形的面板2和覆盖整个面板2底部的底膜3，面板2中部的底表面沿长方形宽度方向平行开设若干长度相当的长条形反应池23，在反应池23的两端部分别设置与面板2顶面连通的竖向加样孔24和排气孔25，反应池23、加样孔24和排气孔25均不贯通面板2的整个厚度，相邻两个反应池23上的加样孔24和排气孔25均两端错开设置，即第一个加样孔24设置在反应池23首端、第一个排气孔25设置在反应池23的尾端，第二个加样孔24设置在反应池23的尾端、第二个排气孔25设置在反应池23的首端，以此类推，使得面板2上可尽可能地多设置反应池23，节约空间。加样孔24、排气孔25的孔口均为漏斗状，方便进样，面板2上表面的加样孔24孔口处的直径大于排气孔25孔口处的直径，PCR反应液进入加样孔24后可以快速通过毛细作用流入反应池23进行填充。底膜3粘合在面板2底部，使反应池23形成封闭的容纳空间。

面板2采用硅、玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或环烯烃共聚物和环氧树脂等高通透性高分子聚合物，成本低廉，成型工艺要求较低且可批量生产。底膜3也采用高通透性高分子聚合物，包括PVC（聚氯乙烯）、PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、PS（聚苯乙烯）等中的一种或者几种，采用透光材质可以避免PCR扩增仪在荧光检测时干扰光路。底膜3的厚度为0.02～0.3mm，厚度较薄，导热速度更快，导热更均匀。

如图1所示，面板2底面、位于反应池23外边缘具有与其形状相匹配的第一凸起21，第一凸起21底面设置为平面，该平面为第一粘合区4。面板2底面、位于第一凸起21四周设置若干第二凸起22，第二凸起22底面为第二粘合区5，其作为底膜3贴覆的支撑过度面，避免在贴膜时局部塌陷，本实施例中，位于第一凸起21左右两侧的第二凸起22与第一凸起21相连，位于第一凸起21上下两侧的第二凸起22底面设置为弧形面，避免PCR芯片1在注塑生产时因产品局部太厚导致缩水。第一粘合区4、第二粘合区5涂有一定量的紫外胶，从而紫外胶压合固化后平铺第一粘合区4、第二粘合区5，避免漏入反应池23内对反应液造成污染，紫外胶对温度的相容性较好，在高温下也能稳定粘合，且固化速度快，有利于在批量生产时提高劳动生产率。面板2底面四边具有凸边26，凸边26表面为第三粘合区6，底膜3的四边边缘覆背胶（压敏硅胶、丙烯酸类胶等），从而底膜3与第三粘合区6粘合。底膜3的面积与面板2的面积相当，可完全覆盖反应池23，第一凸起21的高度大于或等于第二凸起22、凸边26的高度，本实施例中，第一凸起21的高度大于与其相连的、位于第一凸起21左右两侧的第二凸起22，同时第一凸起21的高度大于其上下两侧独立设置的第二凸起22及面板2四周的凸边26的高度，贴膜过程中优先压合第一粘合区4处的底膜3，保证第一粘合区4处压合受力更加均匀、粘合更加牢固。

实际贴覆底膜3时需在过滤紫外线的空间内操作，并进行如下步骤：

①通过如吹气等方式清除底膜3与面板2之间粘合面的灰尘；

②在底膜3四边边缘覆背胶（压敏硅胶、丙烯酸类胶等）；

③通过三坐标高精度点胶仪（行走精度0.01mm）在面板2的第一凸起21、第二凸起22表面点上一定量的紫外胶，点胶参数为频率10-3000Hz、精度0.1-1NL，保证贴膜压合后，紫外胶正好平铺第一凸起21的第一粘合区4、第二凸起22的第二粘合区5，不会泄漏至反应池23中；

④通过贴膜机抓取底膜3并拍照，进行X，Y 轴角度调整，保证底膜3覆膜角度与面板2的边缘相平行，底膜3四边贴合面板2的凸边26实现初步定位；

⑤通过贴膜机的硬板或软胶平板垂直向下施加10-50N的压力压合底膜3，压合时间为1-10s，在压合的过程中，由于优先保证中间反应腔的贴合使得底膜3优先四边的胶与第三粘合区6紧密粘合；

⑥通过可发射出波长290-320nm的面光源或者线光源的紫外灯凝固第一粘合区4和第二粘合区5的紫外胶，紫外固化后实现底膜3的中部完全贴合，从而完成封闭面板2底面，反应池23各自独立。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，在不违背本实用新型精神的情况下，本实用新型可以作任何形式的修改，如第一凸起21及位于其左右两侧的第二凸起22可以独立设置，左右两侧的第二凸起22的底面可设置为弧形面，第一凸起21的高度大于或等于所有第二凸起22的高度。

Claims (10)

1.一种PCR芯片的底膜粘合结构，其特征在于：其粘合于PCR芯片（1）的面板（2）底表面与底膜（3）之间，面板（2）底表面的反应池（23）外边缘具有第一凸起（21），面板（2）底表面的四边具有凸边（26），所述PCR芯片（1）的底膜粘合结构包括第一凸起（21）表面的第一粘合区（4）与底膜（3）之间具有的固化紫外胶、凸边（26）表面的第三粘合区（6）与底膜（3）之间的胶带。

2.根据权利要求1所述的PCR芯片的底膜粘合结构，其特征在于：所述胶带为压敏硅胶、丙烯酸类胶。

3.根据权利要求1所述的PCR芯片的底膜粘合结构，其特征在于：位于面板（2）底表面、第一凸起（21）外侧具有若干第二凸起（22），所述PCR芯片（1）的底膜粘合结构还包括第二凸起（22）表面的第二粘合区（5）与底膜（3）之间的固化紫外胶，所述固化紫外胶平铺第一粘合区（4）和第二粘合区（5）。

4.根据权利要求3所述的PCR芯片的底膜粘合结构，其特征在于：第一凸起（21）的高度大于或等于第二凸起（22）、凸边（26）的高度。

5.根据权利要求3所述的PCR芯片的底膜粘合结构，其特征在于：位于第一凸起（21）左右两侧的第二凸起（22）与第一凸起（21）相连，两者的底面均为平面，位于第一凸起（21）上下两侧的第二凸起（22）底面设置为弧形面。

6.根据权利要求3所述的PCR芯片的底膜粘合结构，其特征在于：位于第一凸起（21）左右两侧的第二凸起（22）独立设置，第一凸起（21）底面为平面，第二凸起（22）底面为弧形面。

7.根据权利要求1所述的PCR芯片的底膜粘合结构，其特征在于：第一凸起（21）的形状与反应池（23）外边缘相匹配。

8.一种具有权利要求1所述PCR芯片底膜粘合结构的PCR芯片，其特征在于：其包括面板（2）、底膜（3）和粘合在两者之间的底膜粘合结构，面板（2）中部的底表面开设至少一个反应池（23），底膜（3）完全覆盖反应池（23）使其形成封闭的容纳空间，在反应池（23）的两端部分别设置与面板（2）顶面连通的竖向加样孔（24）和排气孔（25），反应池（23）、加样孔（24）和排气孔（25）均不贯通面板（2）的整个厚度，相邻两个反应池（23）上的加样孔（24）和排气孔（25）均两端错开设置。

9.根据权利要求8所述的PCR芯片，其特征在于：底膜（3）的面积与面板（2）底面的面积相当，底膜（3）的厚度为0.02～0.3mm。

10.根据权利要求8所述的PCR芯片，其特征在于：面板（2）的材质采用硅、玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或环烯烃共聚物或环氧树脂；底膜（3）的材质采用聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的一种或者几种。

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