[发明专利]微滴式数字PCR芯片模块

说明书

技术领域

本发明涉及生物检测分析设备领域，尤其涉及一种微滴式数字PCR芯片模块。

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出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。

目前，应用较多的是美国伯乐生命医学产品有限公司的微滴式数字PCR仪，其微滴式数字PCR仪具体的结构如中国发明专利(授权公告日CN 103429331 B授权公告日2016.09.28)，该发明公开了用于形成乳液的系统，该系统可以包括仪器和由该仪器接收的微流体芯片。该仪器可以向由芯片保持的预期的乳液相施加压力以便在芯片中驱动乳液的形成和收集。该芯片中包括若干组乳液生成组件，其中一组包括一个油相蓄液池，一个样本蓄液池以及一个乳液收集池，使用气体施加压力驱动油相蓄液池中的液体和与其不混溶的样本蓄液池中的液体分别通过液滴产生器并沿着液滴产生器连接到乳液收集池中。但是，一个乳液收集池难以收集足够多的乳液微滴，而且这种三排蓄液池的芯片结构注塑加工的难度较大，制作的成本大。

发明内容

为解决以上问题，本发明的目的是提供一种微滴式数字PCR芯片模块，该模块能够大量收集乳液微滴而且具有方便塑模以及能较好地紧固芯片的特点。

微滴式数字PCR芯片模块，包括芯片，所述芯片包括芯片基板、与芯片基板底面贴合的芯片底板以及设置在芯片基板上若干组乳液微滴生成单元；它还包括芯片的夹固装置，所述夹固装置包括底板与卡盘；

所述卡盘为矩形框体结构，所述卡盘的四条侧边围和形成放置芯片的矩形内腔；所述卡盘相对的两条长边分别为第一侧边与第二侧边，所述卡盘相对的两条宽边分别为横板与挡板，所述横板底面设有卡盘凸块，所述挡板一端与第一侧边铰接，挡板另一端与第二侧边卡接；

所述底板上开有底板凹槽，所述底板凹槽内一侧设有滑块，所述卡盘通过卡盘凸块插入底板凹槽另一侧，所述滑块与卡盘凸块之间设有弹簧；

所述卡盘矩形内腔内设有芯片，所述芯片一端抵顶在滑块上，所述芯片另一端抵靠在挡板上，所述弹簧处于压缩状态；

所述乳液微滴生成单元包括设置在芯片基板顶面上的4个蓄液池以及开设在芯片基板底面上连通各蓄液池的网络通槽，所述4个蓄液池分两排分布在芯片基板的两侧，所述4个蓄液池分别为油相蓄液池、样本蓄液池、第一收集蓄液池与第二收集蓄液池；所述网络通槽包括与油相蓄液池连通的油相微滴生成槽以及与样本蓄液池连通的样品微滴生成槽，所述油相微滴生成槽和样品微滴生成槽交汇于乳液生成槽，所述乳液生成槽的出口分为两路，一路与第一收集蓄液池连通，另一路与第二收集蓄液池连通；所述芯片基板与芯片底板贴合后网络通槽形成用于流体流动的密封管道。

作为优选方案，所述油相蓄液池的底部开有油相进样微孔，所述样本蓄液池的底部开有样本进样微孔，所述第一收集蓄液池的底部开有第一收集微孔，所述第二收集蓄液池的底部开有第二收集微孔；所述油相微滴生成槽通过油相进液槽与油相进样微孔连通，所述样品微滴生成槽通过样品进液槽与样本进样微孔连通，所述乳液生成槽通过乳液缓冲槽分别与第一收集微孔和第二收集微孔连通；所述网络通槽中各通槽的深度相同，且深度为10～40um，所述油相微滴生成槽的宽度为油相进液槽的0.2～0.3倍，所述样品微滴生成槽的宽度为样品进液槽的0.2～0.3倍，所述乳液生成槽的宽度为乳液缓冲槽的0.2～0.3倍。

作为优选方案，所述油相微滴生成槽设有两个，两个油相微滴生成槽分别通过油相进液槽与油相进样微孔连通。通过两路油相进液槽形成的两路油相液流剪切挤压样本液流生成微滴的结构，这种结构有利于油包水的过程，更容易得到乳液微滴。

作为优选方案，所述油相进样微孔与样本进样微孔中均设有过滤柱群。

作为优选方案，所述芯片基板上设有4组乳液微滴生成单元；4组乳液微滴生成单元沿芯片基板的长度方向依次均匀分布。

作为优选方案，所述芯片基板底面设有凹陷，所述芯片底板顶面设有与凹陷对应的凸起。