[实用新型]数字PCR芯片及数字PCR检测系统

说明书

本实用新型公开了一种数字PCR芯片及数字PCR检测系统，其中数字PCR芯片包括具有液滴存储腔的芯片本体和设置在芯片本体上的进液口，数字PCR芯片还包括直立设置在芯片本体上且与进液口连通的容置腔，以及设置在芯片本体上的排液口；芯片本体还包括分别将进液口与液滴存储腔连通的第一通道、述排液口与液滴存储腔连通的第二通道，第一通道具有位于芯片本体内部的第一内通路，第二通道具有位于芯片本体内部的第二内通路。液滴在容置腔中生成后便经进液口、第一通道进入液滴存储腔中，液滴在输送过程中能够保持很好的稳定性及封闭性以及实现液滴在液滴存储腔中均匀的单层或多层平铺，有利于获得显著更准确的检测结果。

技术领域

本实用新型涉及一种数字PCR芯片及数字PCR检测系统。

背景技术

聚合酶链式(PCR)反应技术是现代生物学最重要的工具之一，它广泛应用在医学诊断、个体化医疗、食品检验、转基因生物检测、病原体鉴定、免疫分析、法医科学等方面。而作为PCR技术的最新一代，基于微流控技术发展产生的数字PCR(dPCR)，具有比传统qPCR更小的反应体积、更快的反应速度、更低的系统噪声和更高的灵敏度。

液滴数字PCR（Droplet Digital PCR）技术是基于微流控芯片的油包水液滴技术，其通过油包水结构，将单个DNA分子封装到单独的微滴中，利用油的惰性实现DNA分子间的相互隔离，每个DNA分子被限制在自己的微滴中单独的进行扩增，避免来自其他序列竞争。在合适的温度条件下完成DNA分子的扩增后，通过记录微滴的总体个数和可以检测到荧光信号的微滴个数，利用泊松分布算法就可以实现对DNA拷贝数的精确定量。

微量液体操作的核心技术之一是把微升量级的液体进一步分割为纳升甚至皮升体积的微反应体系。微反应体系生成的一个主要技术分支是乳化微液滴生成。近些年来，在文献中报道了多种微液滴生成技术如膜乳化法、喷雾乳化法、微流控芯片法、微管道注射/喷射法等。近期专利号为ZL201410655191.5的中国实用新型专利和公开号为CN104815709A的中国专利申请进一步优化了通过微管道生成乳化微液滴的方法。乳化微液滴这些方法在实际应用中都各存在一定的缺点。专利号为ZL201410655191.5的中国实用新型专利的方法利用微量液体在气液相界面变换时的界面能和流体剪切力，克服液体在微通道出口的表面张力和附着力，使流出微管道管口的液滴能顺利地脱离微管道，并在不相溶液体中形成大小可控的液滴。但是这种方法需要微管道在液面上下切割运动，需要对微管道相对于液面的起始和终点位置进行高精度的定位，在工程实现上难度很大。公开号为CN104815709A的中国专利申请的方法通过微管道在液体里的圆周或者螺旋匀速运动产生的剪切力切断注入的不相溶液体而形成液滴，但是这种方法由于微管道产生液滴的大小受到各种系统因素变化的影响较大（比如液体的粘稠度、环境的温度、运动速度、运动轨迹等），并且这一误差会随着产生液滴的数量增多而积累，因而大批量液滴生成的体积大小均一性的控制难度很大。

现有技术中，也有一些数字PCR芯片集液滴生成与液滴收集存储于一体，使得液滴收集后即可直接地被用作检测，然而，该种结构的芯片不易稳定地生成液滴或液滴的稳定性和均一性较差；芯片检测通量小，不能满足临床上自动化及单位面积内高通量液滴分析的要求；此外，该种芯片结构复杂、加工精度要求高，成本高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种改进的数字PCR芯片，以解决现有PCR芯片所存在的一个或多个不足。

本实用新型同时还提供基于数字PCR芯片的数字PCR检测系统。

为达到上述目的，本实用新型采用的一种技术方案是：一种数字PCR芯片，包括具有液滴存储腔的芯片本体和设置在所述芯片本体上的进液口，所述的数字PCR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容置腔，以及设置在所述芯片本体上的排液口；所述芯片本体还包括分别将所述进液口与所述液滴存储腔连通的第一通道、将所述排液口与所述液滴存储腔连通的第二通道，所述第一通道具有位于所述芯片本体内部的第一内通路，所述第二通道具有位于芯片本体内部的第二内通路。