[发明专利]用于分子检测的芯片结构及检测方法

说明书

本申请揭示了一种用于分子检测的芯片结构及检测方法，属于微流控技术领域。该芯片结构包括第一芯片层、第二芯片层和第三芯片层以及样本池，第一芯片层的下表面形成内凹的空腔结构，空腔结构与第二芯片层之间形成气路通道；第三芯片层的上表面形成内凹的至少两个反应腔，第三芯片层与第二芯片层之间形成连通各个反应腔的流体通道；第一芯片层上设置有气体接口，气体接口与气路通道连通；芯片结构还包括液体接口，液体接口与流体通道连通，样本池的下端口与液体接口对接。本申请通过气路通道让第二芯片层发生变形，以密封住反应腔，具备低成本、驱动与自封一体等优势，可极大降低芯片的空间消耗并简化芯片驱动方式。

技术领域

本发明属于微流控技术领域，涉及一种用于分子检测的芯片结构及检测方法。

背景技术

微流控技术是对微量流体的精确操控的技术手段，尤其是指在亚毫米尺寸级别上。而微流控芯片则是将生物和化学领域所涉及的基本操作单位集成在一块小型芯片上。这种芯片一般是由各种储液池和相互连接的微通道网络组成，能很大程度缩短样本处理时间，并通过精密控制液体流动，实现试剂耗材的最大利用效率，把整个化验室的功能，包括采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等功能。在生物医学研究、药物合成筛选、环境监测与保护、卫生检疫、司法鉴定、生物试剂的检测等众多领域的应用提供了极为广阔的前景。

核酸扩增和定量一直是分子生物学领域的核心技术之一，已经应用于分子测序、基因表达分析、基因突变研究、疾病早期分子诊断、药物筛选等研究领域，并起到重要作用。然而，基于传统手段的核酸扩增过程复杂，极易受到环境污染，造成结果的不稳定；检测耗时长，需要经过专业培训的实验人员进行操作；同时需要大量昂贵实验设备支持，因此该流程往往被局限在医院、研究所等具有相应资源的实验室环境中进行，从而大大阻碍了即时检测的普及和应用。

随着微流控技术的发展与普及，大量的核酸扩增定量仪器开始采用微流控芯片作为载体，以降低检测成本、减少扩增时间、降低试剂使用量与交叉污染影响、提高检测精度、提高集成度和便携性。目前针对核酸扩增定量的，大部分微流控芯片由若干反应腔组成，并通过主动或被动输运手段，将样本分配至各个反应腔中进行后续反应，如离心驱动或者注射泵驱动手段。然而，由于反应腔室之间空间相互连通，会造成样本交叉污染，极大降低检测的准确率。为保证反应腔室之间互不影响，目前已有的扩增芯片采用离心转盘式芯片结构，确保每一个反应腔室之间保持较大的有效距离，避免污染。然而，该种方法极大浪费了芯片的有效使用空间。

发明内容

为了解决相关技术中采用离心转盘式芯片结构，极大浪费了芯片的有效使用空间的问题，本申请提供了新型的用于分子检测的芯片结构以及采用该芯片结构进行的检测方法。具体技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种用于分子检测的芯片结构，其特征在于，所述芯片结构包括从上到下依序设置的第一芯片层、第二芯片层和第三芯片层，以及被用于加载样本的样本池，其中:

所述第一芯片层的下表面形成内凹的空腔结构，所述空腔结构与所述第二芯片层之间形成气路通道；

所述第三芯片层的上表面形成内凹的至少两个反应腔，所述第三芯片层与所述第二芯片层之间形成连通各个反应腔的流体通道；

所述第一芯片层上设置有气体接口，所述气体接口与所述气路通道连通；

所述芯片结构还包括液体接口，所述液体接口贯穿所述第一芯片层、所述第二芯片层且与所述流体通道连通，所述样本池的下端口与所述液体接口对接。

可选的，所述第二芯片层采用透明不透气弹性膜材料，所述第一芯片层和/或所述第三芯片层采用透光性硬质材料。

可选的，所述第二芯片层的下表面和所述第三芯片层的上表面非流体通道和非反应腔的区域处均紧密不可逆键合，所述第一芯片层下表面和所述第二芯片层上表面非气路通道的区域处紧密不可逆键合。

可选的，所述反应腔的深度大于所述流体通道的深度。