[发明专利]一种微液滴式PCR芯片及其制作方法

摘要

本发明提供一种微液滴式PCR芯片及其制作方法，所述芯片上层为由DNA目标片段与引物注入口、单相液滴成型微结构、PCR反应酶和mRNA底物注入口、油相试剂注入口、液滴直线通道、十字混合通道、微液滴缓冲通道、微液滴PCR反应腔室及微液滴PCR废液腔室相连而成的PDMS图形化盖片，下层为玻璃基底，上、下层键合封装成一完整微液滴PCR芯片；所述芯片制作方法步骤包括：一、加工掩膜版；二、塑模；三、浇灌模具；四、取图形。本发明上层PDMS图形使用多层滤器结构，形成的微液滴尺寸均一、粒径稳定、可操控性强；利用本发明制作出的微液滴PCR芯片在混合效果、反应效率、高通量方面相对传统PCR芯片有较大优势。

主权项

一种微液滴式PCR芯片，其特征在于，该芯片采用双层设计，上层为PDMS图形化盖片，下层为玻璃基底，上、下两层采用真空氧等离子体键合封装为一个完整的微液滴PCR芯片；所述PDMS图形化盖片具体包括：DNA目标片段与引物注入口、单相液滴成型微结构、PCR反应酶和mRNA底物注入口、油相试剂注入口、液滴直线通道、十字混合通道、微液滴缓冲通道、微液滴PCR反应腔室及微液滴PCR废液腔室，所述PDMS图形化盖片采用负胶显影图形化、PMDS倒模得到；其中：DNA目标片段与引物注入口、PCR反应酶和mRNA底物注入口、油相试剂注入口为并行的3个试剂注入口，每个注入口均设置有单相液滴成型微结构；液滴直线通道、十字混合通道、液滴缓冲通道为从左至右相互连接的试剂混合与流通通道；微液滴PCR反应腔室与液滴缓冲通道相连，微液滴PCR废液腔室与微液滴PCR反应腔室相连；将油相试剂通过油相试剂注入口注入，并通过油相试剂注入口流过十字混合通道与微液滴缓冲通道，进入微液滴PCR反应腔室，这样油相试剂就会预先浸没整个混合区域，为后续得到PCR微液滴创造一个连续环境；再将DNA目标片段及DNA引物和PCR反应酶、mRNA底物分别注入到DNA目标片段与引物注入口、PCR反应酶和mRNA底物注入口，流经单相液滴成型微结构，利用单相液滴成型微结构的多层过滤特性将大分子物质滤出，大分子物质逐一分离得到均一稳定的单相液滴；液滴通过液滴直线通道形成粒径大小相同的或相近的物质，待通过液滴直线通道后和十字混合通道的油相环境混合，十字混合通道的尺寸逐步变小，提供毛细作用将PCR反应的各个大分子物质包裹一层油相物质，进而形成微环境独立的微液滴结构；微液滴通过微液滴缓冲通道稳定后，储存在微液滴PCR反应腔室中，并为后续的PCR反应提供微液滴环境和相应试剂物质。