[发明专利]一种多通道实时荧光定量PCR微流控芯片系统

摘要

一种多通道实时荧光定量PCR微流控芯片系统，结构片包括多个独立反应腔，反应腔可存储针对不同检测靶标的固态反应试剂。辅助进样模块包括进样柱和进样对接模块，既能够实现一对多分时进样，又能够在反应过程中封闭芯片进样孔。配套检测装置包括温度控制与荧光检测两大模块，两者在结构整合与功能实现上相互配合，其中，温控模块采用内模PID控制算法，能够对微流控芯片实施高精度双面温控加热；荧光检测模块采用光纤检测模式，能够对微流控芯片中的多个独立反应腔实施双波长荧光采集。借助该多通道实时荧光定量PCR微流控芯片系统，既可以对单个相同样品进行多靶标同时检测，也可以对多个不同样品实施并行检测，提高疾病检测效率。

主权项

一种多通道实时荧光定量PCR微流控芯片系统，其特征在于：该系统包括微流控芯片(1)及配套的检测装置(2)；微流控芯片(1)包括盖片(a)、结构片(b)、底片(c)、进样柱(d)和进样对接模块(e)；上盖片(a)上设有注样孔(a1)和气孔(a2)，结构片(b)中设有流体沟道(b1)、反应腔(b2)和固定台(b3)，各个反应腔(b2)并列布置在结构片(b)的中间，流体沟道(b1)设置在结构片(b)的端部，固定台(b3)设置在结构片(b)的一侧；盖片(a)与底片(c)分别封闭结构片(b)的上表面和下表面，使封闭结构片(b)构成一个封闭式的芯片反应器；进样柱(d)为阶梯状，进样柱(d)包括前置进样孔(d1)、进样选择通道(d2)、气孔选择通道(d3)、按压限位台(d4)和密封斜凸(d5)，气孔选择通道(d3)为L形，前置进样孔(d1)与进样选择通道(d2)连接后组成L形，密封斜凸(d5)设置在进样柱(d)的阶梯连接处，按压限位台(d4)设置在进样柱(d)的底部，气孔选择通道(d3)的进口和前置进样孔(d1)设置在进样柱(d)的上表面；进样对接模块(e)包括进样柱嵌槽(e1)、注样分选通道(e2)、气孔分选通道(e3)、按压限位槽(e4)和密封斜面(e5)，进样柱嵌槽(e1)设置在进样对接模块(e)的中间，按压限位槽(e4)设置在进样柱嵌槽(e1)的底部，气孔分选通道(e3)、注样分选通道(e2)沿上下位置顺次设置在进样柱嵌槽(e1)的侧面，密封斜面(e5)设置在进样柱嵌槽(e1)的顶部；上盖片(a)与进样对接模块(e)对接，使注样孔(a1)和气孔(a2)分别与注样分选通道(e2)和气孔分选通道(e3)对接；进样柱(d)插在进样对接模块(e)的进样柱嵌槽(e1)中，通过旋转进样柱(d)，使进样选择通道(d2)和气孔选择通道(d3)同时对接不同的注样分选通道(e2)和气孔分选通道(e3)，构成完整的注样通道和气体流通通道；旋转进样柱(d)，达到分时一对多注样的目的，同时，当进样柱(d)旋转到适当角度时，按压限位台(d4)与按压限位槽(e4)相互配合，使进样柱(d)能够被按压，按压后密封斜凸(d5)和密封斜面(e5)的紧密配合，起到在反应过程中密封微流控芯片(1)，隔离各个反应腔(b2)；所述微流控芯片(1)有多组独立的反应腔(b2)，允许检测的微流控芯片反应腔(b2)的体积范围为25μL‑100μL，内部能预先保存不同的固态PCR反应试剂，既能够对单个相同样品进行多靶标同时检测，也能够对多个不同样品实施并行检测；反应腔(b2)在检测装置中竖直加热，使反应过程产生的气泡上浮到反应腔顶部，克服气泡对荧光检测的干扰，确保荧光检测的稳定性和可靠性；进样对接模块(e)中，对注样孔与气孔实施一体化统一控制，通过对不同工作位置的分时切换操作，实现微流控芯片中各个反应腔的扩增模板样品注入，同时，采用旋转和按压的方式实现PCR扩增反应时，各个独立反应腔的完全封闭，避免交叉污染；检测装置(2)包括温度控制和荧光检测两大功能模块，具体包括半导体制冷片(f)、导热铝板(g)和光纤(h)；温度控制模块采用四片半导体制冷片(f)对微流控芯片实现双面加热，单侧各包括两片半导体制冷片(f)，且两片半导体制冷片(f)之间留有一个一定宽带的间隙；每片半导体制冷片(f)的加热面均贴在导热铝板(g)上，导热铝板(g)在间隙处凸起，并在该凸起上设置多个光纤斜孔g1，用于插入光纤(h)；荧光检测采用透射方法，一侧光纤激发，另一侧接收，两侧的光纤(h)呈90度夹角；两侧的光纤(h)形成多组独立的荧光激发和接收通道，实现了多通道并行检测。