[發明專利]一種實現PCR的微流控芯片及實時PCR的病毒快速檢測裝置

有效

• 申請號: 201110144665.6
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102286358A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 朱靈;劉勇;張龍;張弓;王貽坤;李志剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/38;C12M1/36;C12M1/34
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉

1.一種實現PCR的微流控芯片，其特征在于：所述微流控芯片(1)由集成了微閥的PDMS材料鍵合封接而成，包括上層的氣體控制通道(11)，中間層的PDMS薄膜(12)，下層的微流體通道(13)；其中：

上層氣體控制通道(11)由四個微閥(141、142、143、144)組成，其中兩個微閥(141、142)分別位于與反應腔(134)對應的上層氣體控制通道(11)中的兩端，另兩個微閥(143、144)與一端的一個微閥(142)平行，所述三個平行的微閥(142、143、144)組成一個微泵(15)；每個微閥均由閥座(111)、微閥氣路通道(112)組成，閥座(111)與微閥氣路通道(112)之間垂直相連；當外界氣體通過閥座(111)進入微閥氣路通道(112)后，擠壓中間層的PDMS薄膜(12)，中間層的PDMS薄膜(12)突起堵塞下層微流體通道(13)，通過控制氣體的壓力，可以控制四個微閥(141、142、143、144)的開啟和關閉，微泵(15)中的三個平行的微閥(142、143、144)依次開啟和關閉，可以驅動下層微流體通道(13)中的流體；

下層的微流體通道(13)包括兩個樣品注入通道(131、132)、微混合通道(133)、PCR反應腔(134)和廢液排出通道(135)；所述兩個樣品注入通道(131、132)分別用來注入樣品和PCR反應液；所述的微混合通道(133)用來對注入通道加入的樣品和PCR反應液進行充分混合，以利于進行PCR反應；所述的PCR反應腔(134)用來存儲PCR反應液，完成PCR反應后，所述的廢液排出通道(35)用來排出PCR反應結束后的廢液。

2.根據權利要求1所述的實現PCR的微流控芯片，其特征在于：所述中間層的PDMS薄膜(12)厚度是80-120um。

3.一種實時PCR的病毒快速檢測裝置，其特征在于包括：權利要求1所述的微流控芯片(1)、溫度控制單元(2)、信號探測單元(3)和數據處理及控制單元(4)，其中：

所述溫度控制單元(2)由半導體溫控片(21)和溫度傳感器(22)組成，半導體溫控片(21)用來改變PCR反應腔(134)的溫度，溫度傳感器(22)用于檢測PCR反應腔(134)的溫度并將溫度轉換為電信號，通過預先存儲在數據處理及控制單元(4)中的電信號和溫度之間的相互關系，來確定PCR反應腔(134)的溫度并對半導體溫控片(21)進行反饋控制，可以實現高精度的溫度控制；

所述信號探測單元(3)由激發光源(31)、光學傳輸單元(32)和光電探測器(33)組成；激發光源(31)發出的激發光照射PCR反應腔(134)中PCR反應液中的熒光染料或熒光探針，使熒光染料或熒光探針受激發產生熒光；光學傳輸單元(32)用來傳輸激發光和收集樣品的熒光；所述光電探測器(33)用來探測熒光信號，并將光信號轉換成電信號傳輸到數據處理及控制單元(4)進行處理；

所述數據處理及控制單元(4)實現對溫度控制單元和信號探測單元數據的采集、處理、存儲和顯示；數據處理及控制單元(4)首先向溫度控制單元(2)發出命令，使半導體溫控片(21)對PCR反應腔(134)中的PCR反應液進行加熱，溫度傳感器(22)實時測量PCR反應腔(134)中的PCR反應液的溫度；當達到設定值時，數據處理及控制單元(4)發出命令停止加熱，從而實現高精度溫度控制；當一次PCR擴增循環完成后，數據處理及控制單元(4)向信號探測單元(3)發出命令，打開激發光源(31)，照射PCR反應腔(134)，產生的熒光傳輸到光電探測器(33)，經光電探測器(33)轉換成電信號傳送到數據處理及控制單元(4)進行處理和保存。

4.根據權利要求3所述實時PCR的病毒快速檢測裝置，其特征在于：所述光電探測器(33)為光電倍增管、光電二極管或CCD探測器。