[發(fā)明專利]一種核酸多重?cái)U(kuò)增微流控芯片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410097124.6
• 申請(qǐng)日: 2014-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN103894247A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳迪;陳景東;謝耀;林彬彬;崔大祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B01L3/00
• 分類號(hào): B01L3/00
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國(guó)中;樊昕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微流控醫(yī)療診斷芯片，尤其涉及一種核酸多重?cái)U(kuò)增微流控芯片。

背景技術(shù)

近年來，核酸分子診斷方法已經(jīng)成為生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)，各種新方法和新技術(shù)也隨之產(chǎn)生。基因診斷就是應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)，從核酸水平直接探測(cè)致病基因的存在、變異和表達(dá)狀態(tài)。基因診斷的探測(cè)目的物是核酸中的脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。1985年，美國(guó)PE公司的Mullis等發(fā)明了聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerase?chain?reaction,PCR)技術(shù)，并在Science雜志上發(fā)表了關(guān)于PCR技術(shù)的第一篇學(xué)術(shù)論文，引起了人們的廣泛關(guān)注和極大興趣。

隨著微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanical?Systems,MEMS)技術(shù)與生命科學(xué)、分析科學(xué)等學(xué)科的迅猛發(fā)展，微流控(microfluidics)的潛在價(jià)值和戰(zhàn)略意義越來越被人們認(rèn)同。微流控是通過微細(xì)加工技術(shù)，把生物和化學(xué)等領(lǐng)域中涉及到的樣品制備、分離、混合、反應(yīng)及檢測(cè)等基本操作單元集成或基本集成到一塊幾平方厘米（甚至更小）的芯片上，依靠芯片上微管道、微閥、儲(chǔ)液器、微電極、微檢測(cè)元件和連接器等功能器件控制流體貫穿整個(gè)系統(tǒng)，用以取代常規(guī)生物或化學(xué)實(shí)驗(yàn)室各種功能的一種技術(shù)平臺(tái)，因此又被稱為片上實(shí)驗(yàn)室(lab-on-a-chip)。微流控芯片能夠把常規(guī)實(shí)驗(yàn)的采樣、稀釋、濃縮、混合、分離、反應(yīng)、和檢測(cè)等進(jìn)行功能一體化，微型化、快速化和便攜化等。

通過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，核酸擴(kuò)增微流控芯片所用的材料通常為硅、玻璃和聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)等。硅材料具有良好的化學(xué)惰性和熱穩(wěn)定性，這就使硅材料在高溫的反應(yīng)芯片中具有優(yōu)越性，但是硅材料也具有易碎、成本高，電絕緣性差等缺點(diǎn)，尤其是透光性差的缺點(diǎn)導(dǎo)致后續(xù)檢測(cè)具有一定的困難。和硅相比，玻璃材料有著優(yōu)良的光學(xué)特性，在后續(xù)的檢測(cè)過程中十分方便，但是芯片制備過程中的鍵合工藝常常引起密封不嚴(yán)密的問題。PDMS材料具有良好的化學(xué)惰性，良好的透光性，制作過程簡(jiǎn)便且快速，但芯片會(huì)因?yàn)镻DMS的氣透性在核酸擴(kuò)增過程中出現(xiàn)氣泡，這就抑制了核酸擴(kuò)增的繼續(xù)進(jìn)行，而且核酸擴(kuò)增的溫度控制系統(tǒng)也難以在PDMS上制備集成。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)上的缺陷，本發(fā)明提供一種核酸多重?cái)U(kuò)增微流控芯片，不僅可以進(jìn)行核酸的多重?cái)U(kuò)增，還避免了玻璃鍵合工藝復(fù)雜和核酸擴(kuò)增中氣泡出現(xiàn)等問題。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，集成化程度高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種核酸多重?cái)U(kuò)增微流控芯片，依次包括結(jié)構(gòu)層、鍵合薄層和基底加熱層，所述結(jié)構(gòu)層為玻璃材料，設(shè)有擴(kuò)增通道和放置溫度傳感器的空腔，所述的鍵合薄層為聚二甲基硅氧烷材料，位于結(jié)構(gòu)層和基底加熱層之間，所述基底加熱層包括基底層和背面的加熱器。

所述擴(kuò)增通道為多條平行擴(kuò)增通道，分別加入不同的引物。

所述每條平行擴(kuò)增通道包括進(jìn)口、擴(kuò)增腔室和出口。

所述每條擴(kuò)增腔室包括多個(gè)串聯(lián)的小腔室。

所述放置溫度傳感器的空腔為長(zhǎng)方體空腔。

所述加熱器包括金屬線圈和兩個(gè)焊盤。

所述金屬線圈為金屬蛇形線。

所述兩個(gè)焊盤分別設(shè)置在金屬線圈的兩端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、兩層玻璃之間利用PDMS鍵合，工藝簡(jiǎn)單易行，室溫下就可以方便地完成，不但解決了玻璃鍵合工藝要求高的問題，而且還解決了玻璃鍵合中產(chǎn)生的密封不嚴(yán)密的問題。

2、PDMS薄層的應(yīng)用既解決了玻璃的鍵合問題，又避免了完全用PDMS材料制備的芯片在擴(kuò)增過程中的氣泡問題。

3、多條平行擴(kuò)增通道能夠同時(shí)進(jìn)行不同引物的核酸多重?cái)U(kuò)增，既節(jié)約了時(shí)間，又可以進(jìn)行核酸在不同引物下擴(kuò)增的對(duì)比。

4、此芯片集成了溫度加熱系統(tǒng)，能夠依靠外界電源和溫控系統(tǒng)完成核酸的擴(kuò)增。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1是本發(fā)明所提供的芯片一實(shí)施例的橫截面示意圖；

圖2是結(jié)構(gòu)層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是溫度加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1為結(jié)構(gòu)層，2為鍵合薄層，3為基底加熱層，11為進(jìn)口，12為擴(kuò)增通道，13為出口，31為基底層，32為加熱器；