[發明專利]流體芯片

有效

• 申請號: 201680028284.2
• 申請日: 2016-04-07
• 公開（公告）號: CN107921431B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 沈梾福
• 申請（專利權）人: 源鑒定私人有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;B01L7/00;B81B7/00;H05B3/26;H05B3/34
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 王利彬

一種流體芯片，包括：具有上表面和下表面的密封層；以及成形部件，所述成形部件包括大致平面的主體，所述大致平面的主體具有用所述密封層的上表面密封的下表面，所述大致平面的主體具有多個通孔和與所述多個通孔流體連通的多個井，其中與密封層的上表面一起，所述多個通孔和所述多個井分別限定了在流體芯片中彼此流體連通的多個流體入口和多個流體室。

技術領域

本發明涉及一種流體芯片，特別是涉及用于在其中儲存和測試生物流體的流體芯片。

發明背景

PCR是一種常用的方法，用于制備用于各種應用的DNA序列的多個拷貝，例如用于測序、診斷疾病、從DNA樣品鑒定個體以及進行基因功能分析的DNA克隆。在PCR中，DNA序列的復制在多個熱循環中進行，每個循環通常具有三個主要步驟：變性、退火和延長。在變性步驟中，將雙鏈DNA模板加熱至約94-98℃，保持20-30秒，得到單鏈DNA。在退火步驟中，通過將溫度降低至約50-65℃保持20-40秒，將引物退火至單鏈DNA。在延長步驟中，使用DNA聚合酶(例如Taq)，通過在DNA聚合酶的最適活性溫度(對于Taq為75-80℃)下將已經退火的引物延長至單鏈DNA，合成新的雙鏈DNA。明顯的，DNA的復制呈指數性，因為在一個循環中形成的新的雙鏈DNA在下一個循環中經歷變性、退火和延長，使得每個循環有效地使獲得的DNA序列的數目增加一倍。除了上述三個主要步驟之外，如果所用的DNA聚合酶是熱激活的，則可能需要初始化步驟，并且最后一個循環的最后延長步驟可以保持更長的時間段(例如5-15分鐘)，以確保沒有剩余的單鏈DNA片段。

因此，用于進行PCR的任何裝置需要能夠進行重復的熱循環，以便發生變性、退火和延長的步驟。這涉及將反應物加熱，并冷卻至所需溫度，將所需溫度保持在必要的時間長度。鑒于溫度高達近100℃，現有的微流體或芯片上實驗室PCR裝置通常需要外部熱循環儀來提供必要的熱量，從而限制了它們在使用過程中的真正便攜性和尺寸。

常規PCR熱循環儀通常配置為加熱聚丙烯PCR管中包含的DNA樣品，所述PCR管具有帶有頂部開口和錐形底部的圓柱狀主體。將PCR管裝配到PCR熱循環儀中提供的孔中，并進行由PCR熱循環儀提供的熱循環，以便使PCR管中包含的DNA樣品倍增。隨后，從PCR管中取出倍增的DNA，以便對倍增的DNA進行測試。因此，應當認識到，涉及使用DNA的試驗目前涉及多個階段。這些階段至少包括樣品收集和儲存，將樣品置于PCR管中，將PCR管置于PCR熱循環儀中并進行PCR，從PCR管中取出倍增的DNA，并使用倍增的DNA進行測試。因此，期望減少使用DNA進行測試所需的步驟數量，以便最小化在該過程的各個階段人處理樣品所產生的誤差。

發明內容

根據第一方面，提供了一種流體芯片，其包括：具有上表面和下表面的密封層；和成形部件，其包括大致平面的主體，該主體具有用密封層的上表面密封的下表面，所述大致平面的主體具有多個通孔和與所述多個通孔流體連通的多個井，其中與密封層的上表面一起，所述多個通孔和多個井分別限定了在流體芯片中彼此流體連通的多個流體入口和多個流體室。

密封層的下表面可以是不導電的并且設置有直流加熱器，該直流加熱器具有由設置在密封層的下表面上的導熱材料制成的獨立加熱區域，和導電跡線，其配置為提供有直流電壓，并且在被提供直流電壓時將獨立加熱區域加熱到均勻的溫度，所述導電跡線至少部分地圍繞所述獨立加熱區域以起伏(undulating)構型布置在所述密封層的下表面上，所述獨立加熱區域配置為鄰近所述多個流體室中的至少一個。

與獨立加熱區域相鄰的多個流體室中的至少一個可以配置為允許在其中進行PCR。

流體芯片還可以包括設置在密封層下方的至少一個側向測試條，所述至少一個側向測試條具有被配置為接收包含在流體芯片中的流體的樣品墊。

密封層可以是柔韌的和防流體的。

所述多個通孔和多個井可以與大致平面的主體成為一體。