[發明專利]一種傳感系統及其檢測方法

在審

• 申請號: 202010324920.4
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111484920A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 楊樹;張瀚元;郭清;盛況
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/34;C12Q1/6869
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 姚宇吉

1.一種傳感系統，包括微流控芯片和具有敏感膜的第一傳感器芯片，所述傳感系統包括：

至少一個第一液滴分離區，用于將含有磁珠的液體分割成磁珠小液滴；

至少一個第一液滴篩選區，用于在所述磁珠小液滴中篩選出只有一個小磁珠的目標磁珠液滴；

至少一個液滴融合區，用于融合所述目標磁珠液滴和含有DNA片段的文庫小液滴，形成融合液滴；

至少一個PCR擴增區，用于對所述融合液滴進行PCR擴增反應，形成擴增液滴，所述擴增液滴作為目標液滴；以及

至少一個傳感器檢測區，包括所述第一傳感器芯片，所述目標液滴與所述敏感膜接觸，所述第一傳感器芯片輸出傳感信號；其中

所述第一傳感器芯片位于一拓展襯底上，所述拓展襯底位于所述微流控芯片上方且與所述微流控芯片具有間距，所述敏感膜與所述微流控芯片表面的疏水層面相對。

2.如權利要求1所述的傳感系統，還包括：

至少一個第二液滴分離區，用于將含有被測DNA文庫的液體分割成含有DNA片段的文庫小液滴；以及

第二液滴篩選區，用于在所述擴增液滴中篩選出只含有一種DNA片段的單克隆擴增液滴作為所述目標液滴。

3.如權利要求1所述的傳感系統，其中所述目標液滴在所述傳感器檢測區進行DNA聚合反應，所述第一傳感器芯片輸出PH瞬態變化量信號作為傳感信號。

4.如權利要求1所述的傳感系統，其中所述PCR擴增區包括DNA變性區、退火區和擴增區，所述DNA變性區、退火區和擴增區均包括至少一個溫度傳感器和加熱電阻，所述DNA變性區、退火區和擴增區具有不同溫度，通過控制所述融合液滴在三個區間循環移動來控制所述融合液滴的PCR反應。

5.如權利要求1所述的傳感系統，還包括：

多個液滴移動區，位于所述第一液滴分離區、第一液滴篩選區、液滴融合區、PCR擴增區和傳感器檢測區之間，用于液滴移動，所述液滴移動區包括至少一個電極。

6.如權利要求1或2所述的傳感系統，其中所述第一液滴分離區或第二液滴分離區包括：第一分離電極和第二分離電極，所述含有磁珠的液體或者所述含有被測DNA文庫的液體從第一分離電極被分割到所述第二分離電極形成對應的磁珠小液滴或者文庫小液滴。

7.如權利要求1或5所述的傳感系統，其中所述第一液滴篩選區包括：

上電極，位于所述第一傳感器芯片內或者所述拓展襯底上；以及

篩選電極，位于所述篩選電極位于所述微流控芯片的疏水層下方，當所述磁珠小液滴或所述擴增液滴移動到所述篩選電極時，根據所述上電極與篩選電極之間的電容值對所述磁珠小液滴或所述擴增液滴進行篩選。

8.如權利要求1所述的傳感系統，其中所述第一液滴篩選區包括：

篩選電極，位于所述微流控芯片的疏水層下方；以及

第二傳感器芯片，位于所述拓展襯底上；其中

當所述磁珠小液滴或所述擴增液滴移動到所述篩選電極時，所述磁珠小液滴或所述擴增液滴與所述第二傳感器芯片的敏感膜接觸，根據所述第二場效應傳感器芯片的傳感信號對所述磁珠小液滴或所述擴增液滴進行篩選。

9.一種傳感系統的檢測方法，所述傳感系統包括微流控芯片和具有敏感膜的傳感器芯片，所述第一傳感器芯片位于一拓展襯底上，所述拓展襯底位于所述微流控芯片上方且與所述微流控芯片具有間距，所述敏感膜與所述微流控芯片表面的疏水層面相對，所述檢測方法包括：

將含有磁珠的液體分割成磁珠小液滴；

在所述磁珠小液滴中篩選出只有一個小磁珠的目標磁珠液滴；

融合所述目標磁珠液滴和含有DNA片段的文庫小液滴形成融合液滴；

對所述融合液滴進行PCR擴增反應，形成擴增液滴，所述擴增液滴作為目標液滴；以及

控制所述目標液滴與所述敏感膜接觸，所述第一傳感器芯片輸出傳感信號；其中

所述磁珠小液滴、目標磁珠液滴、融合液滴、擴增液滴和目標液滴的移動均在所述微流控芯片表面進行。