[發(fā)明專利]一種用于微生物檢測的PCR芯片及基于該PCR芯片的液滴分配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010568460.X
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111841669B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳驍偉;王麒;尹琎;曠婉;龔勛
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院附屬同濟醫(yī)院
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;C12M1/36;C12M1/34;C12M1/00
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 趙龍驤;冷歡

1.一種用于微生物檢測的PCR芯片，包括蓋片層(1)和結(jié)構(gòu)層(4)；所述結(jié)構(gòu)層(4)包括液滴分配區(qū)(42)、微反應(yīng)腔區(qū)(41)和出口區(qū)(43)；所述液滴分配區(qū)(42)包括主通道(44)，連接于所述主通道(44)末端的若干級連接通道(45)和連接于所述連接通道(45)末端的分配通道(46)；其特征在于：所述微反應(yīng)腔區(qū)(41)包括與所述分配通道(46)數(shù)量相同的輸送通道(411)，每一個所述輸送通道(411)的入口均對應(yīng)連接一個分配通道(46)的出口；還包括交替設(shè)置在所述輸送通道(411)兩側(cè)，用于容納液滴(5)的若干微反應(yīng)腔(412)；所述出口區(qū)(43)包括與所述輸送通道(411)數(shù)量相同且一一對應(yīng)連接的排出通道(415)；所述蓋片層(1)至少對應(yīng)于微反應(yīng)腔區(qū)(41)的部分為透明材質(zhì)；所述微反應(yīng)腔(412)的尺寸僅允許容納單個液滴(5)，其前側(cè)壁(414)和后側(cè)壁均為相對于輸送通道(411)內(nèi)液體流動方向以銳角傾斜的斜面；每個所述微反應(yīng)腔(412)的后側(cè)壁上均設(shè)置一個向所述輸送通道(411)內(nèi)延伸的阻流凸起(413)；所述阻流凸起(413)到所述輸送通道(411)的相對側(cè)壁的最小距離小于液滴(5)的直徑。

2.如權(quán)利要求1所述的用于微生物檢測的PCR芯片，其特征在于：所述銳角的角度優(yōu)選不超過30度；所述阻流凸起(413)在所述輸送通道(411)內(nèi)的豎直側(cè)壁為曲線，且上游側(cè)的弧度大于下游側(cè)的弧度。

3.如權(quán)利要求1所述的用于微生物檢測的PCR芯片，其特征在于：所述液滴分配區(qū)(42)處，除主通道(44)外，每一條連接通道(45)和分配通道(46)在其入口處的通道底面均設(shè)置有一個下覆膜電極(423)，且每一個所述下覆膜電極(423)均配設(shè)有一個與之電連接的第一觸點電極(421)；相應(yīng)的所述下覆膜電極(423)和所述第一觸點電極(421)之間通過第一接線(422)實現(xiàn)電連接；所述第一觸點電極(421)位于結(jié)構(gòu)層(4)的上表面；所述第一接線(422)位于通道內(nèi)的部分和所述下覆膜電極(423)的表面覆蓋有疏水膜或疏水涂層。

4.如權(quán)利要求3所述的用于微生物檢測的PCR芯片，其特征在于：還包括直接貼附于結(jié)構(gòu)層(4)上表面的控制層(3)；所述控制層(3)上設(shè)有對應(yīng)于微反應(yīng)腔區(qū)(41)的透明區(qū)(31)；所述控制層(3)上還設(shè)有對應(yīng)于所述液滴分配區(qū)(42)的分配控制區(qū)(32)；所述分配控制區(qū)(32)設(shè)有數(shù)量與所述下覆膜電極(423)的數(shù)量相同且處于對應(yīng)位置的上覆膜電極(323)；以及數(shù)量與所述第一觸點電極(421)相同且處于對應(yīng)位置的第二觸點電極(321)；所述上覆膜電極(323)與所述第二觸點電極(321)之間不連通，每一個所述第二觸點電極(321)均通過獨立的觸點引線(322)接通外部電源的一極；每一個所述上覆膜電極(323)均通過獨立的覆膜引線(324)接通外部電源的另一極；相互對應(yīng)的一對上覆膜電極(423)和下覆膜電極(323)構(gòu)成可以封閉該通道內(nèi)流體流動路徑的微閥。

5.如權(quán)利要求4所述的用于微生物檢測的PCR芯片，其特征在于：所述結(jié)構(gòu)層(4)的出口區(qū)(43)還包括設(shè)置在排出通道(415)的兩側(cè)壁上的條電極(433)，每一條電極(433)均通過一第二接線(432)連接一位于所述結(jié)構(gòu)層(4)的上表面的第三觸點電極(431)；所述條電極(433)裸露設(shè)在所述排出通道(415)中。

6.如權(quán)利要求5所述的用于微生物檢測的PCR芯片，其特征在于：所述控制層(3)上設(shè)有對應(yīng)于所述出口區(qū)(43)的出口檢測區(qū)(33)；所述出口檢測區(qū)(33)包括數(shù)量與所述第三觸點電極(431)相同且處于對應(yīng)位置的第四觸點電極(331)；每一個所述第四觸點電極(331)均通過一個獨立的檢測引線(332)連接至外部電源。