[發明專利]單反應高通量微流控組件、核酸擴增自動化POCT系統及液滴生成方法

有效

• 申請號: 202110249637.4
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113000081B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 王奔
• 申請（專利權）人: 張貴海
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;B01L3/02;B01L7/00;C12M1/38;C12M1/34;C12M1/00
• 代理公司: 深圳市博太聯眾專利代理事務所(特殊普通合伙) 44354
• 代理人: 任轉英

本發明涉及單反應高通量微流控組件、核酸擴增自動化POCT系統及液滴生成方法。該微流控組件包括液滴生產芯片及體加樣和收集部件。該芯片具有分散相通道、連續相通道及液滴生成部。該液滴生成部具有液滴產生處，液滴產生處通過震蕩作用對分散相進行切割產生微型液滴。該微流控組件及其液滴生產方法，能夠穩定且均勻地大量生成微液滴，并提高了這種檢測手段的檢測通量，拓寬了應用范圍。

技術領域

本發明涉及核酸檢測技術領域，尤其涉及一種單反應高通量微流控組件、核酸擴增自動化POCT系統及液滴生成方法。

背景技術

核酸的序列、多樣性和豐度分析是現代生物學的基礎。核酸定量技術在診斷和個體化醫療、食品檢驗和轉基因生物檢測、病原體鑒定、法醫科學等方面己被廣泛引用，同時這些應用也推動了核酸定量技術的進步。

20世紀末，Vogelstein等提出數字PCR(digitalPCR,dPCR)的概念，通過將一個樣本分成幾十到幾萬份，分配到不同的反應單元，每個單元至少包含一個拷貝的目標分子(DNA模板)，在每個反應單元中分別對目標分子進行PCR擴增，擴增結束后對各個反應單元的熒光信號進行統計學分析。

數字PCR是一種核酸分子絕對定量技術。當前核酸分子的定量有三種方法，光度法基于核酸分子的吸光度來定量；實時熒光定量PCR(Real Time PCR)基于Ct值，Ct值就是指可以檢測到熒光值對應的循環數；數字PCR是最新的定量技術，基于單分子PCR方法來進行計數的核酸定量，是一種絕對定量的方法。主要采用當前分析化學熱門研究領域的微流控或微滴化方法，將大量稀釋后的核酸溶液分散至芯片的微反應器或微滴中，每個反應器的核酸模板數少于或者等于1個。這樣經過PCR循環之后，有一個核酸分子模板的反應器就會給出熒光信號，沒有模板的反應器就沒有熒光信號。根據相對比例和反應器的體積，就可以推算出原始溶液的核酸濃度。

而將這只能數字化PCR技術應用于POCT系統，目的就是更快的得到實驗結果。診斷和輔助技術的進步，對疾病的認識以及治療水平的提高是POCT逐漸受人關注的主要原因(財政方面的壓力是次要因素)。這些進步使一些疾病接近根除，使另外一些疾病得到盡早診斷和更好治療。而對于這種數字化PCR技術的應用，能夠均勻穩定地生成微小液滴底是檢測應用的關鍵，現有的技術主要方法為，通過水等分散相從分散相供給口向與油等連續相的流向交叉的方向流出，使得連續相進入到分散相供給口的一部分內，利于連續相的剪切力連續地生成分散相的液滴；并在分散相流出口的出口附近設定與連續相彼此碰撞的匯合點，通過使分散相從分散相流出口向該匯合點流動，連續地生成分散相的液滴。但是，在這種現有的方法中，即使噴嘴和分散相供給口的流路壁面具有難以被水相等分散相濕潤的性狀，但在液滴生成的早期，也仍然會引起液滴直徑變化、最終無法生成液滴的不可避免的情況發生，因此其存在不能穩定均勻地大量生成微液滴，對于其檢測通量和檢測應用存在影響。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種單反應高通量微流控組件、核酸擴增自動化POCT系統及液滴生成方法，能夠穩定且均勻地大量生成微液滴，并提高了這種檢測手段的檢測通量，拓寬了應用范圍。

本發明第一方面，提供一種單反應高通量微流控組件，包括液滴生成芯片及液體加樣和收集部件：

所述液滴生成芯片，其具有：

分散相通道，其用于流經具有內聚力的分散相流體；

連續相通道，其用于流經在與所述分散相流體之間的界面處產生界面張力的液體狀的連續相流體；

液滴生成部，其具有匯合處、排出處及設置于所述匯合處與所述排出處之間的液滴產生處，所述匯合處與所述分散相通道及所述連續相通道連通，用于使得所述分散相流體在恒定的壓力下在所述連續相流體的液體中流動；所述液滴產生處配置在所述匯合處的下游側，通過震蕩作用對所述分散相流體進行分割以液滴化于所述連接相流體中；所述排出處用于排出產生的液滴；