[發明專利]聚合酶鏈式反應芯片

在審

• 申請號: 202110562783.2
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113186093A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 魏清泉;賈連超
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: C12M1/38
• 分類號: C12M1/38;C12M1/36;C12M1/34;C12M1/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

本申請實施例提供了一種聚合酶鏈式反應芯片，以解決現有聚合酶鏈式反應芯片無法使得聚合酶鏈式反應液相材料在變性后快速降溫至退火溫度，從而導致擴增效率慢的技術問題。該聚合酶鏈式反應芯片包括：儲液區，用于儲存聚合酶鏈式反應液相材料；以及控溫區，包括設置在芯片的第一表面的變性溫區、退火溫區以及延伸溫區、設置在芯片的與第一表面相對的第二表面的降溫區、以及分布設置在第一表面和第二表面通道結構；其中，降溫區的溫度小于等于退火溫區的溫度；其中，通道結構的兩端分別與儲液區連接，構造為引導聚合酶鏈式反應液相材料依次經過變性溫區、降溫區、退火溫區以及延伸溫區。

技術領域

本申請涉及生物醫療器械領域，具體涉及一種聚合酶鏈式反應芯片。

背景技術

PCR(polymerase chain reaction，聚合酶鏈式反應)是一種非常重要的分子生物學技術。作為一種主要的核酸擴增復制技術，PCR被廣泛地應用到生物科學相關的各個學科領域中，并給基因相關檢測、研究等帶來了深刻的影響。

PCR技術經過近三十年的發展已經得到了不斷地改進和延伸，但是如何進一步提高PCR的擴增效率及縮短反應時間一直是研究人員追求的目標。

PCR反應的關鍵是重復和控制循環溫度。目前絕大部分的擴增是在常規PCR熱循環儀上進行反復的升溫降溫，實現PCR的變性、退火、延伸三個過程所需溫度的循環。但是這種方法普遍存在著熱容大、加熱速度和冷卻速度慢以及耗用昂貴的生化試劑多等缺點。

連續流控式PCR微流控芯片是采用時間一空間轉換的方法實現PCR熱循環過程，即PCR反應液連續流過變性、退火、延伸三個不同溫區，或變性、退火延伸(兩個過程合并)兩個溫區，規避了升降溫過程，實現了快速PCR反應。但是不足之處是目前已有的連續流控式PCR微流控芯片都無法解決樣品從變性溫區到退火溫區需要經過延伸溫度區的不足。然而，為了保證較高的擴增效率，變性后的樣品需要快速降溫至退火溫度，如果在延生溫區滯留時間長就會嚴重影響擴增效率，這是本領域人員的共識。

申請內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本申請實施例提供了一種聚合酶鏈式反應芯片，以解決現有聚合酶鏈式反應芯片無法使得聚合酶鏈式反應液相材料在變性后快速降溫至退火溫度，從而導致擴增效率慢的技術問題。

(二)技術方案

根據本申請的一個方面，本申請一可能的實現方式提供的一種聚合酶鏈式反應芯片，包括：儲液區，用于儲存聚合酶鏈式反應液相材料；以及控溫區，包括設置在芯片的第一表面的變性溫區、退火溫區以及延伸溫區、設置在芯片的與所述第一表面相對的第二表面的降溫區、以及分布設置在所述第一表面和所述第二表面通道結構；其中，所述降溫區的溫度小于等于所述退火溫區的溫度；其中，所述通道結構的兩端分別與所述儲液區連接，構造為引導所述聚合酶鏈式反應液相材料依次經過所述變性溫區、所述降溫區、所述退火溫區以及所述延伸溫區。

在本申請一實施例中，所述通道結構包括：布置在所述變性溫區的變性通道結構，用于引導所述聚合酶鏈式反應液相材料在所述變性溫區發生變性反應；布置在所述降溫區的降溫通道結構，用于引導所述聚合酶鏈式反應液相材料在所述降溫區進行降溫；布置在所述退火溫區的退火通道結構，用于引導所述聚合酶鏈式反應液相材料在所述退火溫區發生退火反應；布置在所述延伸溫區的延伸通道結構，用于引導所述聚合酶鏈式反應液相材料在所述延伸溫區發生延伸反應；與所述變性通道結構的液相流向的末端連接的第一通孔，用于將所述聚合酶鏈式反應液相材料由所述變性通道結構引導至所述降溫通道結構；以及與所述降溫通道結構的液相流向的末端連接的第二通孔，用于將所述聚合酶鏈式反應液相材料由所述降溫通道結構引導至所述退火通道結構。