[發明專利]一體式數字PCR儀及其控制方法

在審

• 申請號: 202111381197.4
• 申請日: 2021-11-20
• 公開（公告）號: CN114085762A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 蘇世圣;劉金偉;徐波;韓應敏;周海余;杜曉純;劉曉彬;楊文軍;王勇斗
• 申請（專利權）人: 新羿制造科技（北京）有限公司
• 主分類號: C12M1/38
• 分類號: C12M1/38;C12M1/36;C12M1/34;C12M1/02;C12M1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種一體式數字PCR儀及其控制方法，其中的一體式數字PCR儀包括芯片上料模塊；液滴生成模塊，能夠在微液滴生成過程中將加樣腔內的樣本生成微液滴后轉移存儲至反應腔中；溫度循環模塊，以使反應腔內的微液滴實現擴增；熒光檢測模塊，能夠在微液滴檢測過程中將反應腔中的微液滴轉移至熒光檢測區后再轉移至加樣腔，并在此過程中完成微液滴熒光檢測；芯片廢棄模塊；調度機構，用于在主控模塊的控制下在芯片上料模塊、液滴生成模塊、溫度循環模塊、熒光檢測模塊、芯片廢棄模塊之間轉移一體式微液滴芯片，并能夠將溫度循環模塊中的一體式微液滴芯片上下翻轉180°后再轉移至熒光檢測模塊中。本發明，自動化程度及集成化程度高，能夠提升檢測分析作業的效率，降低人力成本。

技術領域

本發明屬于數字PCR分析儀技術領域，具體涉及一種一體式數字PCR儀及其控制方法。

背景技術

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，其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生物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。傳統的數字PCR分析儀功能單一，需要手動操作多臺儀器配合完成一次擴增及檢測工作。隨著社會的發展，醫療行業及科研領域等對PCR分析的高通量、自動化、高速度、集成化等提出了更高的要求。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于提供一種一體式數字PCR儀及其控制方法，以克服現有技術中的數字PCR儀功能單一，需要手動操作多臺儀器配合完成一次擴增及檢測工作，檢測效率低的不足。

為了解決上述問題，本發明提供一種一體式數字PCR儀，包括：芯片上料模塊，用于放置加樣完畢的一體式微液滴芯片，所述一體式微液滴芯片包括芯片本體，所述芯片本體上構造有加樣腔、反應腔、熒光檢測區；液滴生成模塊，用于供給所述一體式微液滴芯片油氣，能夠在微液滴生成過程中將所述加樣腔內的樣本生成微液滴后轉移存儲至反應腔中；溫度循環模塊，用于對所述反應腔內的微液滴形成加熱制冷循環，以使所述反應腔內的微液滴實現擴增；熒光檢測模塊，能夠在微液滴檢測過程中將所述反應腔中的微液滴轉移至所述熒光檢測區后再轉移至所述加樣腔，并對處于所述熒光檢測區的微液滴進行熒光檢測；芯片廢棄模塊，用于存儲經過檢測后的所述一體式微液滴芯片；調度機構，用于在主控模塊的控制下在所述芯片上料模塊、液滴生成模塊、溫度循環模塊、熒光檢測模塊、芯片廢棄模塊之間轉移所述一體式微液滴芯片，并能夠將所述溫度循環模塊中的一體式微液滴芯片上下翻轉180°后再轉移至所述熒光檢測模塊中。

在一些實施方式中，所述一體式微液滴芯片包括芯片本體，所述芯片本體內構造有微液滴生成結構、油液接口、氣液接口，所述氣液接口與所述反應腔連通，所述加樣腔與所述微液滴生成結構連通，所述油液接口與所述微液滴生成結構連通；當所述一體式微液滴芯片處于所述液滴生成模塊中時，所述液滴生成模塊能夠在所述加樣腔與所述氣液接口之間形成第一壓力差，在所述油液接口與所述氣液接口之間形成第二壓力差，所述第一壓力差和所述第二壓力差分別驅動所述加樣腔中的樣本和所述油液接口的生成油進入所述微液滴生成結構，生成的微液滴進入并存儲于所述反應腔中；當所述一體式微液滴芯片處于所述熒光檢測模塊中時，所述熒光檢測模塊能夠驅動檢測推動油從所述氣液接口進入所述反應腔，使得所述反應腔中的微液滴從所述反應腔中流出至所述微液滴生成結構，所述液滴生成模塊還能夠驅動檢測分隔油從所述油液接口進入所述微液滴生成結構，所述檢測分隔油將從所述反應腔中流出至所述微液滴生成結構中的微液滴分隔形成隊列，進入所述熒光檢測區。

在一些實施方式中，所述微液滴生成結構包括油液管道以及連通管道，所述油液管道與所述連通管道成十字交叉，所述連通管道包括處于十字交叉點的第一側且與所述反應腔連通的第一管道以及處于所述十字交叉點的第二側且與所述加樣腔連通的第二管道，所述油液接口與油液管道連通。