[发明专利]用于数字核酸扩增的集成流路芯片装置及应用

权利要求书

1.一种用于数字核酸扩增的集成流路芯片装置，由真空系统(1)、前管路(2)、缓冲瓶(3)、后管路(4)、毛细管(5)、吸盘(6)、封接层(7)和通道层(8)组成，道层(8)与封接层(7)进行封接组成集成流路芯片组件，通，吸盘(6)置于集成流路芯片组件上，通道层(8)刻有通道，并设有出样口(11)和进样口(12)，通道由蜿蜒的主通道(9)及位于主通道(9)两侧的若干侧室(10)组成，主通道(9)的两个末端分别接出样口(11)和进样口(12)，侧室(10)的横截面为正方形、圆形、梯形或多边形，前管路(2)的一端连接真空系统(1)，另一端连接缓冲瓶(3)，后管路(4)的一端与缓冲瓶(3)相连，另一端与毛细管(5)相连，毛细管(5)穿过吸盘(6)与集成流路芯片组件连通。

2.根据权利要求1所述的一种用于数字核酸扩增的集成流路芯片装置，其特征在于，主通道(9)的宽度从1μm至1000μm，深度范围在1μm至1000μm之间，侧室(10)的体积为皮升到纳升级别。

3.根据权利要求1所述的一种用于数字核酸扩增的集成流路芯片装置，其特征在于，通道层(8)的材料选用聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、玻璃或PDMS中的一种，通道层(8)的制作方法选用激光刻蚀法、化学蚀刻法、光刻法、热压法、浇注法或注塑法。

4.根据权利要求1所述的一种用于数字核酸扩增的集成流路芯片装置，其特征在于，封接层(7)的材料选用耐热透明胶带、PET膜、氟膜或与通道层(8)相同材料或不同材料的平板；

5.根据权利要求1所述的一种用于数字核酸扩增的集成流路芯片装置，其特征在于，通道层(8)与封接层(7)的封接方法选用耐热透明胶带粘合、热键合、耐热胶粘合或热压封接法。

6.根据权利要求5所述的一种用于数字核酸扩增的集成流路芯片装置，其特征在于，当通道层(8)选用非透明材料，封接层(7)选用硬质材料时，封接层(7)需要预先在与进样口(12)和出样口(11)相对应的位置钻好小孔(14)及小孔(13)，然后再进行封接，封接后用胶带将所有孔封闭以备用。

7.根据权利要求5所述的一种用于数字核酸扩增的集成流路芯片装置，其特征在于，当通道层(8)选用透明材料，则在进样口(12)和出样口(11)的位置直接钻孔后与封接层7封接，封接后用胶带将所有孔封闭以备用。

8.根据权利要求5所述的一种用于数字核酸扩增的集成流路芯片装置，其特征在于，当封接层(7)选用软质材料，则封接层(7)或通道层(8)均无需打孔，只需在使用时用针头将薄膜或胶带相对应于进样口(12)和出样口(11)的位置刺破即可，软质材料选用PET薄膜、氟膜或透明胶。

9.根据权利要求1述的一种用于数字核酸扩增的集成流路芯片装置，其特征在于，通道层(8)的背面与导热系数大的材料粘合，导热系数大的材料选用铝片、铜片或硅片。

10.根据权利要求1述的一种用于数字核酸扩增的集成流路芯片装置的应用，其特征在于，通过以下步骤实现：

(1)样品准备：

如果核酸扩增采用传统的PCR方法，则将模板DNA与SYBR Premix EXTaq试剂盒或Taqman探针试剂盒混合；

如果核酸扩增采用环介导等温扩增，则将模板DNA与LAMP反应试剂及DNA荧光染料SYBR Green I混合；

(2)将封接层(7)上的小孔(13)或是通道层(8)上的出样口(11)处的透明胶带扎破，并将吸盘(6)置于此孔上，然后开始抽真空，使真空度达到0～13332.2Pa；

(3)在芯片封接层(7)上的小孔(14)处或是通道层(8)上的进样口(12)处加上样品，并将此处的胶带扎破，此时溶液会在负压的作用下进入主通道(9)及其两侧的小室(10)，待溶液充满主通道(9)和侧室(10)后仍继续抽真空，直到主通道(9)的液体被全被抽出，用少量双蒸水冲洗主通道(9)；

(4)向主通道(9)内导入矿物油并使其充满主通道(9)，从而将上千个侧室(10)分隔开来；或向主通道(9)内导入低沸点溶液或热固性塑料，堵住侧室(10)的出口；

(5)用固化胶或耐热透明胶带将封接层(7)上的小孔(13)和小孔(14)或通道层(8)上的出样口(11)和进样口(12)密封；

(6)将集成流路芯片组件置于原位PCR仪或类似于原位PCR仪的热循环装置上，进行传统的PCR扩增；若对核酸进行环介导等温扩增，将集成流路芯片组件置于普通的热板上，65度加热30-60分钟即可；

(7)对扩增后的产物进行荧光成像，软件计数阳性孔。