[实用新型]一种液滴数字PCR芯片及相应检测系统

说明书

本实用新型涉及一种液滴数字PCR芯片，具有一个单元或者两个或多个相同单元，所述单元包括：油相储液池、PCR起始反应液储液池和液滴储存池，连接所述油相储液池的流道和连接所述PCR起始反应液储液池的流道汇合，成为通向所述液滴储存池的液滴导流流道，其中所述液滴储存池部分地位于在所述油相储液池和PCR起始反应液储液池的下方，用于收集所生成的液滴并进行PCR扩增反应。本实用新型还涉及相应检测系统。

技术领域

本实用新型涉及微流控液滴数字聚合酶链式反应(PCR)领域，特别是涉及一种液滴数字PCR芯片。此外本实用新型还涉及一种具有该液滴数字PCR芯片的检测系统。

背景技术

实时荧光定量PCR(以下简称qPCR或qRT-PCR)技术是一种在DNA扩增反应中以荧光化学物质测每次PCR循环后产物总量的方法，其中，通过内参或者外参法对待测样品中的特定DNA序列进行定量分析。由于qPCR技术具有准确度高，线性范围宽等优势，因此，已经广泛地用于分子诊断、疾病研究、临床医学等领域。

通常遵循传统PCR的扩增原理，模板的Ct值和该模板的起始拷贝数存在线性关系，所以成为定量检测溶液中模板的原始拷贝数的依据。利用TaqMan探针测定PCR扩增产物的荧光曲线时，需要PCR扩增产物达到10¹¹个拷贝/微升的饱和量，为了使10μl的PCR反应体系在30个循环后达到这样的产物浓度，PCR反应体系至少需要10³个起始模板量。如果将PCR的体积减少至10纳升(nl)，则单个模板就可以在经30个PCR循环后被检测到。

专利文献CN103451088A(一种微液滴式PCR芯片及其制作方法)公开一种使用PDMS和玻璃片作为微流控芯片的材料，亦即作为微液滴的产生芯片。其中如此得到的微液滴尺寸具有均匀、界面稳定、PCR反应效率高等优点，但由于使用PDMS作为芯片材料，而PDMS材料的透气性特别好，透水性也会有，因此在这种芯片上直接进行PCR会导致PCR反应液蒸发而造成结果不准确。并且该芯片只具有液滴生成功能，而没有对反应产物进行检测的功能，所以该芯片的功能并不完整。另外，所述芯片还在3个试剂注入口均设置了单相液滴成型微结构，结构较为复杂。

实用新型内容

本实用新型基于以下原理，利用微液滴技术可以对纳升级别的微小体积液体进行操控，具体而言将起始样本反应液分割成皮升至纳升级的微液滴，在这样大小的微液滴中最多只包含一个目的DNA或RNA模板。当完成PCR之后，通过计算阳性液滴的数量就可以推导出起始反应液中目的DNA或RNA的总模板数。微液滴芯片基于传统的单相微流控芯片技术，但相比于单相微流控系统，由于其水/油两相分离的特征，其优点在于：消耗样品和试剂量更少、混合速度更快、不易造成交叉污染、易于操控等。

本实用新型提出一种液滴数字PCR芯片，具有一个单元或者两个或多个相同单元，单元包括：油相储液池、PCR起始反应液储液池和液滴储存池，连接油相储液池的流道和连接PCR起始反应液储液池的流道汇合，成为通向液滴储存池的液滴导流流道，其中液滴储存池部分地或全部位于油相储液池和PCR起始反应液储液池的下方，用于收集所生成的液滴并进行PCR扩增反应。

按照本实用新型，由油相储液池流出的油相与由起始反应液储液池流出的起始反应液交汇，生成油包水型液滴。所生成的液滴经流道汇入液滴储存池并在此进行PCR扩增反应。

按照本实用新型，所述单元可以包括两个或更多个PCR起始反应液储液池，以容纳不同的PCR反应物。在这种情况下，来自所有PCR起始反应液储液池的液体首先汇合形成混合物，然后与由油相储液池流出的油相交汇，生成油包水型液滴。