[发明专利]一种基于微液滴的检测系统

说明书

本申请提供一种基于微液滴的检测系统，包括：液滴产生器，其具有按阵列排列的多个热注式打印喷头，每个所述热注式打印喷头用于喷出液滴，所述液滴的直径为几十微米；检测器，其根据所述液滴产生器所喷出的液滴进行检测。根据本申请，利用基于CMOS‑MEMS技术制造的热注式打印喷头阵列来形成液滴，不仅能使液滴的体积更小，也能实现高通量、高速率、低成本的数字化检测系统。

技术领域

本申请涉及生物医药技术领域，尤其涉及一种基于微液滴的检测系统。

背景技术

聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊DNA复制，PCR的最大特点，是能将微量的DNA大幅增加。因此，无论是化石中的古生物、历史人物的残骸，还是几十年前凶杀案中凶手所遗留的毛发、皮肤或血液，只要能分离出一丁点的DNA，就能用PCR加以放大，进行比对。

数字PCR(Digital PCR)是通过将一个样本分散到几十万等分的不同微小反应单元中，使每个单元至多含有一个目标分子，使其在隔离的不同微小单元中进行PCR扩增，扩增结束后对各个独立的反应单元进行荧光信号检测。

数字PCR是基于单分子PCR方法来进行计数的核酸定量，是一种绝对定量的方法。主要采用当前分析化学热门研究领域的微流控或微滴化方法，将大量稀释后的核酸溶液分散至微反应器或微液滴中，每个反应器的核酸模板数少于或者等于1个。经PCR循环之后，拥有单个核酸分子模板的反应器就会给出荧光信号，没有模板的反应器就没有荧光信号。根据相对比例和反应器的体积可推算出原始溶液的核酸浓度。

市面上已知掌握数字PCR技术的公司如Bio-Rad即对样品进行微滴化处理。其产生的1纳升液滴均匀性非常好，每个样品形成20,000个液滴，而其他系统只能分成760-3,000个部分。能把样品以微液滴的方式制备的越稀则越能确保每个液滴至多不超过一个分子模板，此意味着分析越准确。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本申请的发明人发现，目前市面上的主流微液滴产生器都有通量低、耗时长、过程繁琐的问题，其产生的微液滴的体积通常为纳升量级，无法到达皮升量级，而液滴尺寸越大意味着越难保证液滴内的样本数最多为一个。此外，常见的微流控方法产生微液滴的过程耗时过长，且制作成本高，而且，多数液滴产生系统不具备程序可控性,只能让产生的液滴随机分散。

本申请提供一种微液滴的检测系统，利用基于CMOS-MEMS技术制造的热注式打印喷头阵列来形成液滴，不仅能使液滴的体积更小，也能实现高通量、高速率、低成本的数字化检测系统。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种基于微液滴的检测系统，包括：

液滴产生器，其具有按阵列排列的多个热注式打印喷头，每个所述热注式打印喷头用于喷出液滴，所述液滴的直径为几十微米；

检测器，其根据所述液滴产生器所喷出的液滴进行检测。

根据本申请实施例的另一个方面，其中，所述检测器基于所述液滴中的荧光生物标记进行检测，或者，所述检测器基于对所述液滴进行聚合酶链式反应(PCR)的结果进行检测。

根据本申请实施例的另一个方面，其中，所述检测系统还包括：

控制器，其用于对所述液滴产生器的所述热注式打印喷头的喷出动作进行控制。

根据本申请实施例的另一个方面，其中，每个所述热注式打印喷头包括：