[发明专利]一种高精度芯片反应系统及方法

权利要求书

1.一种高精度芯片反应系统，其特征在于：包括红外光源、DMD模块、芯片及芯片夹具、温控模块、试剂供给模块、操作控制模块以及实施模块；

所述红外光源由滤光片滤光后，通过DMD模块及投射光路在芯片上投射光斑；

所述芯片固定在芯片夹具中，所述芯片上设有微通道，与试剂供给模块连接；

所述芯片还连接反应所需的实施模块，所述实施模块连接操作控制模块；

所述温控模块连接芯片，所述芯片上设有若干测温点；

所述DMD模块、温控模块、试剂供给模块、操作控制模块均通过信号处理电路连接计算机控制系统，所述信号处理电路用于将各模块的数据发送到计算机控制系统中，并反馈信号给各模块，控制各模块工作。

2.根据权利要求1所述的一种高精度芯片反应系统，其特征在于：所述DMD模块包括滤光片、红外棱镜、DMD及其驱动电路、计算机、投影光学系统。

3.根据权利要求1所述的一种高精度芯片反应系统，其特征在于：所述温控模块包括温度传感器、风扇、微处理器/PLC及驱动电路，温度传感器置于测温点处，用于实时采集温度数据，风扇用于降温；微处理器/PLC用于数字化采集到的温度数据、与计算机控制系统交互数据、输出下级电路的驱动信号。

4.根据权利要求1所述的一种高精度芯片反应系统，其特征在于：所述芯片采用分区结构，由两片芯片组成封闭芯片，单一芯片为开放芯片，芯片具有井形微结构，用来充当拼接DNA的反应池，在井形微结构的底部规则分布反应点。

5.根据权利要求1所述的一种高精度芯片反应系统，其特征在于：所述试剂供给模块包括动力部分和连接管路，动力部分可以选用蠕动泵、电磁泵、气动配合阀门工作。

6.根据权利要求1所述的一种高精度芯片反应系统，其特征在于：所述操作控制模块用于驱动实施模块，包括微处理器/PLC、驱动电路。

7.根据权利要求1所述的一种高精度芯片反应系统，其特征在于：所述实施模块包括光控结构实施模块、微流控形式实施模块和喷墨结构实施模块，所述光控结构实施模块包括紫外光源和紫外光学投影模块，所述紫外光源连接信号处理电路，所述紫外光源通过DMD模块选择通过波长，以及投射在芯片上的光斑形状。

8.根据权利要求1所述的一种高精度芯片反应系统，其特征在于：所述喷墨结构实施模块包括喷墨打印头和定位装置，喷墨打印头在定位装置的驱动下到达芯片的指定位点喷射微量试剂，在芯片表面合成oligo。

9.一种高精度芯片反应方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

(1)将芯片固定于芯片夹具中，将DMD模块和实施模块分别置于芯片两侧，温度传感器置于芯片的测温点；

(2)根据合成的DNA数量和结构设计芯片oligo排布及设置合成参数、测量溶液的红外光谱及确定使用的波长、设置拼接DNA的工作步骤及参数；

(3)控制系统根据oligo合成参数循环开启实施模块在芯片上合成oligo库，并完成切割使同一条基因的oligo保存在同一个井形微结构中；

(4)启动试剂供给模块通过芯片注入孔为芯片注入事先配好的混合溶液，在井形微结构内建立反应体系；

(5)启动DMD模块，开启红外光源，设置在不同测温点位置的温度传感器实时温度数据T_nm，离散后的T_nm与温度阈值T_0nm±Δ_nm比较，当T_nm落在T_0nm±Δ_nm范围内开始计时Tim_nm，一旦Tim_nm大于时间阈值Tim_0nm，控制系统发送指令停止该区域加热、等待；

(6)计算机控制系统根据工作流程进行下一轮程序，或降温、或结束。