[实用新型]一种基于磁场干预的PCR液滴生成系统

说明书

本实用新型提供了一种基于磁场干预的PCR液滴生成系统，通过在PCR液滴生成芯片外周增加磁场，利用磁场的干预使得标记物微粒进入微流控通道保持恒定的速度和相对均一的距离，大大提高成功制备有效PCR液滴的效率，节约了检材，节省了时间，提高了实验成功率和重复性，具有广泛的实用前景。

技术领域

本实用新型涉及一种PCR液滴生成芯片，特别涉及一种基于磁场干预的PCR液滴生成系统，属于微流体控制技术领域。

背景技术

近来，液滴微流控PCR在技术方面的迅速发展已经证明了该技术的优越性并被广泛的应用于生物、化学等领域，尤其在单分子放大和分析方面的优势更加明显。微流控技术能够以每秒钟几千个的速度产生单分散性好的液体，同时又能很好的控制液滴的尺寸和成分，液滴微流控实现了单个液滴的混合、传输和分析的独立控制，在实验中快速形成大量的均一液滴，将反应分隔在多个独立的空间内进行，在单分散的液滴中同时进行多个平行反应，使得平行反应能够在短时间内快速进行，并具有很好的重现性，同时避免了液滴间的交叉污染，消除了PCR偏好于非特异性放大的现象。

随着微流控技术的发展应用，越来越多的科学研究者考虑基于标记物微粒的液滴微流控PCR技术，以期实现可控的液滴产生、便捷的操作和灵活的后期处理分析，而成功的PCR液滴中应该包含一个标记物微粒、均匀的混合液成分，在实验中快速形成大量的均一液滴。然而将微粒应用于液滴微流控的最大难点在于液滴产生过程中微粒物容易沉降或者流动过程中产生堆积，标记物微粒进入微流控通道前沉降或进入通道后排列距离不均一，大大降低了液滴成功包被的效率，即液滴中没有包被或包被两个及以上标记物微粒的无效液滴，又或者液滴大小不均一，均达不到实验者的目的要求，最终导致实验失败或实验重复性差等现象的发生。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种基于磁场干预的PCR液滴生成系统，通过在芯片外周增加磁场，利用磁场的干预使得标记物微粒进入微流控通道保持恒定的速度和相对均一的距离，大大提高成功制备有效PCR液滴的效率。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于磁场干预的PCR液滴生成系统，包括PCR液滴生成芯片和用于对所述PCR液滴生成芯片进行磁场干预的磁场干预装置，所述PCR液滴含单个标记物微粒与PCR反应液，所述PCR液滴生成芯片中设有供液体/液滴流动的微流控通道，所述微流控通道又包括标记物微粒溶液入口、PCR反应液入口和混合通道，所述标记物微粒溶液入口、PCR反应液入口共同与混合通道连通，其特征在于，

所述标记物微粒为非磁性微粒时，所述磁场干预装置包括：

用于容置所述标记物微粒溶液的腔体，所述腔体中置有微型磁力转子，所述腔体的出口与所述标记物微粒溶液入口连通，以及

用于对所述微型磁力转子施加磁场并调节微型磁力转子的转速以使标记物微粒按照预设的速度和间距进入所述标记物微粒溶液入口的外周旋转磁场发生器；

所述标记物微粒为磁性微粒时，所述磁场干预装置包括：

用于对所述混合通道施加等间距磁场以使标记物微粒按照预设的间距经过所述混合通道的等间距磁场发生器。

优选地，所述微流控通道还包括液滴生成通道，所述液滴生成通道与所述混合通道之间接有油相入口，在所述液滴生成通道中使油相包裹于含有单个标记物微粒、PCR反应液形成的水相混合物表面，形成PCR液滴。

优选地，所述液滴生成通道的末端开口为液滴生成出口，所述液滴生成出口处设有用于在所述微流控通道中产生负压以驱动所述液体/液滴流动的负压驱动装置。

优选地，所述外周旋转磁场发生器通过改变磁场场强来调节所述微型磁力转子的转速。

更优选地，所述外周旋转磁场发生器根据PCR液滴在负压条件下的生成速度调整磁场场强，从而调整微型磁力转子的转速。