[实用新型]一种用于数字核酸分子微量化的阵列芯片装置

说明书

本实用新型涉及生命科学、医学等多个领域检测装置，具体公开了一种用于数字核酸分子微量化的阵列芯片装置；包括基板和封盖板，所述封盖板封盖在所述基板上，所述封盖板的背面为平面结构，所述反应单元凸起在所述基板上；或在所述基板上设有凹槽，所述反应单元嵌入在所述凹槽内；所述封盖板封盖在所述基板上后，所述封盖板和基板之间形成样品通道；所述封板板上设有进样口和出样口；所述进样口连接有加样系统，所述出样口连接有真空系统。本发明的阵列芯片装置只需通过出样口抽真空进行负压或进样口进行正压进样，在很短的时间内便可使微量液体样品分配至成百上千个独立的反应单元，大大提高了实验速度，显著提高样品的微量化效率。

技术领域

本发明属生命科学、医学等多个领域检测装置，具体涉及一种用于数字核酸分子微量化的阵列芯片装置。

背景技术

近年来，生命科学领域研究不断有新的技术突破。1973年，台湾科学家钱嘉韵，发现了稳定的Taq DNA聚合酶。1985年美国Mullis发明了聚合酶链式反应，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，即简易DNA扩增法，意味着PCR技术的真正诞生。聚合酶链式反应一直是分子生物学领域的核心技术之一，已应用到分子测序、基因表达分析、基因突变研究、疾病早期分子诊断、单核苷酸多态性和药物筛选等研究领域，并起到重要作用。尤其是在癌症以及病原传染病等疾病的早期分子诊断研究中，以核酸扩增为基础的核酸定量检测技术，只要能分离出一丁点的DNA，就能用PCR技术在体外扩增DNA，直到目的DNA浓度足以被检测为止。因其分析速度快、灵敏度高、高通量及诊断时间短的显著优点，成为疾病早期诊断的主要应用技术之一，具有广阔的发展空间。

在聚合酶链式反应技术发明至今的三十多年里，应用技术也在不断的发展。1993年首次报道并描述了荧光定量PCR技术(real-time quantitative polymerase chainreaction，简称qPCR)。1995年美国PerkinElmer公司率先发明qPCR仪并推向市场。qPCR技术是在普通的PCR反应系统中加入了一个与目的序列互补的双荧光标记探针——即分子信标，依靠分子信标荧光信号报告PCR产物，其强弱随PCR扩增进程不断加强，并与PCR产物的数量成正比，经特定的荧光光谱分析仪测得荧光强度，可实时动态定量观察PCR扩增的对数期、线性期和平台期的变化，与标准阳性定量梯度样品的标准曲线比较，进而推算出待检物的起始拷贝量。因此qPCR技术是一种相对的核酸定量方法，其灵敏度和准确度均受到限制，而且不能在大分子水平对核酸进行计数，无法做到单分子检测，不是绝对定量。

20世纪末，Vogelstein和Klstein提出数字PCR(digitalPCR，dPCR)的概念，通过将一个样本分成几十到几万份，分配到不同的反应单元，每个单元包含一个或多个拷贝的目标分子(DNA模板)，在每个反应单元中分别对目标分子进行PCR扩增，扩增结束后对各个反应单元的荧光信号进行统计学分析。与qPCR不同的是，数字PCR不依赖于CT值，因此不受扩增效率影响，扩增结束后通过直接计数或泊松分布公式来计算每个反应单元的平均浓度(含量)，能够将误差控制在5％以内，数字PCR可以不需要对照标准样品和标准曲线来实现绝对定量分析。

数字PCR技术提出至今，相关技术和产业化发展都非常迅速。2011年，浙江大学提出一种数字核酸扩增的集成流路芯片装置，其采用在反应组加工一个样品通道，然后在样品通道的底部刻蚀数千个pL至nL的反应小室，在反应组的两端设置进样和出样口。由于反应小室体积非常小，在样品注入后，靠样品重力或样品出、入口的压力使样品进入反应小室，这种方案导致样品进入反应小室的概率低，进而导致反应小室的使用率低。即使刻蚀数千个小孔，在实际应用中，有效使用的小孔达不到数字PCR对反映单元总数的要求，因此商业化比较困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构设计合理、通过出样口抽真空进行负压或进样口进行正压进样，显著提高样品的微量化效率，提高实验的准确度的一种用于数字核酸分子微量化的阵列芯片装置。