[发明专利]超高通量单细胞核酸分子实时荧光定量分析芯片

说明书

本发明公开了一种超高通量单细胞核酸分子实时荧光定量分析芯片，包括微孔阵列芯片和微流控封装结构，所述微孔阵列芯片设置在所述微流控封装结构内；所述微孔阵列芯片在其基底上设置有至少一个微孔阵列区，所述微孔阵列区具有多个微孔，所述微孔具有在一个微孔中只能容纳单个细胞的尺寸和形状，且所述微孔内壁上修饰有至少一个DNA探针。本发明通过设计具有十万量级、百万量级微孔的芯片，并通过在微孔内修饰DNA探针捕获细胞内的目标核酸分子，可实现十万量级、百万量级的单细胞捕获，并进一步实现原位裂解、核酸扩增，能为超高通量单细胞核酸分子实时荧光定量分析提高芯片基础。

技术领域

本发明涉及基因检测技术领域，特别涉及一种超高通量单细胞核酸分子实时荧光定量分析芯片。

背景技术

机体的生长、发育、分化、衰老和病理病变等均与基因的差异表达有关。肿瘤的发生发展及转移也与基因的突变和差异表达有关，肿瘤组织中心的细胞、周围的细胞、转移灶的细胞等，也因基因组和转录表达谱的差异，导致功能特性的不同，影响和决定肿瘤的治疗等结果。

传统的基因表达研究方法通常在mRNA水平来衡量某个基因的表达。对于mRNA水平的表达通常用实时荧光定量PCR(real-time PCR,RT-PCR)来实现。当前的荧光定量RT-PCR(RT-qPCR)，只能在细胞群体水平观察多细胞平均的结果。在细胞群体水平上进行的，最终得到的结果，其实是多个细胞的平均，往往丢失了细胞异质性的信息及单细胞功能多样性的关键信息。

随着单细胞分析技术发展，单细胞多基因检测系统应运而生。其通常是利用微流控通道制作独立的单元，将单细胞单独隔离在独立单元中，并进行cDNA扩增，每次最多捕获几百至几千个单细胞，然后再配合仪器进行核酸扩增检测，但现有的微流控芯片的微孔通道数量一般仅为几百至几万，每次捕获的单细胞数量少，检测通量低，无法满足超高通量细胞核酸分子检测的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种超高通量单细胞核酸分子实时荧光定量分析芯片。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种超高通量单细胞核酸分子实时荧光定量分析芯片，包括微孔阵列芯片和微流控封装结构，所述微孔阵列芯片设置在所述微流控封装结构内；

所述微孔阵列芯片在其基底上设置有至少一个微孔阵列区，所述微孔阵列区具有多个微孔，所述微孔具有在一个微孔中只能容纳单个细胞的尺寸和形状，且所述微孔内壁上修饰有至少一个DNA探针。

优选的是，所述微孔的内表面经亲水处理，所述微孔阵列芯片除所述微孔内表面的其他表面经疏水处理。

优选的是，所述微孔阵列区包括一字排列在基底上的10个，单个所述微孔阵列区内包括的微孔数量不小于10⁶个。

优选的是，所述微孔为通孔，且为正多边形结构。

优选的是，所述微孔形状为正六边形，其外接圆的直径为1-100μm。

优选的是，所述微流控封装结构包括底层基板和上层盖板，所述上层盖板的下表面中部开设有上芯片槽，所述上芯片槽的两侧对称设置有与之连通的进样流道槽和出样流道槽；所述底层基板上表面中部设置有下芯片槽，所述下芯片槽的一侧设置有与所述出样流道槽的结构相同的副流道槽；

所述上层盖板与底层基板贴合连接后，所述上芯片槽和下芯片槽位置正对形成用于容纳所述微孔阵列芯片的芯片安装槽，所述进样流道槽和所述底层基板的上表面之间形成进样流道，所述出样流道槽和副流道槽位置正对形成出样流道。

优选的是，所述上层盖板上设置有进样口、总出液口、缓冲液入口和缓冲液出口；所述进样流道槽和出样流道槽沿宽度方向设置在所述上层盖板的下表面两侧，所述进样口、总出液口沿宽度方向设置在所述上层盖板的两侧，所述缓冲液入口和缓冲液出口沿长度度方向设置在所述上层盖板的两侧。