[发明专利]一种立式微生物检测芯片

说明书

本发明涉及一种立式微生物检测芯片，包括在芯片进口和出口之间弯折延伸的输送通道和设置在所述输送通道水平部分的容纳腔，容纳腔的底部布置有出口连通至下一级水平设置的分配通道的侧流通道，竖直设置的芯片允许将激励光光源和荧光检测元件设置在芯片两侧，从而可以完全屏蔽激励光的背景干扰；侧流通道的进出口端分别连通于容纳腔底部和下级分配通道，能够在不消耗连续相流体的情况下实现对微液滴的诱导；侧流通道可以单独设置在结构层，从而减小甚至消除已被填充的容纳腔对液滴的诱导效应；通过在芯片盖片层和基片层的外侧涂覆偏振方向相反的偏振涂层，从而实现对激励光到荧光检测元件间的光路的完全阻断，同时，配合在芯片两侧设置的外部偏振元件，还可以阻断透过容纳腔侧壁射出的荧光信号到荧光检测元件之间的光路，避免相邻荧光信号点之间的信号融合。

技术领域

本发明涉及一种生物检测装置，具体涉及一种通过PCR反应执行对病毒、细菌等微生物特异性DNA检测的立式微生物检测芯片。

背景技术

基于微液滴的数字PCR芯片是当下最先进的核酸定量检测方法之一，相比于传统PCR技术，数字PCR将含有目标基因、引物、聚合酶等的溶液稀释后，分成几十到几十万份微小、独立的反应器，使每个反应器的核酸模板数少于或者等于1个，对每个反应器进行传统PCR扩增并进行荧光检测。将含有目标基因的反应器标记为1，不含目标基因的反应器标记为0，根据相对比例和反应器的体积，并利用泊松分布推算出原始溶液的核酸浓度。

目前，数字PCR的主流实施方式是基于具有微反应腔阵列的微流控芯片；来自于液滴制备单元的油包水液滴被分配至微反应腔阵列中，在此经历若干次升温-退火扩增循环后，向微反应腔引入激励光，包括目标核酸模板的微液滴在激励光的照射下发出荧光，检测次荧光，并进行统计分析后即可获得相应检测结果。数字PCR检测过程的主要步骤中，微液滴在微反应腔中的有效分配、对荧光信号的准确捕捉均在很大程度上影响检测结果的可靠性。

现有技术中主要借助于分配通道及布置相似分配通道中的例如凸起等微结构对液滴进行局部阻挡，以提高微反应腔的有效填充率（指单液滴填充率，不包括无填充和多液滴填充的反应腔）。但由于微通道自身及所述局部阻挡的阻力作用，导致分配通道上下游之间流动的连续相流体存在较大的压差，而这会导致分配通道上下游处微反应腔填充效果的巨大差异。

此外，在对扩增后的微反应腔进行荧光检测的过程中，入射的激励光经芯片的反射、折射等往往造成强烈的背景干扰；同时，由于微阵列孔极小的间距，及位于微反应腔中的微液滴受激后发出的荧光的无定向特性，使得相邻微孔之间的荧光信号常有部分穿越孔壁而与相邻液滴发出的荧光信号混为一体，难以区分的问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述问题，本发明提供一种立式微生物检测芯片。本发明的立式微生物检测芯片能够提供相比于现有技术更高的液滴有效填充率，同时降低甚至消除激励光等杂光造成的背景干扰，还能够有效抑制相邻液滴的荧光信号之间的混合，有效改善不同信号点之间的独立性。

为达到上述技术效果，本发明具体提供如下方案：

一种立式微生物检测芯片，为便于表述，下文均以芯片10指代所述立式微生物检测芯片，所述芯片10在使用时竖直放置，其包括盖片层1和基片层2，所述盖片层1上开设有进口通孔11和出口通孔12，所述进口通孔11的位置高于出口通孔12；优选所述进出口通孔11和出口通孔12位于所述芯片10的竖直中轴线的同一侧的上下两端，例如左侧。

所述基片层2上布置有微通道结构，所述微通道结构为非贯穿的槽，以利于微结构各处的相互定位。所述微通道结构包括分别对应于盖片层1的进口通孔11和出口通孔12的进样槽21和出样槽22，连通所述进样槽21和出样槽22，并在两者之间弯折延伸的输送通道23，所述输送通道23包括若干条水平延伸的分配通道231及连接于上一级分配通道231的末端和下一级分配通道231的首端的连接通道232。