[发明专利]单反应高通量微流控组件、核酸扩增自动化POCT系统及液滴生成方法

说明书

本发明涉及单反应高通量微流控组件、核酸扩增自动化POCT系统及液滴生成方法。该微流控组件包括液滴生产芯片及体加样和收集部件。该芯片具有分散相通道、连续相通道及液滴生成部。该液滴生成部具有液滴产生处，液滴产生处通过震荡作用对分散相进行切割产生微型液滴。该微流控组件及其液滴生产方法，能够稳定且均匀地大量生成微液滴，并提高了这种检测手段的检测通量，拓宽了应用范围。

技术领域

本发明涉及核酸检测技术领域，尤其涉及一种单反应高通量微流控组件、核酸扩增自动化POCT系统及液滴生成方法。

背景技术

核酸的序列、多样性和丰度分析是现代生物学的基础。核酸定量技术在诊断和个体化医疗、食品检验和转基因生物检测、病原体鉴定、法医科学等方面己被广泛引用，同时这些应用也推动了核酸定量技术的进步。

20世纪末，Vogelstein等提出数字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，每个单元至少包含一个拷贝的目标分子(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。

数字PCR是一种核酸分子绝对定量技术。当前核酸分子的定量有三种方法，光度法基于核酸分子的吸光度来定量；实时荧光定量PCR(Real Time PCR)基于Ct值，Ct值就是指可以检测到荧光值对应的循环数；数字PCR是最新的定量技术，基于单分子PCR方法来进行计数的核酸定量，是一种绝对定量的方法。主要采用当前分析化学热门研究领域的微流控或微滴化方法，将大量稀释后的核酸溶液分散至芯片的微反应器或微滴中，每个反应器的核酸模板数少于或者等于1个。这样经过PCR循环之后，有一个核酸分子模板的反应器就会给出荧光信号，没有模板的反应器就没有荧光信号。根据相对比例和反应器的体积，就可以推算出原始溶液的核酸浓度。

而将这只能数字化PCR技术应用于POCT系统，目的就是更快的得到实验结果。诊断和辅助技术的进步，对疾病的认识以及治疗水平的提高是POCT逐渐受人关注的主要原因(财政方面的压力是次要因素)。这些进步使一些疾病接近根除，使另外一些疾病得到尽早诊断和更好治疗。而对于这种数字化PCR技术的应用，能够均匀稳定地生成微小液滴底是检测应用的关键，现有的技术主要方法为，通过水等分散相从分散相供给口向与油等连续相的流向交叉的方向流出，使得连续相进入到分散相供给口的一部分内，利于连续相的剪切力连续地生成分散相的液滴；并在分散相流出口的出口附近设定与连续相彼此碰撞的汇合点，通过使分散相从分散相流出口向该汇合点流动，连续地生成分散相的液滴。但是，在这种现有的方法中，即使喷嘴和分散相供给口的流路壁面具有难以被水相等分散相湿润的性状，但在液滴生成的早期，也仍然会引起液滴直径变化、最终无法生成液滴的不可避免的情况发生，因此其存在不能稳定均匀地大量生成微液滴，对于其检测通量和检测应用存在影响。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种单反应高通量微流控组件、核酸扩增自动化POCT系统及液滴生成方法，能够稳定且均匀地大量生成微液滴，并提高了这种检测手段的检测通量，拓宽了应用范围。

本发明第一方面，提供一种单反应高通量微流控组件，包括液滴生成芯片及液体加样和收集部件：

所述液滴生成芯片，其具有：

分散相通道，其用于流经具有内聚力的分散相流体；

连续相通道，其用于流经在与所述分散相流体之间的界面处产生界面张力的液体状的连续相流体；

液滴生成部，其具有汇合处、排出处及设置于所述汇合处与所述排出处之间的液滴产生处，所述汇合处与所述分散相通道及所述连续相通道连通，用于使得所述分散相流体在恒定的压力下在所述连续相流体的液体中流动；所述液滴产生处配置在所述汇合处的下游侧，通过震荡作用对所述分散相流体进行分割以液滴化于所述连接相流体中；所述排出处用于排出产生的液滴；