[发明专利]一种PCR微流控芯片及其应用

说明书

本发明涉及一种PCR微流控芯片及其应用，属于生物检测技术领域。本发明提供了一种PCR微流控芯片，包括主片、进油腔储液池、进样腔储液池、共边储液池和PCR管，主片上设有微滴生成模块、扩增模块和检测模块，其中，微滴生成模块用于接收连续相和分离相，将接收到的连续相和分离相混合成微滴，和，将微滴注入扩增模块，扩增模块用于接收驱动油，将接收到的驱动油注入PCR管，接收微滴生成模块形成的微滴，将接收到的微滴注入PCR管，将PCR管中的微滴和驱动油注入检测模块，接收剪切油，和，将接收到的剪切油注入检测模块，检测模块用于接收在扩增模块完成扩增的微滴、驱动油和剪切油，在驱动油和剪切油的下流作用下，微滴有序排列。

技术领域

本发明涉及一种PCR微流控芯片及其应用，属于生物检测技术领域。

背景技术

聚合酶链反应(polymerase chain reaction，PCR)是利用一段DNA为模板，在DNA聚合酶和核苷酸底物共同参与下，将该段DNA扩增至足够数量，以便进行结构和功能分析的技术。

微滴式数字PCR在传统的PCR扩增前对样品进行微滴化处理，即将含有核酸分子的反应体系分成成千上万个纳升级的微滴，其中每个微滴或不含待检核酸靶分子，或者含有一个至数个待检核酸靶分子。经PCR扩增后，逐个对每个微滴进行检测，有荧光信号的微滴判读为1，没有荧光信号的微滴判读为0，根据泊松分布原理及阳性微滴的个数与比例即可得出靶分子的起始拷贝数或浓度。

与传统PCR相比，微滴式数字PCR不依赖Ct值或内参基因，即可确定低至单拷贝的待检靶分子的绝对数目，成本低且更实用，在拷贝数变异研究、复杂来源样品中含量极低核酸分子的检测、NGS数据验证、NGS测序文库的鉴定、miRNA等差异微小的基因表达研究等方面具有极高的应用前景。

PCR微流控芯片是用于实现微滴式数字PCR的一类微流控芯片。传统的PCR微流控芯片只有微滴生成功能，功能单一，并且，传统的PCR微流控芯片需要和微滴扩增仪、光学检测仪配套使用，期间需要人工转移微滴，容易造成微滴浪费，气溶胶污染。

数字PCR微流控芯片在传统PCR微流控芯片的基础上，实现了微滴生成功能、微滴扩增功能以及微滴检测功能的一体化，有效避免了微滴浪费，气溶胶污染。按照微滴载体差异，数字PCR微流控芯片又分为微滴式(ddPCR)和芯片式(cdPCR)两种，其中，微滴式的通量高，但是，由于扩增时需要手动转移微滴至PCR管，微滴式不是真正意义的全封闭，容易产生气溶胶污染；芯片式全封闭，但是由于扩增过程需要平铺占据较大的空间，芯片式的芯片结构较大，完成微滴生成、扩增和检测过程中需要进行芯片过程位置转移，操作复杂，不利于实现高通量的全自动数字PCR检测。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种PCR微流控芯片及其应用，所述PCR微流控芯片包括主片、进油腔储液池、进样腔储液池、共边储液池以及PCR管；所述主片上设有微滴生成模块、扩增模块以及检测模块；

所述微滴生成模块用于接收从进油腔储液池注入的连续相，接收从进样腔储液池注入的分离相，将接收到的连续相和分离相混合，形成微滴，以及，将形成的微滴注入扩增模块；

所述扩增模块用于接收从共边储液池注入的驱动油，将接收到的驱动油注入PCR管，接收从微滴生成模块注入的微滴，将接收到的微滴注入PCR管，将PCR管中的微滴和驱动油注入检测模块，接收从共边储液池注入的剪切油，以及，将接收到的剪切油注入检测模块；

所述检测模块用于接收从扩增模块注入的微滴、驱动油和剪切油，在驱动油和剪切油的下流作用下，微滴有序排列。

在本发明的一种实施方式中，所述主片上还设有热压头、驱动油进油塞头以及微滴流出塞头；

所述热压头用于终止扩增模块接收从微滴生成模块注入的微滴的功能；

所述驱动油进油塞头用于终止或开启扩增模块接收从共边储液池注入的驱动油的功能；