[发明专利]数字PCR微滴生成芯片

说明书

本发明涉及一种数字PCR微滴生成芯片，其包括，芯片本体，所述芯片本体包括样本供液池、至少两个独立的微滴生成单元和微滴收集池；微滴生成单元分别与所述样本供液池和所述微滴收集池连通；微滴生成单元包括依次连通的微通道和微滴生成部；微滴生成部的入口端至出口端的横截面面积逐渐增大，微通道的出口端与所述微滴生成部的入口端相交处围设成一液滴溢出区，至少两个所述微滴生成单元中液滴溢出区的面积不同。通过在芯片本体上集成多个微滴生成单元，至少两个微滴生成单元具有不同面积的液滴溢出区，使得样本溶液进入微滴生成部的体积不同，从而收集到不同体积的液滴，为微滴式数字PCR扩增后的样本检测提供较大的动态检测范围，提高检测效率。

技术领域

本发明涉及微流控芯片技术领域，特别是涉及一种数字PCR微滴生成芯片。

背景技术

微滴式数字PCR是近年来迅速发展起来的一种突破性的检测和定量核酸的技术，在传统的PCR扩增前将一个大的反应体系进行微滴化处理，将此反应体系分割为成千上万个油包水的微滴，即成千上万个独立的PCR反应体系。在此过程中，利用微滴形成装置将样品稀释至单分子水平，并被平均分配到这几万个反应体系中，每个微滴中不含或者含有至少一个待检测的核酸靶分子。微滴式数字PCR在扩增完成后，对每个微滴进行逐一检测，可以通过采用泊松概率分布公式计算出样本的原始浓度。与传统PCR相比，微滴式数字PCR将样品分隔在不同的反应体系中，有效避免了反应过程中不同引物或产物间的相互杂交以及同产物间的竞争抑制，能够实现不同模板的同时扩增，也能得到较高的扩增效率。此外，由于微滴式数字PCR的反应特点，所需样本量极少，单DNA模板出现在单个微滴体系中而未被检出的可能性非常低，比起第二代的qPCR来说是一个巨大的进步。微滴式数字PCR在检测领域有着多种不可替代的优势，尤其适用于微量DNA检测与定量，并且使用灵活，可以按照实验需要调整通量和灵敏度，为核酸检测提供了更可靠的结果。其中，微滴的形成是微滴式数字PCR技术实现的关键环节。

目前，由于制备的微滴在微滴式数字PCR设备进行样品检测不能满足动态检测范围，还需将检测样本再进行稀释以满足数字PCR检测的浓度要求，操作费时费力、样本检测效率低、增加样本污染风险并造成资源浪费。

发明内容

基于此，有必要针对制备的微滴不满足检测要求造成样本检测效率低的问题，提供一种数字PCR微滴生成芯片。

一种数字PCR微滴生成芯片，包括，芯片本体，所述芯片本体包括样本供液池、至少两个独立的微滴生成单元和微滴收集池；所述微滴生成单元分别与所述样本供液池和所述微滴收集池连通；所述微滴生成单元包括依次连通的微通道和微滴生成部；所述微滴生成部的入口端至出口端的横截面面积逐渐增大，所述微通道的出口端与所述微滴生成部的入口端相交处围设成一液滴溢出区，至少两个所述微滴生成单元中所述液滴溢出区的面积不同。

在其中一个实施例中，独立的所述微滴生成单元中的所述微通道在其长度方向上具有形状一致的横截面或具有逐渐变小的横截面。

在其中一个实施例中，独立的所述微滴生成单元中的所述微滴生成部从出口端至入口端横截面逐渐变小，且各横截面上相应点的连线的交线/交点，在所述微滴生成部的出口端的投影位于所述微滴生成部的出口端所在的端面的中心位置。

在其中一个实施例中，独立的所述微滴生成单元中的所述液滴溢出区具有两条相互垂直的水平对称轴和竖直对称轴，所述水平对称轴的长度值小于所述竖直对称轴的长度值。

在其中一个实施例中，若干个所述微滴生成单元的所述液滴溢出区的竖直对称轴的长度值相同。

在其中一个实施例中，以所述芯片本体的厚度方向为投影方向，所述微滴生成部的出口端的投影尺寸值与所述微滴生成部的入口端投影尺寸值的比值范围为5.5-19。

在其中一个实施例中，独立的所述微滴生成单元中的所述微通道和所述微滴生成部的横截面均为轴对称图形。