一種適用於pcr或hrm檢測分析的微流控晶片及檢測裝置製造方法
2023-08-03 05:57:46
一種適用於pcr或hrm檢測分析的微流控晶片及檢測裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種適用於PCR或HRM檢測分析的微流控晶片及檢測裝置，通過微管道和陣列反應腔基板構成組合模具，通過注塑法生成微流控基片，以等離子體清洗與玻璃鍵合成微流控晶片，晶片對外的通道中心處，橫嵌入帶有手柄和孔道的旋杆構成旋轉閥，以手柄旋轉使孔道斷開控制多反應腔進樣的通斷及密封，實現各反應腔之間物理隔離，密封性好，不存在相互汙染，可實現多樣本的同時檢測。本發明既可以用於獨立的PCR檢測或者HRM檢測，也可以用於聯合的先PCR檢測緊接著無需任何改變的進入HRM檢測，實現檢測的多功能化。
【專利說明】—種適用於PCR或HRM檢測分析的微流控晶片及檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及微流控晶片的【技術領域】，具體涉及一種適用於PCR或HRM檢測分析的微流控晶片及檢測裝置。
【背景技術】
[0002]微流控晶片作為新型的微納分析技術平臺，將生物和化學等領域所涉及的樣品製備、分離與檢測等基本操作單元集成到一塊幾平方釐米的晶片上，具有多種單元技術在整體可控的微小平臺上靈活組合、規模集成的特徵和優勢。微流控晶片具有節約空間和試劑、熱容量小、升降溫速率快、易於集成化等優點。微流控晶片在裝置上的主要特徵是其容納流體的有效結構(包括通道、反應室和其他某些功能部件)至少在一個維度上為微米級尺度。與宏觀尺度的實驗裝置相比，微流控晶片的微米級結構顯著增大了流體環境的面積/體積比例。這一變化在微流控系統中導致一系列與物體表面有關的、決定其特殊性能的特有效應。這些效應大多數使微流控晶片的分析性能顯著超過宏觀條件下的分析體系。
[0003]高解析度熔解(high-resolut1n melting, HRM)曲線分析是近年來在實時突光PCR基礎上發展起來的一門新興技術。HRM是基於核酸的物理性質，根據DNA序列的長度、GC含量以及鹼基互補性差異，對PCR產物的熔解曲線進行分析，其極高的溫度均一性和解析度使其分辨精度可以達到對單個鹼基差異的區分，從而完成對樣品的序列分析。基於這種檢測原理，HRM檢測不受突變鹼基位點和種類的局限，既可以對未知突變進行篩查、掃描，又可以對已知突變進行分析，所需要的只是在常規PCR基礎上增加一個飽和染料。所以，相比傳統的突變分析法和定量探針法，在確保結果準確的基礎之上，簡化了操作時間和步驟，大大降低了使用成本，可廣泛應用於檢測單核苷酸多態性(SNP)、簡單序列重複(SSR)和插入/缺失等多種DNA變異，物種鑑定、遺傳圖譜構建、基因定位及分型、等位基因頻率分析、甲基化研究等多個研究領域，已成為近年來國外新興遺傳學、方法學研究和應用的熱點。
[0004]HRM有專用螢光染料，目前市場上的飽和染料主要有LC Green、LC Green Plus、SYT09等幾種。SYBR Green I就屬於非飽和性染料，由於它對PCR的抑制作用，在實驗中的使用濃度很低，遠未將DNA雙螺旋結構中的小溝飽和。這樣，DNA雙鏈高溫變性時，單鏈部分的螢光染料分子發生重排，螢光染料分子重新結合到雙鏈DNA的空置位點，造成螢光信號沒有變化，因此出現假陰性，特異性下降。飽和染料在飽和濃度(螢光最大)下，也不會抑制PCR。高濃度的染料飽和了 DNA雙螺旋結構中的小溝，在DNA解鏈過程中就不會發生重排，所以高的解析度能區分熔解曲線。
[0005]擴增子的熔解曲線完全取決於DNA鹼基序列。序列中如有一個鹼基發生了突變，都會改變DNA鏈的解鏈溫度。但是這個差異極小，只有零點幾攝氏度，如果儀器的解析度不高，是根本無法檢測的。對於做高解析度熔解曲線分析的儀器，在熔解操作時每攝氏度至少要獲得10個數據點，即達到0.1°C區分。此外，溫度均一性也要求兩孔之間溫度相差小於0.1°C，否則可能導致最終的熔解溫度相差0.1°C，就無法保證HRM分析結果的準確性。
[0006]目前市場上銷售的具備高解析度熔解曲線分析(High resolut1n melting,HRM)功能的螢光定量PCR儀僅有三款，均為國外公司生產。有關HRM研究在國內開展的還比較少，其核心技術主要掌握在國外幾家知名生命科學儀器研發公司。美國猶他大學保健科學中心病理學部Carl Wittwer實驗室聯合美國Idaho Technology公司，在實時突光分析技術的基礎之上，於2006生產出世界上第一臺HRM儀器HR-1。該設備具有精確的溫度控制系統，並結合了高速的數據採集技術，配合使用高分辨的飽和LC Green螢光染料，使其具有超高的靈敏度和特異性，但HR-1不具備PCR熱循環性能，每次只能分析單個樣本並要結合LightcycIer系列毛細管PCR擴增儀使用，且分析結束後產物不易取出，難以用於下遊分析，HR-1在應用中實用性較差。羅氏公司的LightScanner使用改良過的熱模塊設計，敏感性和特異性好，整個微孔板的檢測同時進行，但其儘管應用先進的工程技術，仍然無法避免孔與孔之間的熱學和光學的差異影響，溫度和光照均一性沒有得到妥善解決。Qiagen公司的Rotor-Gene 6000是首款具有熱循環和HRM性能的多孔儀器，實現了 PCR擴增和產物分析在同一管中完成，節約了時間，減少了汙染，但是也同樣具有熱學和光學非均一性的缺點。
[0007]微流控晶片具有液體流動可控、消耗試樣和試劑極少、分析速度成十倍上百倍地提高等特點，它可以在幾分鐘甚至更短的時間內進行上百個樣品的同時分析，並且可以在線實現樣品的預處理及分析全過程。隨著微流控PCR晶片技術的發展，高通量的微流控PCR晶片集成了成千上萬個反應腔，CXD利用一次成像記錄晶片上所有信息通過對圖像的分析，能及時、準確的給出每一個反應腔的實時信息。
[0008]微流控晶片反應腔的試劑在PCR反應中經歷多次高溫到低溫，低溫到高溫的循環，在高解析度熔解曲線分析中，也是經歷溫度低溫到高溫過程，尤其是在高溫時，如果反應腔密封不好，試劑容易溢出，從而影響實驗檢測，影響實驗結果的正確性。微閥的密封性顯得十分的重要。常用的密封形式有，採用氣動微閥，易於集成化，可實現陣列式密封，操作簡單，但微閥在受熱時容易洩漏；採用微柱塞子式的密封，密封效果好，但是對於陣列式反應腔，腔體多，操作繁瑣耗時；採用螺釘式的密封，密封遇到情況和微柱塞子式的一樣；採用液體固化式密封，流體流進封口，容易造成腔體試劑溢出，造成相互參雜幹擾；採用蠟熔式密封，利用物質的熔點大於水的特性，但是這種密封也存在反應腔試劑溢出，造成相互參雜幹擾；採用複合方式，即進樣是一種閥，腔內反應採用另一種閥密封，這種操作也太繁瑣。微閥的設計與製作與晶片的用途息息相關，進樣閥與腔體反應的密封閥功能不一樣，使用普通設計思維設計微閥，二者兼顧存在著實現困難。
【發明內容】
[0009]本發明為了解決克服上述現有技術的缺陷，提供一種既可以用於獨立的PCR檢測或者HRM檢測，也可以用於聯合的先PCR檢測緊接著無需任何改變的進入HRM檢測的帶有旋轉閥的微流控晶片和檢測裝置，實現檢測的多功能化，使用帶有旋轉閥的微流控晶片操作，既可以實現進樣的通斷，也可以實現腔內反應時需求的通道密封，使用微流控晶片提升了反應速度，縮短了整個反應所需的時間，過程密封性好，防止多腔同時檢測間的相互幹擾，提高了檢測結果的準確性。
[0010]本發明採用的技術方案為:
[0011]一種適用於PCR或HRM檢測分析的微流控晶片，該微流控晶片包括基片，玻璃基底，旋轉杆，微通道和反應腔，其中，旋轉杆包括微孔，長杆和手柄；基片以等離子體清洗反應腔表面後與玻璃基底鍵合成微流控晶片，微流控晶片對外的通道中心處，橫嵌入旋轉杆以構成該微流控晶片旋轉微閥，以手柄旋轉至垂直於玻璃基底，旋轉杆上的微孔與基片的微通道連通，此時可以注入試劑，可視為旋轉微閥打開；當旋轉杆手柄旋轉與玻璃基底平行，旋轉杆的微孔與微通道斷開，兩通道成90度互不連通，試劑無法注入到反應腔內，此時可視為微閥關閉；該微流控晶片放置於CDD模塊、LED模塊以及濾光片組成的檢測模塊下方，貼著熱沉銀片、TEC加熱製冷模塊和熱管風冷散熱器組成的溫控模塊進行PCR或HRM檢測分析。
[0012]進一步的，反應腔的可以是單排，也可以是多排，利用此旋轉杆可以實現控制多反應腔密封。
[0013]進一步的，該微流控晶片通過微管道和反應腔基板構成組合模具，通過注塑法生成微流控基片，以等離子體清洗反應腔表面後與玻璃基底鍵合成微流控晶片，微流控晶片對外的通道中心處，橫嵌入帶有手柄和微孔的旋轉杆構成旋轉微閥，以手柄旋轉使微孔和微通道組成的孔道斷開控制多反應腔密封。
[0014]進一步的，生成該微流控晶片的基片的組合模具包括模具殼、模具橫柱和模具立柱；模板上表面具有微流控晶片反應腔形狀的凸起陣列腔體，凸起陣列腔體的列和排可以是單個，也可以是多個；模具橫柱中部具有模具立柱可穿過的微孔，模具立柱貫穿晶片上下層，生成注樣的進樣口 ；模具注塑固化，取下模具立柱，取出模具橫柱，從模板上脫落即可；製作的微流控晶片的基片，採用等離子清洗基片和玻璃基底的表面改性進行鍵合。
[0015]進一步的，注塑生成的微流控晶片的玻璃基底材料可以是PDMS，PC, PMMA或PS聚合物材料，旋轉杆的材料為鐵、銅、鋁固態金屬或者硬質塑料。
[0016]進一步的，手柄一端露在外面，帶微孔的長杆嵌入晶片；微孔與反應腔對外通道在手柄垂直晶片時是一致連通的，旋轉90度後微閥關閉，微閥可以控制進樣的通斷，也可以做腔內反應的通道密封；長杆上的微孔數與陣列反應腔的列數相對應；若晶片中間相鄰排共用一個旋轉閥，晶片需要的旋轉杆數比陣列反應腔排數多一個，否則晶片需要的旋杆數為陣列反應腔2倍。
[0017]另外，本發明提供一種適用於PCR或HRM檢測分析的微流控晶片的檢測裝置，該檢測裝置包括檢測模塊、溫控模塊和上述的微流控晶片；其中⑶D模塊、LED模塊以及濾光片組成的檢測模塊；熱沉銀片、TEC加熱製冷模塊和熱管風冷散熱器組成的溫控模塊；檢測模塊位於所述的微流控晶片的正上方，所述的微流控晶片下表面緊貼熱沉的溫控模塊。
[0018]進一步的，CXD模塊垂直接收從所述的微流控晶片發出的螢光，LED模塊位於CXD模塊對稱的兩側，且LED激發光線與水平面成45度至75度之間的夾角，濾光片位於CCD模塊和LED激發光的頂端。
[0019]進一步的，溫控模塊的結構利於微流控晶片加熱和TEC加熱製冷模塊散熱，成層狀分布，從上到下，分別為所述的微流控晶片，均勻溫度的熱沉銀片，TEC加熱製冷模塊，熱管風冷散熱器。
[0020]本發明的原理在於:
[0021]1、該微流控晶片通過微管道和反應腔基板構成組合模具，通過注塑法生成微流控基片，以等離子體清洗反應腔表面後與玻璃基底鍵合成微流控晶片，晶片對外的通道中心處，橫嵌入帶有手柄和孔道的旋杆構成旋轉閥，以手柄旋轉使孔道斷開控制多反應腔密封。
[0022]2、生成微流控基片的組合模具包括模板、橫柱和立柱；模板上表面具有晶片反應腔形狀的凸起，陣列反應腔的列和排可以是單個，也可以是多個；橫柱中部具有立柱可穿過的通孔，立柱貫穿晶片上下層，生成注樣的進樣口 ；模具注塑固化，取下立柱，取出橫柱，從模板上脫落即可；製作的微流控基片，採用等離子清洗基片和玻璃基底的表面改性進行鍵口 ο
[0023]3、在晶片對外的通道中心處，橫嵌入帶有手柄和孔道的旋杆構成旋轉閥；旋杆的手柄一端露在外面，帶孔長杆嵌入晶片；孔道與反應腔對外通道在手柄垂直晶片時是一致連通的，旋轉90度後微閥關閉；旋杆上的孔數與陣列反應腔的列數相對應；若晶片中間相鄰排共用一個旋轉閥，晶片需要的旋杆數比陣列反應腔排數多一個，否則晶片需要的旋杆數為陣列反應腔2倍。
[0024]4、該檢測裝置包括⑶D相機、LED以及濾光片組成的檢測模塊，熱沉、TEC和熱管散熱器組成的溫控模塊，組合模具製備的微流控晶片；檢測模塊位於晶片的正上方，晶片下表面緊貼熱沉的溫控模塊。
[0025]5、CXD垂直接收微流控晶片晶片發出的螢光，LED位於CXD對稱的兩側，且LED激發光線與水平面成45度至75度之間的夾角，濾光片位於CCD和LED激發光的頂端。
[0026]6、溫控模塊的結構設計利於晶片加熱和TEC散熱，成層狀分布，從上到下，分別為晶片，均勻溫度的熱沉，TEC，熱管風冷散熱器。
[0027]本發明與現有技術相比的優點在於:
[0028](I)、溫控精度高，加熱速度快，降溫速度快；
[0029](2)、檢測靈敏度高，收集螢光效率高，雜散光少；
[0030](3)、晶片的微閥密封性好，在高溫區不漏液，能經受冷熱交替變換不變形。各反應腔之間物理隔離，密封性好，不存在相互汙染；
[0031](4)、微閥結構設計簡單易行，操作方便，既可以做進樣通斷控制，也可以做反應密封腔體通道；
[0032](5)、晶片適用於擴增序列的檢測和熔解分析檢測，晶片上反應速度快，節約了時間；
[0033](6)、檢測裝置能實現PCR擴增檢測和熔解分析的單個鹼基的突變檢測；
[0034](7)、晶片上染料、探針在PCR前加入，不需要後續的分離純化，實現了真正的閉管操作，而且染料的加入不影響後續的測序工作；
[0035](8)、裝置比現有的儀器結構簡單易行，搭載晶片檢測既可以做PCR也可以做HRM。
[0036]本發明提供了一種既可以用於獨立的PCR檢測或者HRM檢測，也可以用於聯合的先PCR檢測緊接著無需任何改變的進入HRM檢測的帶有旋轉閥的微流控晶片和檢測裝置，旋轉閥能同時控制微流控晶片上多個反應腔的進樣通斷以及腔內反應時通道的密封，高精度的溫控和高靈敏度的檢測可實現基因的擴增、突變等多功能化檢測。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0037]圖1為微流控晶片結構圖；
[0038]圖2為旋轉杆結構圖；
[0039]圖3為組合模具結構圖；
[0040]圖4為檢測裝置結構圖。
[0041]圖中，I為基片，2為玻璃基底，3為旋轉杆，4為微通道，5為反應腔，6為微孔，7為長杆，8為手柄，9為模具立柱，10為模具橫柱，11為凸起腔體模具，12為模具殼，13為CXD模塊，14為LED模塊，15為熱管風冷散熱器，16為微流控晶片，17為TEC加熱製冷模塊，18為熱沉銀片，19為濾光片。
【具體實施方式】
[0042]本發明以下將結合附圖以及實施例作進一步描述。這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動和修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求所限定的範圍。
[0043]圖1為微流控晶片，微流控晶片包括基片I，玻璃基底2，旋轉杆3，微通道4，反應腔5。反應腔5的列和排可以是單個，也可以是多個，如圖中所示每排4個，兩排共8個。旋轉杆3如圖2所示，由微孔6，長杆7，手柄8等組成。基片I以等離子體清洗反應腔5表面後與玻璃基底2鍵合成微流控晶片，微流控晶片對外的通道中心處，橫嵌入旋轉杆3以構成旋轉微閥。以手柄8旋轉至垂直於玻璃基底2，旋轉杆3上的微孔6與基片I的微通道4連通，此時可以注入試劑，可視為微閥打開。當旋轉杆3手柄8旋轉與玻璃基底2平行，旋轉杆3微孔6與微通道4斷開，兩通道成90度互不連通，試劑無法注入到反應腔5內，此時可視為微閥關閉。利用此旋轉杆3可以實現控制多反應腔密封。該微流控晶片適用於多種分析測試，如PCR反應，HRM分析等。
[0044]圖3為生成微流控晶片基片I的組合模具，其包括模具立柱9，模具橫柱10，凸起腔體模具11，模具殼12。在尺寸上，構成微閥的旋轉杆3是比組合模具上的模具橫柱10粗一點。凸起腔體模具11是生成與微流控晶片反應腔5形狀大小一致的凸起，生成反應腔5形狀的凸起的列和排可以是單個，也可以是多個，如圖中所示每排4個，兩排共8個。模具橫柱10從左側穿過組合模具外殼，模具橫柱10在組合模具外殼內側部分具有模具立柱9可穿過的通孔，模具立柱9貫穿模具橫柱10至組合模具底層連接凸起腔體模具11末端，向組合模具內注塑固化，取下模具立柱9，取出模具橫柱10，從組合模板上脫落即可得到具有微通道4和反應腔5的基片I。該模具簡單易行，可並排同時進行性大批量的製造生產基片
1
[0045]圖4為檢測裝置，該檢測裝置包括⑶D模塊13，LED模塊14，濾光片19，熱管風冷散熱器15，微流控晶片16，TEC加熱製冷模塊17，熱沉銀片18。⑶D模塊13、LED模塊14、以及濾光片19組成檢測模塊，熱沉銀片18、TEC加熱製冷模塊17和熱管風冷散熱器15組成的溫控模塊，檢測模塊位於微流控晶片16的正上方，微流控晶片下表面緊貼溫控模塊熱的沉銀片18。CXD模塊13垂直接收微流控晶片發出的螢光，LED模塊14位於CXD模塊13對稱的兩側，且LED激發光線與水平面成45度至75度之間的夾角，濾光片19位於CCD模塊13和LED激發光的頂端。增加飽和螢光染料的光學檢測通道，設計均勻的激發光源，使用高靈敏CCD檢測的螢光檢測系統，可同時檢測多個反應腔中的螢光信號，滿足PCR擴增檢測後的HRM分析在DNA解鏈過程螢光信號檢測的需求。本裝置適用範圍廣，調整靈活，通過更換濾光片可實現反應腔不同種類波長的微流控晶片檢測，數據處理都由計算機自動完成，速度快、精度高。溫控模塊的結構設計利於微流控晶片加熱和TEC加熱製冷模塊17散熱，成層狀分布，從上到下，分別為晶片，均勻溫度的熱沉銀片18，TEC加熱製冷模塊17，熱管風冷散熱器15。設計在橫向和縱向均具有快速傳熱的熱沉結構，在提高升降溫速率的同時提升微流控晶片反應腔的溫度均勻性，實現高解析度熔解曲線分析中鹼基對突變區分所需溫控精度±0.1°C。通過切換控制及非線性控制器，提高溫度的跟蹤速度；採用預測控制策略以避免溫控的超調；在控制器設計中將充分考慮魯棒性，有效的抵抗對外界噪聲幹擾與系統參數的波動，實現溫控精度優於0.1°C。
[0046]本發明的操作只需把微流控晶片上的手柄8旋轉至垂直玻璃面，然後將要反應的PCR試劑或者HRM分析的試劑、樣品注入到微流控晶片反應腔5中。試劑注入的方式可多樣化，直接移液槍注入，微管道接頭插入注入等。當腔體注滿時，輕輕旋轉手柄8至平行玻璃基底2，最後將其放置到溫控平臺上。啟動控制軟體，整個裝置會根據設置好的程序自動完成，操作簡單，不需要專業的技術人員。
[0047]實例I
[0048]組合模具腔體尺寸為33mmX32mmX7mm,凸起的反應腔體體積為12uL,雙排結構，每排4個,共8個反應腔,通道為0.4mm,模具橫柱直徑為Imm,模具橫柱上的孔為0.3mm,模具立柱的直徑為0.3mm,以PDMS膠水注入模具中，加熱固化，取下模具立柱，取出模具橫柱，從模板上脫落即可得到具有微通道和反應腔體的基片。PDMS基片與50mmX40mm的玻璃基底通過等離子清洗基片進行表面改性鍵合成微流控晶片。晶片的模具橫柱孔中插入1.2_的帶有手柄的旋轉長杆，模具橫柱上的微孔為0.3mm，微孔與模具立柱生成的通道對應。此時微流控晶片進行生物兼容性處理，高溫滅菌等相關PCR反應前對晶片要求的處理。以TOC-18為例，濃度為109COpieS/uL，實驗設計了 6個反應腔裡注滿了陽性樣本的試劑，2個反應腔裡注滿了陰性樣本的試劑。旋轉閥關閉後，以相同的條件在同一塊晶片上進行了 PCR反應和HRM檢測。實驗結果顯示，6個陽性樣本均獲得了明顯的擴增曲線，有相同的Ct值
5.7，熔解曲線有單一的熔解峰，統一的熔解溫度Tm值86.8。2個陰性樣本沒有擴增，沒有檢測到信號。結果表明了腔體之間物理隔離較好，沒有相互汙染，體現了旋轉閥的密封性較好。
[0049]實例2
[0050]組合模具腔體尺寸為22mmX25mmX7mm,凸起的反應腔體體積為20uL,單排結構，2個反應腔，通道為0.4mm，模具橫柱直徑為1mm，模具橫柱上的孔為0.3mm，模具立柱的直徑為0.3mm,以PDMS膠水注入模具中，加熱固化，取下模具立柱，取出模具橫柱，從模板上脫落即可得到具有微通道和反應腔體的基片。PDMS基片與25mmX30mm的玻璃基底通過等離子清洗基片進行表面改性鍵合成微流控晶片。晶片的模具橫柱孔中插入1.2mm的帶有手柄的旋轉長杆，模具橫柱上的微孔為0.3mm，微孔與模具立柱生成的通道對應。此時微流控晶片進行生物兼容性處理，高溫滅菌等相關PCR反應前對晶片要求的處理。以擬南芥的VTC-2基因突變檢測為例，實驗設計了 I個反應腔裡注滿了正常樣本的試劑，I個反應腔裡注滿了突變樣本的試劑。旋轉閥關閉後，以相同的條件在同一塊晶片上進行了 PCR反應和HRM檢測。實驗結果顯示，2個樣本均獲得了明顯的擴增曲線，有相同的Ct值，熔解曲線有2個熔解峰，熔解溫度Tm值為83.8°C和83.9°C，相差0.1°C。結果表明了腔體之間物理隔離較好，沒有相互汙染，體現了旋轉閥的密封性較好。熔解溫度的明顯分辨體現了檢測裝置的檢測靈敏度高，溫控精度高。
【權利要求】
1.一種適用於PCR或HRM檢測分析的微流控晶片，其特徵在於:該微流控晶片包括基片(I)，玻璃基底(2)，旋轉杆(3)，微通道(4)和反應腔(5)，其中，旋轉杆(3)包括微孔(6)，長杆(7)和手柄(8);基片(I)以等離子體清洗反應腔(5)表面後與玻璃基底(2)鍵合成微流控晶片，微流控晶片對外的通道中心處，橫嵌入旋轉杆(3)以構成該微流控晶片旋轉微閥，以手柄⑶旋轉至垂直於玻璃基底(2)，旋轉杆(3)上的微孔(6)與基片⑴的微通道(4)連通，此時可以注入試劑，可視為旋轉微閥打開；當旋轉杆(3)手柄(8)旋轉與玻璃基底(2)平行，旋轉杆(3)的微孔(6)與微通道(4)斷開，兩通道成90度互不連通，試劑無法注入到反應腔(5)內，此時可視為微閥關閉；該微流控晶片(16)放置於CDD模塊(13)、LED模塊(14)以及濾光片(19)組成的檢測模塊下方，貼著熱沉銀片(18)、TEC加熱製冷模塊(17)和熱管風冷散熱器(15)組成的溫控模塊進行PCR或HRM檢測分析。
2.根據權利要求1所述的一種適用於PCR或HRM檢測分析的微流控晶片，其特徵在於:反應腔(5)可以是單排，也可以是多排，利用此旋轉杆(3)可以實現控制多反應腔密封。
3.根據權利要求1所述的一種適用於PCR或HRM檢測分析的微流控晶片，其特徵在於:通過微管道和反應腔基板構成組合模具，通過注塑法生成微流控基片，以等離子體清洗反應腔表面後與玻璃基底鍵合成微流控晶片，微流控晶片對外的通道中心處，橫嵌入帶有手柄(8)和微孔￠)的旋轉杆(3)構成旋轉微閥，以手柄(8)旋轉使微孔(6)和微通道(4)組成的孔道斷開控制多反應腔(5)密封。
4.根據權利要求1所述的一種適用於PCR或HRM檢測分析的微流控晶片，其特徵在於:生成該微流控晶片的基片(I)的組合模具包括模具殼(12)、模具橫柱(10)和模具立柱(9);模板上表面具有微流控晶片反應腔(5)形狀的凸起陣列腔體(11)，凸起陣列腔體(11)的列和排可以是單個，也可以是多個；模具橫柱(10)中部具有模具立柱(9)可穿過的微孔(6)，模具立柱(9)貫穿晶片上下層，生成注樣的進樣口 ；模具注塑固化，取下模具立柱(9)，取出模具橫柱(10)，從模板上脫落即可；製作的微流控晶片的基片(1)，採用等離子清洗基片⑴和玻璃基底⑵的表面改性進行鍵合。
5.根據權利要求1所述的一種適用於PCR或HRM檢測分析的微流控晶片，其特徵在於:注塑生成的微流控晶片的玻璃基底(2)材料可以是PDMS，PC, PMMA或PS聚合物材料，旋轉杆的材料為鐵、銅、鋁固態金屬或者硬質塑料。
6.根據權利要求1所述的一種適用於PCR或HRM檢測分析的微流控晶片，其特徵在於:手柄(8) —端露在外面，帶微孔(6)的長杆(7)嵌入晶片；微孔(6)與反應腔對外通道在手柄(8)垂直晶片時是一致連通的，旋轉90度後微閥關閉，微閥可以控制進樣的通斷，也可以做腔內反應的通道密封；長杆(7)上的微孔(6)數與陣列反應腔(5)的列數相對應；若晶片中間相鄰排共用一個旋轉閥，晶片需要的旋轉杆數比陣列反應腔排數多一個，否則晶片需要的旋轉杆數為陣列反應腔2倍。
7.一種適用於PCR或HRM檢測分析的微流控晶片的檢測裝置，其特徵在於:該檢測裝置包括檢測模塊、溫控模塊和權利要求1所述的微流控晶片；其中⑶D模塊(13)、LED模塊(14)以及濾光片(19)組成的檢測模塊；熱沉銀片(18)、TEC加熱製冷模塊(17)和熱管風冷散熱器(15)組成的溫控模塊；檢測模塊位於所述的微流控晶片(16)的正上方，所述的微流控晶片(16)下表面緊貼熱沉(18)的溫控模塊。
8.根據權利要求7所述的一種適用於PCR或HRM檢測分析的微流控晶片的的檢測裝置，其特徵在於:CCD模塊(13)垂直接收從所述的微流控晶片(16)發出的螢光，LED模塊(14)位於CXD模塊(13)對稱的兩側，且LED激發光線與水平面成45度至75度之間的夾角，濾光片(19)位於CCD模塊(13)和LED激發光的頂端。
9.根據權利要求7所述的一種適用於PCR或HRM檢測分析的微流控晶片的檢測裝置，其特徵在於:溫控模塊的結構利於微流控晶片(16)加熱和TEC加熱製冷模塊(17)散熱，成層狀分布，從上到下，分別為所述的微流控晶片(16)，均勻溫度的熱沉銀片(18)，TEC加熱製冷模塊(17)，熱管風冷散熱器(15)。
【文檔編號】C12M1/00GK104293649SQ201410528422
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月9日 優先權日:2014年10月9日
【發明者】趙樹彌, 朱靈, 鄧國慶, 王貽坤, 朱燦燦, 張龍, 李志剛, 劉勇, 王安 申請人:中國科學院合肥物質科學研究院, 銅陵易康達光電科技有限公司