阅读说明：本技术 一种微流控pcr反应芯片 (Microfluidic PCR reaction chip ) 是由 周志图 于 2020-12-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种微流控PCR反应芯片,包括芯片本体、分布贴覆于芯片本体上、下表面的上封口膜及下封口膜；所述芯片本体为避光材质,所述芯片本体上布设加样孔、透气孔及反应池,所述反应池在芯片本体中间区域集中布设,所述加样孔和透气孔在反应池布设区域周边分散布设,并通过流道与反应池连通,所述上封口膜为避光材质,贴覆在芯片本体上表面,对应反应池布设区域开设供激发光穿过的孔,所述加样孔和透气孔上方开口,通过上封口膜实现闭合,所述反应池和流道下方开口,通过下封口膜实现闭合。芯片本体内部流道采用避光材质隔离,采集荧光信号的时候,降低孔间会互相串光形成的信号干扰,提高检测结果的准确性。(The invention discloses a microfluidic PCR reaction chip, which comprises a chip body, an upper sealing film and a lower sealing film, wherein the upper sealing film and the lower sealing film are distributed and attached to the upper surface and the lower surface of the chip body; the utility model discloses a chip, including chip body, addition hole, bleeder vent and reaction tank, the chip body is the light-resistant material, lay addition hole, bleeder vent and reaction tank on the chip body, the reaction tank is concentrated at chip body middle zone and is laid, addition hole and bleeder vent are laid regional peripheral dispersion in the reaction tank and are laid to communicate through runner and reaction tank, go up the sealing film and be the light-resistant material, paste and cover at chip body upper surface, and the corresponding reaction tank is laid regional seting up the hole that supplies the exciting light to pass, addition hole and bleeder vent top opening realize the closure through last sealing film, reaction tank and runner below opening realize the closure through sealing film down. The internal flow channel of the chip body is isolated by light-resistant materials, so that the signal interference caused by light cross among holes is reduced when fluorescent signals are collected, and the accuracy of detection results is improved.)

一种微流控PCR反应芯片

技术领域

本发明涉及分子生物学检测技术领域，尤其是涉及一种微流控PCR反应芯片。

背景技术

现有技术中的PCR反应芯片整体采用透明材料，采集荧光信号的时候，孔间会互相串光，形成信号干扰，影响检测结果的准确性；其次，由于普遍将加样孔平行设置于反应芯片的一侧或两侧，此布设方式导致加样孔的间距较短，导致加样孔间反应液溢出、串孔。同时，由于反应池也平行设置于反应芯片，导致接收光源的空间成一字型，适用于本机器的常见光源如卤钨灯光源、氢离子激发器、发光二极管(LED)光源等，存在反应芯片反应孔接收光源强度不均一，从而导致检测重复性低的问题。

发明内容

发明目的：为了克服背景技术的不足，本发明公开了一种可有效降低孔间互相串光干扰的微流控PCR反应芯片。

技术方案：本发明所述的微流控PCR反应芯片，包括芯片本体、分布贴覆于芯片本体上、下表面的上封口膜及下封口膜；

所述芯片本体为避光材质，所述芯片本体上布设加样孔、透气孔及反应池，所述反应池在芯片本体中间区域集中布设，所述加样孔和透气孔在反应池布设区域周边分散布设，并通过流道与反应池连通，所述上封口膜为避光材质，贴覆在芯片本体上表面，对应反应池布设区域开设供激发光穿过的孔，所述加样孔和透气孔上方开口，通过上封口膜实现闭合，所述反应池和流道下方开口，通过下封口膜实现闭合。

一方面，避光材质的选用，可对内部流道进行隔离，采集荧光信号的时候，降低孔间会互相串光形成的信号干扰，提高检测结构的准确性；另一方面，加样孔和透气孔的分散布设，也有效防止孔间样品的污染。

进一步的，所述反应池上方设有聚光透镜。

其中，所述芯片本体和上封口膜均为黑色塑料材质。

进一步的，所述上封口膜和下封口膜采用紫外胶、环氧树脂胶、酚醛树脂胶或硅橡胶中的一种粘合在芯片本体表面，防止实验过程中被剐蹭脱落，失去密封性。

进一步的，每个所述反应池对应一个加样孔和一个透气孔，所述加样孔和透气孔互相交错间隔布设。

进一步的，所述反应池为圆形沉孔结构，被测样品集中在圆形反应池中，荧光信号最为集中，可以高效收集荧光信号。

进一步的，所述流道为毛细流道，所述流道中，加样流道的宽度大于透气流道的宽度，使得反应液进入加样孔后可以快速通过毛细作用流入反应池进行反应。

进一步的，所述聚光透镜为直接设置在反应池上开口的凸透镜，或者为在芯片本体外包裹一层透光材料外壳，在外壳上对应反应池位置切削形成的凸透镜结构。有利于聚集激发光，激发光经过聚焦之后射入反应池，提高检测灵敏度；同时，样本反应池区域集中布置，更有利于光路设计。

当所述聚光透镜为在外壳上对应反应池位置切削形成的凸透镜一体成型结构，仅使用一块整体的板材即实现样液存储空间的设置和反应池上方的封闭，整体结构简单，直接采用模具成型即可，容易制造，成本大大降低。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点为：首先，芯片本体内部流道采用避光材质隔离，采集荧光信号的时候，降低孔间会互相串光形成的信号干扰，提高检测结果的准确性；其次，加样孔和透气孔互相交错排布，有效防止孔间样品污染，芯片本体底面附着下封口膜，当PCR芯片置于温控模块上，下封口膜紧贴温控模块，加样后下封口膜上方反应池中的PCR反应液与温控模块仅间隔一层膜，温控模块的制冷量或制热量可以快速穿过下封口膜传导至PCR反应液，相比塑料板导热速度更快，导热更均匀，可以实现快速PCR；再而，芯片本体的反应池区域的上方采用透镜设计，不仅使反应池为上方遮蔽的容纳空间，防止污染物质从上方落入反应池内，还有利于聚集激发光，激发光经过聚焦之后射入反应池，提高检测灵敏度，同时将反应池区域集中布置，更有利于光路设计；最后，上封口膜也采用避光材质，图像采集的时候，除了荧光发射区域，其他区域都是黑色背景，方便采集荧光信号及后续软件图像处理。

附图说明

图1是本发明分离结构示意图；

图2是本发明芯片本体上表面平面图；

图3是本发明芯片本体下表面平面图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

如图1所示的微流控PCR反应芯片，包括芯片本体1、分布贴覆于芯片本体1上、下表面的上封口膜2及下封口膜3，贴覆时采用紫外胶、环氧树脂胶、酚醛树脂胶或硅橡胶中的一种进行粘合。

如图2和图3所示，所述芯片本体1为避光材质，可为选自硅、玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、环烯烃共聚物或环氧树脂中的一种或几种相组合，优选为黑色塑料材质，具有成本低廉，易于加工，成型工艺要求低的优势。所述芯片本体1上布设加样孔101、透气孔102及反应池103，所述反应池103在芯片本体1中间区域集中布设，所述加样孔101和透气孔102在反应池布设区域周边分散布设，每个所述反应池103对应一个加样孔101和一个透气孔102，所述加样孔101和透气孔102互相交错间隔布设。所述加样孔101和透气孔102通过流道104与反应池103连通，流道不贯穿芯片本体1，可以通过控制加样流道和透气流道的长度，以对其进行区分。所述流道104为毛细流道，所述流道104中，加样流道的宽度大于透气流道的宽度，使得PCR反应液进入加样孔后可以快速通过毛细作用流入反应池进行反应。所述反应池103为圆形沉孔结构，被测样品集中在圆形反应池中，荧光信号最为集中，可以高效收集荧光信号。所述加样孔101为漏斗形，方便进样。

所述上封口膜2用于防止反应池中的反应液在加热与反应期间挥发进入外界空气中，既影响了检测结果，也会使外界空气存在核酸，污染下一次反应的反应体系，造成实验室污染，采用避光材质，优选为PE(聚乙烯)/PP(聚丙烯)/PVC(聚氯乙烯)等黑色塑料薄膜0.1-0.5mm，贴覆在芯片本体1上表面，对应反应池布设区域开设供激发光穿过的孔，所述加样孔101和透气孔102上方开口，通过上封口膜2实现闭合，其主要作用是封口及避光，可以遮蔽所述加样孔101和透气孔102，露出反应池103区域，防止反应池中的反应液在加热与反应期间挥发进入外界空气中，既影响了检测结果，也会使外界空气存在核酸，污染下一次反应的反应体系，造成实验室污染，也可以避光，可以更有效地收集荧光及接收入射光源。所述反应池103上方设有聚光透镜，所述反应池103和流道104下方开口，通过下封口膜3实现闭合。下封口膜3为导热材质，选自PVC、PE、PP或PS中的一种或几种相组合。本发明PCR反应芯片的下封口膜3采用透光材质，可以是PVC、PE、PP和PS等，厚度为0.02～0.3mm。下封口膜3厚度薄，导热速度更快，导热更均匀。

反应池103上方的聚光透镜为直接设置在反应池103上开口的凸透镜，或者为在芯片本体1外包裹一层透光材料外壳，在外壳上对应反应池103位置切削形成的凸透镜结构。

本发明微流控PCR反应芯片的使用流程：

1)点样：

向加样孔101内加入反应所需的材料。通过移液工作站、排枪移液器、各种接触式点样或喷点设备向加样孔101内加入反应所需的生物材料，例如用于PCR反应的引物、探针、酶等，待其中的液体流向或冻干固化到反应池103中，完成点样。此外，反应池103中也可以加入已经固化后的生物材料，例如生物试剂的冻干球等。

2)密封加样孔101及透气孔102：

完成注样后，上述加样孔101及透气孔102可通过粘胶等方式封闭。

3)反应和检测：

芯片通过与仪器完成反应和检测，如实时荧光PCR仪、酶标仪等。

对于上述多孔板配套的仪器的具体类型，根据实际需要进行选择，本发明实施例对配套仪器的类型不做限定。