一种模块化的微滴载件的制作方法

1.本实用新型涉及数字pcr载体技术领域，尤其涉及一种模块化的微滴载件。


背景技术：

2.数字pcr即digital pcr（dpcr)，它是一种核酸分子绝对定量技术。相较于qpcr，数字pcr能够直接数出dna分子的个数，是对起始样品的绝对定量。
3.微滴式数字pcr系统在传统的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。
4.微滴式数字pcr装置的核心模块是芯片模块，芯片模块包括微尺度管道，微尺度管道控制微小流体(体积一般为皮升至纳升)进行流动、传热、传质以生成微小的液滴。
5.液滴形成的主要方式是在芯片通道内部的“t”型结构和“十”字型的结构，试剂液体在被施加驱动力后沿着芯片通道流动，矿物质油在另外的通道被施加驱动力沿着通道流动，在交汇区域由于剪切力的作用，试剂液体被矿物质油分离成一个一个尺寸均匀的微液滴。
6.对于不同的测试需求，通过芯片产生的液滴尺寸要求也是不一样的，从几微米的直径到几十甚至几百微米的直径（体积从也从几皮升到纳升），但是每种设备都只有一种尺寸的芯片可以使用，如果需求不同尺寸的液滴就需要购买对应的设备，这样就增加了购买和管理成本，而且每种设备的操作要求也不一样，需要操作人员了解不同设备的使用流程，同时不同的设备由于设计原理不同，对于结果的判断也会有一定差异。


技术实现要素：

7.本实用新型的技术方案是：通过模块化的芯片在同一台设备生成多个尺寸的液滴，用于使用客户的不同检测目的。
8.本方案中涉及的一种模块化的微滴载件，即微滴芯片，其包括：载片及上盖；载片及上盖配置为适配测试设备的标准尺寸件；在载片上布置有液路；液路配置为形成微滴的流道布置；
9.液路包括；第一液路、第二液路、第三液路；
10.第一液路，配置为导入矿物质油，第一液路的末端分流成两条相对称的支路；
11.第二液路，配置为导入样品液，支路各从第二液路两侧向第二液路交汇于同一位置；
12.第三液路，配置为根据微滴尺寸要求进行的流道布置，第三液路从支路与第二液路的交汇位置通往微滴形成区。
13.监控模块，包括相机和光纤模组；监控模块对单位时间内流过的液滴数量和液滴
大小进行分析。
14.优选的是，第一液路的始端处配置为矿物质油导入区；上盖包括：连通矿物质油导入区的矿物质油导入井。
15.优选的是，第二液路的始端处配置为样品液导入区；上盖包括：连通样品液导入区的样品液导入井。
16.优选的是，第三液路的末端配置为所述微滴形成区，上盖包括：连通微滴形成区的微滴提取井。
17.优选的是，第三液路的流径上还设有流量监控区；上盖包括：连通流量监控区的观测井。
18.优选的是，第一液路、第二液路、第三液路处于同一流径上，两条支路以该流径为对称轴呈对称布置。
19.优选的是，载片及上盖上均布置有用于适配测试设备的定位孔。
20.本实用新型的优点是：
21.1、使用本方案记载的微滴芯片能够避免购买设备带来的成本，只是更换芯片模块就可以达到客户的测试需求。
22.2、利于使用者操作，不需要同时掌握多个设备的使用。
23.3、设备通过流量监控实施反馈和调节功能，能够对模块化的芯片进行实时调控，保证液滴的数量和生成质量。
附图说明
24.下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
25.图1为微滴载件的结构图；
26.图2为微滴载件的分体图；
27.图3为载片上的液路布置图；
28.图4为微滴载件在数字pcr设备上的配合图；
29.图5为液路布置原理图；
30.图6为图5中的局部放大图；
31.其中：1、载片；11、液路；111、第一液路；112、第二液路；113、第三液路；114、支路；115、矿物质油导入区；116、样品液导入区；117、微滴形成区；118、流量监控区；2、上盖；21、矿物质油导入井；22、样品液导入井；23、微滴提取井；24、观测井；25、定位孔；3、监控模块；4、数字pcr设备。
具体实施方式
32.实施例1：
33.一种模块化的微滴载件，即微滴芯片，其包括：载片1及上盖2，载片1及上盖配置为适配数字pcr设备4的标准尺寸件。在载片1上布置有液路11，液路11配置为形成微滴的流道布置。本实用新型手段即将芯片模块化，过把设备作为基础平台，芯片作为标准耗材，只是通过改变芯片的通道尺寸就可以生成不同尺寸的液滴，达到客户的使用需求。
34.具体的，液路11包括；第一液路111、第二液路112、第三液路113。其中：
35.第一液路111被配置为导入矿物质油，第一液路111的末端分流成两条相对称的支路114。第一液路111的始端处配置为矿物质油导入区115，上盖2则相应设置：连通矿物质油导入区115的矿物质油导入井21。
36.第二液路112被配置为导入样品液，支路114从第二液路112两侧向第二液路112交汇于同一位置。第二液路112的始端处配置为样品液导入区116，上盖2则相应设置：连通样品液导入区116的样品液导入井22。
37.第三液路113，配置为根据微滴尺寸要求进行的流道布置，第三液路113从支路114与第二液路112的交汇位置通往微滴形成区117。第三液路113的末端配置为微滴形成区117，上盖2则相应设置：连通微滴形成区117的微滴提取井23。第三液路113的流径上还设有流量监控区118，上盖2则相应设置：连通流量监控区118的观测井24。
38.第一液路111、第二液路112、第三液路113处于同一流径上，两条支路114以该流径为对称轴呈对称布置。支路114在弯折处尽量以平滑的弧形过渡，避免流道内压力不均。
39.如图5所示，第一液路111施加驱动力，矿物质油从第一液路111进入两个支路114，矿物质油在支路114与第二液路112的交汇处形成阻挡的油墙。此时，第二液路112内同时施加驱动力，样品液在第二液路112内持续流动。样品液击穿矿物质油形成的油墙，矿物质油在样品液外表形成包裹，从而微滴形成。
40.实施例2：
41.微滴载件应用在数字pcr设备上，如图4所示，固定载片1和上盖2的外形尺寸，可以形成模块化的标准尺寸，直接替换即可以生成不同尺寸的微滴。
42.载片1上面的结构布置特征也保持不变，即第一液路111、第二液路112、第三液路113的布置关系均保持不变，第三液路113的径向尺寸是需要进行设计的，其作为芯片模块的唯一变量。通过更改第三液路113的径向尺寸，可以满足客户对液滴尺寸的需求。
43.上盖2上的：矿物质油导入井21、样品液导入井22、微滴提取井23、定位孔25都可以作为模块化芯片的定位，用于更换芯片时的位置限制。
44.上盖2上的观测井24，通过数字pcr设备4上的监控模块3（相机、光纤模组）对单位时间内流过的液滴数量和液滴大小进行分析，具体的，监控模块可以通过图像识别或光波周期变化来测定液滴数量和液滴大小，并通过软件的分析结果对矿物质油导入井21、样品液导入井22上的驱动力进行调节，达到对液滴尺寸和液滴数量的控制。
45.本实用新型中的矿物质油导入井21、样品液导入井22、微滴提取井23、观测井24的位置和功能是可以调换的，模块定位方式也可以采用凸出来的销钉的方式定位。
46.实施例3：
47.如图5和6所示，两条支路114与第二液路112汇流，即矿物质油从支路114中流至汇流处，第二液路112内的样品液也流至汇流处。样品液以相应压力穿过矿物质油形成矿物质油包裹的微滴，微滴进出第三液路113。如图5所示，只需改变虚线方框内的芯片通道尺寸并配合调整驱动力的大小就可以改变生成液滴的尺寸和生成频率。如图6所示，芯片上各液路基本设计要求：
48.a=样本液在芯片通道中的尺寸；
49.b=矿物质油在芯片通道中的尺寸；
50.c=微液滴在芯片通道中的尺寸；
51.原则上：a>=b，c>=a，a=微液滴直径。
52.本实用新型实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型的。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型的所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。