一种基于离心力驱动的圆盘PCR微流控芯片及其控制方法与流程

一种基于离心力驱动的圆盘pcr微流控芯片及其控制方法
技术领域
1.本发明涉及微流控技术领域，具体涉及一种基于离心力驱动的圆盘pcr微流控芯片及其控制方法。


背景技术：

2.随着微流控技术的发展，在微流控芯片上进行聚合酶链式反应(polymerase chain reaction，pcr)已经得到了广泛应用。由于pcr反应单元的尺度仅为微米级，由此带来更高的传热及传质效率，大大缩短了pcr扩增所需的时间，同时试剂消耗量更少，经济效应也得到很大提升。
3.圆盘pcr技术作为微流控技术与pcr技术结合的产物，其以离心力作为样品驱动力，不需要额外的流体驱动单元，这不仅降低了操作复杂程度，还有利于装置的便携化和轻量化，因此在微流控领域内得到了长足的发展。一些较为成功的圆盘pcr应用产品也已面世，如elisa综合样品应答系统、德国弗莱堡大学设计的离心集成微流控化学分析系统，以及abaxis的piccolo临床血液分析仪系统等。但考虑到多样品扩增时会存在交叉污染问题，以及进样方式的复杂性，现有的圆盘pcr微流控芯片只能进行单样品或少数几种样品的同时扩增。与此同时，现有的pcr微流控芯片多是一次性使用，面对大批量样品的扩增需求时，不仅无法提供高效、快速的扩增工作，还面临着高昂的芯片替换成本。
4.因此，提出一种面向大批量并行化pcr扩增及检测需求的微流控芯片，使其具有扩增效率高、高度集成化、经济性良好、且样品间无交叉污染的优点，对于大型传染病筛查、作物育种等具有较高的应用价值和意义。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于离心力驱动的圆盘pcr微流控芯片及其控制方法，该微流控芯片及其控制方法能够解决现有技术中的不足，不仅能够用于进行大批量样品的并行化、高通量核酸扩增和检测，保证扩增的高效率和经济性，还能够使芯片可以重复使用，不需频繁更换，从而降低了操作复杂度，减少了单样品所需的扩增成本。
6.为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
7.在本发明的第一方面，公开了一种基于离心力驱动的圆盘pcr微流控芯片。
8.具体地说，该芯片包括芯片圆盘；该芯片由中央进样区、微流道区以及温控区组成，芯片底部通过连接件与导电滑环相连，并进而与电机轴连接。
9.所述芯片圆盘包括依次设置的微流道层、键合层和温控层。
10.其中，微流道层，中央设置有圆形腔作为中央进样区，内部布置有微流道；所述微流道沿芯片径向由内向外分为pcr扩增区微流道和检测区微流道；所述pcr扩增区微流道包括多个温度反应区域；
11.键合层，用于键合连接所述微流道层和所述温控层，且其中间开设有通孔；
12.温控层，其设置有多个与所述温度反应区域相对应的加热电极以及多个与所述加
热电极对应设置的传感器电极；所述温控层表面还设置有微柱阵列，所述微柱阵列穿过所述通孔后伸入所述中央进样区。温控层圆盘上表面，在中心半径为10mm的圆形区域内，加工有高度300um的微柱阵列，微柱直径为800um，在6圈等距同心圆上均匀布置。
13.进一步的，所述圆形腔的侧面具有坡口；
14.所述坡口侧壁具有用于收集微液滴的收集口；
15.所述收集口呈喇叭形；
16.所述收集口末端与所述微流道的入口相连。
17.进一步的，所述微流道的第一段为蛇形微流道，第二段为多圈螺旋线形微流道，第三段为与螺旋线外侧相切的弧形微流道；
18.所述微流道的出口位于所述微流道层的边缘壁面上；
19.所述弧形微流道引至所述微流道的出口。
20.进一步的，所述pcr扩增区微流道包括三个温区，分别为第一温区、第二温区及第三温区；
21.所述第一温区和第二温区位于下半圆扇形区，各占1/4圆环区域，第三温区位于上半圆扇形区，占1/2圆环区域，各个温区间间隔14mm。
22.进一步的，所述温控层上表面布置有与所述三个温区相对应的加热电极以及与加热电极相对应的传感器电极，分别为第一加热电极、第二加热电极、第三加热电极以及第一传感器电极、第二传感器电极和第三传感器电极；所述加热电极和所述传感器电极布置位置与所述第一温区、所述第二温区、所述第三温区在空间垂直方向上相对应。
23.温控层上表面，在圆心与芯片圆心重合且半径25mm至半径60mm的圆环区域内，加工有厚度为纳米级的加热电极和传感器电极，电极材料均为铂，所述加热电极分为第一加热电极、第二加热电极和第三加热电极，均呈蛇形布置，布置区域与顶部微流道层三个温区对应；所述传感器电极分为第一传感器电极、第二传感器电极和第三传感器电极，分别与第一、第二和第三加热电极等距布置。
24.进一步的，所述加热电极和所述传感器电极的端部均连接有电极片；所述电极片底部预埋有导电金属；所述导电金属，用于将电极片连接至设置在所述温控层背面的电极端子。
25.加热电极和传感器电极的两端均与电极片相连，电极片材料、厚度与电极相同，形状为边长6mm的圆角正方形，每个电极片底部垂直方向上均预埋制有穿过5mm厚聚酰亚胺基底的导电金属，引至温控层基底圆盘背面直径5mm、高度10mm的金属电极端子，进而通过导电滑环的各路导线引出至外部电路，电极片、电极端子的个数和导线路数均为12。
26.第一加热电极两端电极片方位为4、5点钟方向，第二加热电极两端电极片方位为7、8点钟方向，第三加热电极两端电极片方位为11、1点钟方向；第一传感器电极两端电极片方位为3、6点钟方向，第二传感器电极两端电极片方位为6、9点钟方向，第三传感器电极两端电极片方位为9、3点钟方向。
27.进一步的，所述微流道层和所述键合层均采用pdms材料；
28.所述温控层采用聚酰亚胺材料。
29.进一步的，所述温控层设置有连接件；
30.所述连接件可拆卸连接有导电滑环。
31.进一步的，所述温控层的背面设置有螺纹沉孔；
32.所述连接件通过螺钉连接至所述螺纹沉孔中；
33.所述连接件上设置有键槽；
34.所述连接件通过与所述键槽相配合的平键与所述导电滑环相连。
35.在本发明的第二方面，公开了一种上述微流控芯片的控制方法。
36.具体地说，该方法包括：
37.s1、芯片圆盘旋转，向中央进样区内持续注入矿物油作为隔绝样品微液滴的连续相，同时形成持续更新的旋转油膜，带走芯片圆盘盘面上一次撞击过程中产生的样品微液滴废液，以进行下一种样品的进样；
38.s2、将预制好的样品液滴滴入旋转的芯片圆盘的中央进样区内，样品液滴内含有待扩增基因片段以及pcr扩增所需的各种反应底物，随后样品液滴撞击旋转中的微柱阵列后破碎生成多个油包微液滴，在离心力作用下，较大粒径的油包微液滴甩出圆盘，较小的油包微液滴则进入微流道内；
39.s3、进入微流道内的油包微液滴，由于受到径向向外的离心力作用，会沿着微流道向芯片外侧流动，在流经微流道的过程中，样品微液滴将进行预变性、变性、退火和延伸，进行一次pcr扩增反应，待所有样品微液滴扩增完成并流入检测区微流道中时，芯片圆盘停止旋转和注油，在微流道内对扩增后的所有样品进行荧光检测，检测之后，再次旋转圆盘，所有样品微液滴从芯片圆盘中排出。
40.和现有技术相比，本发明的优点为：
41.(1)本发明将样品微液滴的制备、进样、驱动、pcr扩增、检测集成于一个芯片上，芯片结构简单、体积小、集成度高，一次可在芯片内进行大批量样品的同时扩增，且对外围附加设备的依赖性很小，这对于设备的小型化、便携化应用有巨大优势。
42.(2)本发明采用液滴撞击中央进样区的覆油旋转微柱的方式破碎生成微液滴，生成的微液滴在离心力作用下向芯片四周扩散，随后在进样区外周的斜坡和喇叭形收集口共同作用下进行微液滴筛选，让特定尺寸的微液滴进入微流道内，并将过大尺寸的微液滴甩出芯片圆盘盘面，从而可在两秒钟内实现单一样品的微液滴制备和进样。这一灵巧的方式不仅省去了复杂的设备，节约了逐个样品进样的时间，还可以通过连续相油膜的存在杜绝了样品微液滴间的交叉污染。因此，该芯片能够进行多样品并行化pcr扩增和检测，大大提高了并行化作业的效率。
43.(3)本发明采用基于离心力的微液滴驱动技术，进入微流道内的样品微液滴在旋转的芯片圆盘离心力作用下，向着螺旋微流道外周运动，进而逐次流经设定的三个温区，实现微液滴内样品的pcr扩增。同时基于离心力与微液滴在螺旋微管道内运动速度之间的关系，可通过调整芯片转速的方式间接实现对微液滴驱动速度的控制，从而取代了传统驱动方式采用的注射泵等外部设备，简化了整体结构和操作复杂性，降低了设备成本和设备稳定性。
44.(4)本发明将螺旋微流道的不同区域分别作为pcr扩增反应区和检测区，通过对扩增反应后微流道内的静止样品微液滴进行荧光检测，省去了样品微液滴的再收集和转移流程，实现了片上的多样品扩增及原位检测，大大节约了操作时间和人力成本。
45.(5)本发明采用旋涂的超薄pdms膜实现pdms微流道层与聚酰亚胺温控层之间的强
度键合，pdms膜在高速旋涂下厚度可达十微米级。作为隔绝电极与样品微液滴的中间层，由于其厚度相对于微液滴尺寸而言很小，相对于传统键合中采用导热双面胶带粘贴等方式，其传热效率更高，温控更精确，样品微液滴在pcr扩增过程中的快速升降温响应更加迅速，对于缩短扩增时间、提高扩增效率具有重大意义。
46.(6)本发明中的温控层是通过在聚酰亚胺材料的基底上制作纳米级薄膜电极作为温区热源，同时制作纳米级薄膜传感器电极作为温度测量反馈单元。由于传感器电极与微流道之间仅由一层超薄pdms层相隔，相较于传统的通过粘贴温度传感器测温或红外测温等方式不能准确反应流道内实时温度，此种方式的温度测量结果更加精确，有利于pcr扩增温区的温度控制和调节，降低假阳性、假阴性发生的概率，并提高pcr扩增过程的特异性。
附图说明
47.图1是本发明中基于离心力驱动的圆盘pcr微流控芯片的结构示意图；
48.图2是本发明中基于离心力驱动的圆盘pcr微流控芯片的仰视示意图；
49.图3是本发明中基于离心力驱动的圆盘pcr微流控芯片的爆炸结构图；
50.图4是本发明中基于离心力驱动的圆盘pcr微流控芯片的微流道层仰视图；
51.图5是本发明中基于离心力驱动的圆盘pcr微流控芯片的温控层俯视图；
52.图6是本发明中基于离心力驱动的圆盘pcr微流控芯片的聚酰亚胺盘面电极与背部电极端子的连接剖面图。
53.其中：
54.1、微流道层，2、键合层，3、温控层，4、蛇形微流道，5、螺旋微流道，501、pcr扩增区微流道，502、检测区微流道，6、弧形微流道，701、第一温区，702、第二温区，703、第三温区，8、加热电极，801、第一加热电极，802、第二加热电极，803、第三加热电极，9、传感器电极，901、第一传感器电极，902、第二传感器电极，903、第三传感器电极，10、电极片，11、导电金属，12、电极端子，13、连接件，14、平键，15、导电滑环，16、螺钉，17、螺钉孔，18、坡口，19、中央进样区，20、微柱阵列，21、收集口，22、微流道出口。
具体实施方式
55.下面结合附图对本发明做进一步说明：
56.如图1、图2和图3所示的一种基于离心力驱动的圆盘pcr微流控芯片，包括芯片圆盘。芯片圆盘包括依次设置的微流道层1、键合层2以及温控层3，微流道层1和键合层3采用的材料为pdms，温控层2采用厚度为5mm的聚酰亚胺圆盘为基底，并在其表面加工有微电极。微流道层1厚度为5mm，中部为半径25mm的圆形腔，圆形腔的圆心与芯片圆心重合，圆形腔的腔壁斜面为45
°
的斜坡(即坡口18)，同时腔壁斜面上设有高度为100um的喇叭形的收集口21，收集口21中轴线指向芯片圆心，其外端位于圆形腔壁斜面上，宽度为5mm，内端与微流道层1内微流道相连，宽度为200um。
57.芯片圆盘的直径6英寸，由采用pdms材料的微流道层1和采用聚酰亚胺材料的温控层3通过键合层2实现强度键合，键合层2为超薄pdms薄膜，通过高速旋涂制得，并在圆心挖去与中央进样区19相同大小的半径为25mm的圆形通孔。键合层2为超薄pdms旋涂膜，厚度20um，并在中心打出一个与中央进样区配合的半径25mm圆孔，键合过程中覆盖于底部温控
层电极表面。同时，温控层3背面加工有四个螺纹沉孔，四个m5螺钉16穿过芯片圆盘的连接件13上的螺钉孔17，实现芯片与连接件13的连接，连接件13底部圆柱轴上加工有键槽，并通过平键14与导电滑环15连接并实现动力传递。芯片微流道层和温控层通过超薄pdms膜实现强度键合，随后温控层背面加工有四个呈直径40mm圆周分布的m5螺纹沉孔，孔深3mm，从而通过四个m5螺钉将芯片整体与连接件相固定，连接件再通过键槽配合一个5
×4×
16mm圆头平键与导电滑环相连。导电滑环除了传递圆盘的转动力矩，同时还负责将外部电路的电信号传递至温控层3上表面的电极。
58.如图4所示，微流道层1的中央位置开设有在半径为25mm的圆孔形成圆形腔，圆孔区域内为中央进样区19，作为样品微液滴的生成和筛选区域。圆孔外周壁面加工成45
°
的坡口18，坡口侧壁上设有微液滴收集口21，微流道出口22设置于微流道层1外周壁面上。收集口呈喇叭形收缩状，高度为100um，并从坡口上的5mm始端收缩至200um的末端，收集口末端与微流道相连，微流道出口位于微流道层边缘壁面上。微流道截面形状为矩形，矩形宽度、高度分别为200um、100um。坡口18的存在使得较大直径的微液滴由于受到的离心力较大而从圆盘甩出，较小直径的微液滴则进入微液滴收集口21内。
59.微流道入口与微流道出口之间通过三段微流道相连：第一段为蛇形微流道4，第二段为螺旋微流道5，第三段为连接至微流道出口22的一段相切弧形微流道6。微流道的截面为矩形，截面宽度200um、高度100um，微流道入口与喇叭形收集口内端相连，初始为一段蛇形微流道，流道弧形圆心与芯片圆心重合，随后蛇形微流道末端与多圈螺旋微流道相连，螺旋微流道的中心线为圆心与芯片圆心重合的螺旋线，螺旋线内外半径分别为36mm、72mm，最后螺旋微流道末端通过一段相切弧形微流道导向微流道层边缘出口。三段微流道通过一个圆心位于芯片中心、半径为60mm的圆划分为两部分，内侧为16圈pcr扩增区微流道501，用于进行样品微液滴的pcr扩增反应，外侧为9圈检测区微流道502，扩增后的样品微液滴在此区域进行后续荧光分析等检测工作。pcr扩增区微流道，包括蛇形微流道及16圈螺旋微流道。检测区微流道，包括9圈螺旋微流道及出口端弧形微流道。具体螺旋微流道的圈数可以依据实际需求增加，以实现更多的pcr循环次数。pcr扩增区微流道501进一步通过三段14mm的间隙划分为三部分，下侧两个1/4圆环区域按顺时针方向分别为第一温区701、第二温区702，上侧1/2圆环区域为第三温区703，分别对应进行pcr扩增所需的变性、退火、延伸过程。第一温区和第二温区位于下半圆扇形区，各占1/4圆环区域，第三温区位于上半圆扇形区，占1/2圆环区域，各个温区间间隔14mm。
60.如图5所示，温控层3上表面在半径25mm至60mm的圆环区域内，通过lift-off工艺磁控溅射上厚度为100nm的三组电极图案，分别布置于微流道层三个温区正下方，并与微流道之间通过键合层的pdms膜隔开。每组电极图案分为加热电极和传感器电极两种，对应于三个温区，分别为第一加热电极801和第一传感器电极901、第二加热电极802和第二传感器电极902、第三加热电极803和第三传感器电极903，电极均呈蛇形布置，同时每组传感器电极与对应加热电极等距布置。各段加热电极呈蛇形布置，宽度为3mm，各段传感器电极宽度为1mm，除起始段为直线外，与加热电极等距布置，电极厚度均为100nm。所有电极在芯片键合后被键合层pdms膜覆盖，从而与微流道层内的流体隔绝。加热电极提供该温区所需的温度环境，传感器电极辅以外部温控电路，根据电极阻值随温度变化的测量原理实现该温区的实时温度测量。
61.各段加热电极和传感器电极在起点和终点处，均与边长为6mm的圆角正方形电极片相连，电极片厚度为100nm，加热电极电极片和传感器电极电极片分别布置在两个同心圆上，圆心与芯片圆心重合。每个电极片底部均预埋制有穿过聚酰亚胺基底的导电金属，连接至基底背面的电极端子，电极端子直径5mm、高度10mm，12个电极端子垂直布置于温控层12个电极片正下方。各电极两端均与边长为6mm的圆角正方形电极片10相连，每个电极片10底部均预埋制有穿过聚酰亚胺圆盘的导电金属11，如图6所示，并连接至温控层3背面的电极端子12，随后再通过导电滑环，将盘面电路引至外部控制电路，实现圆盘pcr微流控芯片的三温区温控。温控层3上表面的加热电极8为三个温区提供特定温度环境，第一加热电极801提供第一温区701的变性温度(95℃)，第二加热电极802提供第二温区702的退火温度(60℃)，第三加热电极803提供第三温区703的延伸温度(72℃)，为达到上述所需的精确温度值，传感器电极9结合外部放大电路，采用惠斯通电桥原理对三个温区内的实时温度值进行监测。芯片圆盘盘面所有电极通过温控层3上表面的电极片10，以及采用聚酰亚胺材料的温控层的内部埋制的导电金属11导通至背面的电极端子12，随后再通过导电滑环上的多路导线传导至外部电路，以此实现圆盘pcr微流控芯片旋转工作过程中的电路连接。
62.如图5所示，温控层3上表面中央半径10mm圆形区域内，布置有6圈微柱阵列20，各圈间距相等，微柱直径为800um，高度为300um，从内向外各圈上的微柱个数分别为1、4、8、12、18、20个。微柱阵列包括多个均匀分布的微柱，微柱直径为800um，高度为300um。微柱阵列20位于中央进样区19中心，在液滴进样过程中促进样品液滴的撞击破碎，有助于生成数量更多、粒径更小的二次样品微液滴。
63.上述基于离心力驱动的圆盘pcr微流控芯片的工作过程为：
64.s1、电机轴通过导电滑环15以及连接件13带动芯片圆盘，并向芯片中央进样区19内持续注入矿物油作为隔绝样品微液滴的连续相，同时形成持续更新的旋转油膜，带走盘面上一次撞击过程中产生的样品微液滴废液，以进行下一种样品的进样。
65.s2、使用移液器吸取预制好的样品液滴滴入旋转圆盘中央进样区19内，样品液滴内含有待扩增基因片段以及pcr扩增所需的各种反应底物，随后样品液滴撞击旋转微柱阵列20后破碎生成众多大小各异的油包微液滴，在离心力作用下，较大粒径的油包微液滴通过坡口18甩出圆盘，较小的油包微液滴则进入收集口21内，全过程在2s内完成。随后间隔2s，使持续注入的油膜带走盘面粘附的上一样品微液滴，并进行下一次进样过程，依次循环，而连续相油膜的存在使得样品微液滴被油膜包裹，杜绝了不同样品之间交叉污染的发生，以此达到多样品并行化检测的目的。
66.s2、进入微流道内的油包微液滴，由于受到径向向外的离心力作用，会沿着微流道向芯片外侧流动，首先流经一段蛇形微流道4，样品微液滴在该流道内进行预变性，随后流经多圈螺旋pcr扩增区微流道501，每流经一圈依次经过第一温区701(变性)、第二温区702(退火)、第三温区703(延伸)，进行一次pcr扩增反应，待所有样品微液滴扩增完成并流入检测区微流道502中时，圆盘停止旋转和注油，此时所有样品微液滴已经经过16次扩增，并在检测区微流道502内对扩增后的所有样品进行荧光检测，检测之后，再次旋转圆盘，所有样品微液滴通过弧形微流道6和微流道出口22排出芯片圆盘。
67.以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案
作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种基于离心力驱动的圆盘pcr微流控芯片，其特征在于，该芯片包括芯片圆盘；所述芯片圆盘包括依次设置的微流道层、键合层和温控层；其中，微流道层，中央设置有圆形腔作为中央进样区，内部布置有微流道；所述微流道沿芯片径向由内向外分为pcr扩增区微流道和检测区微流道；所述pcr扩增区微流道包括多个温度反应区域；键合层，用于键合连接所述微流道层和所述温控层，且其中间开设有通孔；温控层，其设置有多个与所述温度反应区域相对应的加热电极以及多个与所述加热电极对应设置的传感器电极；所述温控层表面还设置有微柱阵列，所述微柱阵列穿过所述通孔后伸入所述中央进样区。2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述圆形腔的侧面具有坡口；所述坡口侧壁具有用于收集微液滴的收集口；所述收集口呈喇叭形；所述收集口末端与所述微流道的入口相连。3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流道的第一段为蛇形微流道，第二段为多圈螺旋线形微流道，第三段为与螺旋线外侧相切的弧形微流道；所述微流道的出口位于所述微流道层的边缘壁面上；所述弧形微流道引至所述微流道的出口。4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述pcr扩增区微流道包括三个温区，分别为第一温区、第二温区及第三温区；所述第一温区和第二温区位于下半圆扇形区，各占1/4圆环区域，第三温区位于上半圆扇形区，占1/2圆环区域，各个温区间间隔14mm。5.根据权利要求4所述的微流控芯片，其特征在于，所述温控层上表面布置有与所述三个温区相对应的加热电极以及与加热电极相对应的传感器电极，分别为第一加热电极、第二加热电极、第三加热电极以及第一传感器电极、第二传感器电极和第三传感器电极；所述加热电极和所述传感器电极布置位置与所述第一温区、所述第二温区、所述第三温区在空间垂直方向上相对应。6.根据权利要求1或5所述的微流控芯片，其特征在于，所述加热电极和所述传感器电极的端部均连接有电极片；所述电极片底部预埋有导电金属；所述导电金属，用于将电极片连接至设置在所述温控层背面的电极端子。7.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流道层和所述键合层均采用pdms材料；所述温控层采用聚酰亚胺材料。8.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述温控层设置有连接件；所述连接件可拆卸连接有导电滑环。
9.根据权利要求8所述的微流控芯片，其特征在于，所述温控层的背面设置有螺纹沉孔；所述连接件通过螺钉连接至所述螺纹沉孔中；所述连接件上设置有键槽；所述连接件通过与所述键槽相配合的平键与所述导电滑环相连。10.根据权利要求1～9任意一项所述的微流控芯片的控制方法，其特征在于，该方法包括：s1、芯片圆盘旋转，向中央进样区内持续注入矿物油作为隔绝样品微液滴的连续相，同时形成持续更新的旋转油膜，带走芯片圆盘盘面上一次撞击过程中产生的样品微液滴废液，以进行下一种样品的进样；s2、将预制好的样品液滴滴入旋转的芯片圆盘的中央进样区内，样品液滴内含有待扩增基因片段以及pcr扩增所需的各种反应底物，随后样品液滴撞击旋转中的微柱阵列后破碎生成多个油包微液滴，在离心力作用下，较大粒径的油包微液滴甩出圆盘，较小的油包微液滴则进入微流道内；s3、进入微流道内的油包微液滴，由于受到径向向外的离心力作用，会沿着微流道向芯片外侧流动，在流经微流道的过程中，样品微液滴将进行预变性、变性、退火和延伸，进行一次pcr扩增反应，待所有样品微液滴扩增完成并流入检测区微流道中时，芯片圆盘停止旋转和注油，在微流道内对扩增后的所有样品进行荧光检测，检测之后，再次旋转圆盘，所有样品微液滴从芯片圆盘中排出。

技术总结
本发明涉及一种基于离心力驱动的圆盘PCR微流控芯片及其控制方法。该芯片包括芯片圆盘；芯片圆盘包括微流道层，中央设置有圆形腔作为中央进样区，内部布置有微流道；微流道沿芯片径向由内向外分为PCR扩增区微流道和检测区微流道；PCR扩增区微流道包括多个温度反应区域；键合层，用于键合连接微流道层和温控层；温控层，其设置有多个与温度反应区域相对应的加热电极以及多个与加热电极对应设置的传感器电极；温控层表面还设置有微柱阵列，微柱阵列伸入中央进样区。本发明不仅能够进行大批量样品的并行化、高通量核酸扩增和检测，保证扩增的高效率和经济性，还能够使芯片可以重复使用，不需频繁更换，降低了操作复杂度，减少了单样品所需的扩增成本。样品所需的扩增成本。样品所需的扩增成本。


技术研发人员：尤晖 蔡勇超 孙翠敏
受保护的技术使用者：孙翠敏
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/9/22