数字PCR液位高度控制和收集结构的制作方法

数字pcr液位高度控制和收集结构
技术领域
1.本实用新型涉及数字pcr检测结构领域，特别是数字pcr液位高度控制和收集结构。


背景技术：

2.在数字pcr的检测过程中，芯片中的矿物质油和试剂在气压控制下通过微流控芯片通道生成用于测试的液滴，微流控芯片包含多个通道，每个通道都能独立生成液滴。生成的液滴流入透明收集器用于下一步的扩增。在液滴收集的过程中，通过光电传感器对在透明收集器的液滴的透明度变化，和软件算法相结合控制液滴生成的数量，在这个技术中，生成的液滴位乳白色不透明液体，用于液滴载体的矿物质油位透明液体，而且矿物质油的质量小于生成后的液滴，生成的液滴会悬浮在矿物质油上面。
3.对于液滴收集监测，传统的方法有2种，一种是控制液滴生成的时间，第二种是传感器控制液位的上限。如果只是控制液滴生成的时间，在相同的时间，由于芯片包含多个通道，如果其中的一个通道发生异常会导致出油量不可控，出油量过多可能会导致液滴收集器内的液体溢出，溢出的液体可能会影响到设备和测试结果。
4.而如果只是控制液位的上限，在相同的液位上限停止设备运行后，由于芯片中多个通道的油水压力比例不一致(主要是生产制造工艺的差异性导致)，会出现即使达到液位上限，但是矿物质油的含量过快流入收集器导致生成的液滴没有充分收集，影响后续测试的精度。


技术实现要素：

5.本实用新型目的是：提供数字pcr液位高度控制和收集结构，解决了因液位上限监测控制导致的控制反馈过早，液滴收集不充分的问题。
6.本实用新型的技术方案是一种数字pcr液位高度控制和收集结构：包括：
7.收集器，其配置为提供滴液成型及物质反应的独立环境；
8.仪器，包括：控制滴液及矿物油流量的流体控制组件、检测/监测滴液成型状态的传感器；传感器为光电传感器，包括但不限于：对射型光电传感器、反射型传感器，光电传感器可以是红外，也可以是其它光源，只要能够识别检测为物即可。
9.光电传感器包括：光电发射端、光电接收端。
10.优选的是，光电传感器包括u状外形的一体式传感器壳体，收集器竖直布置于传感器壳体的u状开口内，在u状开口的两个侧端上布置相对应的光电发射端与光电接收端。
11.优选的是，光电传感器包括呈u状外形的分体式传感器壳体。分体式传感器壳体包括：底座及支撑于底座上的两侧支撑端，在两侧支撑端上布置相对应的光电发射端与光电接收端。
12.收集器包括透明的壁面以支持光电信号直射并穿透收集器的光路的形成，光电发射端与光电接收端分列于收集器两侧并保持同一液面高度以保持光电信号的对应收发，光
电发射端与光电接收端对悬浮于透明矿物油上的不透明滴液的液位下限进行光电检测/监测。
13.将光电传感器安装在需要检测的位置，这个位置是可调节的，需要根据具体的运用调整，建议将光电监测模块的发射光源对准试管的中轴线位置，如果同时监控多个试管，最好将光电传感器和试管的对应位置调整到一致。
14.通过光电传感器感应液滴生成过程中的二次信号反馈，具体过程： 1，第一次信号反馈是液滴流入收集器，光电传感器被触发，软件开始计时并对已经被触发的通道进行压力的调整。
15.2，第二次信号反馈是液滴已经充分流入收集器，矿物质油开始流入收集器，由于矿物质油为透明液体，光电传感器恢复到原始状态，软件关闭多通道中已经被触发通道的气压。
16.本实用新型的优点是：本结构中采用了光电传感器进行滴液液位下限的监测，传感器多次识别液位状态，并结合软件控制达到充分收集液滴的目的。而且，光电传感器由于灵敏度高，反应时间迅速，稳定性高，而且尺寸小便于安装被用于本发明的检测部件，光电传感器可以是红外，也可以是其它光源，只要能够识别检测为物即可。
附图说明
17.下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
18.图1为数字pcr液位高度控制和收集结构的示意图；
19.图2为液滴进入试管内并第一次触发光电传感器时的示意图；
20.图3为试管内液滴成型浮于矿物油上并第二次触发光电传感器时的示意图。
21.其中：1、光电传感器；2、试管；3、液滴；4、矿物油；11、光电发射端；12、光电接收端。
具体实施方式
22.本实用新型的较佳实施例1：
23.一种数字pcr液位高度控制和收集结构：包括：试管2、光电传感器1。
24.光电传感器包括u状外形的传感器壳体，收集器竖直布置于传感器壳体的u状开口内，在u状开口的两个侧端上布置相对应的光电发射端11与光电接收端12。
25.具体控制和收集过程如下：
26.第一步：生成好的液滴3为白色不透明液体，当光电传感器感应到信号的时候，液滴开始进入试管，通过软件标识第一步已经完成，并且开始调整气路和液路的参数。
27.第二步，当液滴全部生成并进入到试管内部，矿物油由于比液滴的比重大，渗入到试管的底部，矿物油4是透明液体，光电传感器再次触发，通过软件关闭动力总成。
28.整个的动态过程：液滴生成进入试管，触发传感器，当液滴收集完成后试管底部的矿物油越来越多，由于矿物油是透明的，当矿物油达到一定高度触发光电传感器，这时候软件默认为液滴已经收集完毕，关闭对应通道的动力系统。
29.本实用新型的较佳实施例2：
30.设备最初是按照时间和控制上液位控制液滴生成，但是由生成液滴的芯片通道尺寸是微米级的，非常精细，芯片生产加工的工艺导致生成通道的差异性，当多个通道同时运
行的情况下，由于通道差异性出现下面2个问题，
31.问题1，当只是限定时间，相同时间由于芯片通道的差异性，有些通道收集的液体太多，收集试管内的液面高度已经超过了扩增设备的限制高度，导致有效液滴没有被扩增，在下一步荧光测试(脱氧核糖核酸定量测试)无法测量到被增强的荧光信号，无法准确的反应测试结果。
32.问题2，当只是限制上液位时，同样由于每个芯片通道的差异性，液滴流入试管的时间不一致，导致有的通道液滴还没有被完全收集到试管内部设备已经停止运行，由于没有收集到所有的有效液滴，同样无法准确反映实验数据，导致分析误差。
33.采用了下液位控制后，液滴收集的问题已经完全解决，液滴收集量100％，有效扩增率100％。
34.上述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。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。


技术特征：
1.数字pcr液位高度控制和收集结构，包括：收集器，其配置为提供滴液成型及物质反应的独立环境；仪器，包括：控制滴液及矿物油流量的流体控制组件、检测/监测滴液成型状态的传感器；其特征在于：所述传感器为光电传感器；所述传感器包括：光电发射端、光电接收端；所述收集器包括透明的壁面以支持光电信号直射并穿透所述收集器的光路的形成；所述光电发射端与光电接收端分列于所述收集器两侧并保持同一液面高度以保持光电信号的对应收发；所述光电发射端与光电接收端对悬浮于透明矿物油上的不透明滴液的液位下限进行光电检测/监测。2.根据权利要求1所述的数字pcr液位高度控制和收集结构，其特征在于：所述光电传感器包括呈u状外形的一体式传感器壳体；所述收集器竖直布置于传感器壳体的u状开口内；在u状开口的两个侧端上布置相对应的所述光电发射端与光电接收端。3.根据权利要求1所述的数字pcr液位高度控制和收集结构，其特征在于：所述光电传感器包括呈u状外形的分体式传感器壳体；所述分体式传感器壳体包括：底座及支撑于底座上的两侧支撑端；在两侧支撑端上布置相对应的所述光电发射端与光电接收端。4.根据权利要求2或3所述的数字pcr液位高度控制和收集结构，其特征在于：所述收集器为透明的试管。5.根据权利要求4所述的数字pcr液位高度控制和收集结构，其特征在于：所述光电发射端与光电接收端布置于所述试管的中轴线平面上。6.根据权利要求5所述的数字pcr液位高度控制和收集结构，其特征在于：所述光电传感器连接至光电模块电路板。7.根据权利要求6所述的数字pcr液位高度控制和收集结构，其特征在于：所述光电传感器包括但不限于：对射型光电传感器、反射型光电传感器。

技术总结
本实用新型公开了数字PCR液位高度控制和收集结构，包括：收集器，其配置为提供滴液成型及物质反应的独立环境；仪器，包括：控制滴液及矿物油流量的流体控制组件、检测/监测滴液成型状态的传感器；传感器为光电传感器；传感器包括：光电发发射端、光电接收端；收集器包括透明的壁面以支持光电信号直射并穿透所述收集器的光路的形成；光电发射端与光电接收端分列于所述收集器两侧并保持同一液面高度以保持光电信号的对应收发；光电发射端与光电接收端对悬浮于透明矿物油上的不透明滴液的液位下限进行光电检测/监测。本结构中采用了光电传感器进行滴液液位下限的监测，传感器多次识别液位状态，并结合软件控制达到充分收集液滴的目的。目的。目的。


技术研发人员：陈谦 刘泓 赵俊岭 张路
受保护的技术使用者：苏州索真生物技术有限公司
技术研发日：2020.10.20
技术公布日：2021/10/15