芯片、检测系统、检测方法及可读存储介质与流程

本公开实施例涉及但不限于检测技术，尤指一种芯片、检测系统、检测方法及可读存储介质

背景技术：

1、一些技术中在进行pcr(polymerase chain reaction，聚合酶链式反应)检测时，需要先制备待测液体，随后将制备好的待测液体转移到加热装置进行pcr扩增，然后，将完成pcr扩增的待测液体转移到检测装置处进行pcr检测。在这个过程中，需要对待测液体进行多次转移，不可避免的会存在液滴损失，影响了pcr检测结果的准确性。并且，这些技术中采用的芯片只包含单个狭缝，仅对待测液体通过单个狭缝的信息进行建模计算，得到的待测液滴的体积不够准确。

2、经本申请发明人研究发现，现有pcr检测中存在着因液体转移以及芯片结构缺陷导致的检测结果不准确的问题。

技术实现思路

1、以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

2、本公开实施例提供了一种芯片、检测系统、检测方法及可读存储介质，可以用于解决现有pcr检测中因液体转移以及芯片结构缺陷导致的检测结果不准确的问题。

3、第一方面，本公开实施例提供了一种芯片，包括：液滴生成区、液滴反应区和液滴检测区，所述液滴生成区、所述液滴反应区和所述液滴检测区依次连接；其中，所述液滴检测区包括沿第一方向延伸的沟道以及沿第一方向依次覆盖所述沟道的多个遮光层，所述沟道的直径小于待测液滴的直径；相邻遮光层之间具有狭缝，在所述待测液滴经过所述狭缝时对所述待测液滴进行检测。

4、在示例性实施方式中，所述遮光层包括第一遮光层、第二遮光层、第三遮光层和第四遮光层；所述第一遮光层和所述第二遮光层之间具有第一狭缝，所述第三遮光层和所述第四遮光层之间具有第二狭缝；在所述待测液滴经过所述第一狭缝和所述第二狭缝时对所述待测液滴进行检测；所述第一遮光层靠近所述第二遮光层一侧的表面和所述第二遮光层靠近所述第一遮光层一侧的表面均垂直于所述第一方向；所述第三遮光层靠近所述第四遮光层一侧的表面和所述第四遮光层靠近所述第三遮光层一侧的表面均垂直于所述第一方向。

5、在示例性实施方式中，在垂直于所述第一方向的平面内，所述液滴检测区包括基底层和设置在所述基底层上的检测层，所述检测层面向所述基底层的一侧设置有内凹结构，所述基底层和所述检测层在所述内凹结构处围成所述沟道。

6、在示例性实施方式中，在所述基底层和所述检测层之间设置有所述遮光层。

7、在示例性实施方式中，所述液滴检测区包括沿所述第一方向延伸的毛细管，所述沟道为所述毛细管的内径，所述遮光层设置为环绕所述毛细管。

8、在示例性实施方式中，所述液滴反应区呈锥形结构，所述待测液滴从所述锥形结构的底面进入所述液滴反应区；所述毛细管与所述锥形结构的锥尖相连接。

9、在示例性实施方式中，所述液滴反应区包括第一侧壁、第二侧壁和第三曲面，所述第一侧壁的一条边和所述第二侧壁的一条边重合，所述第一侧壁和所述第二侧壁之间具有第一夹角；所述第一夹角大于0度且小于或等于90度；所述第三曲面、所述第一侧壁和所述第二侧壁围成封闭形状；所述待测液滴从所述第三曲面与所述第一侧壁的交界处进入所述液滴反应区，所述待测液滴从所述第三曲面与所述第二侧壁的交界处进入所述液滴检测区。

10、在示例性实施方式中，所述液滴反应区包括油相液出口，所述油相液出口位于所述第一侧壁所在的平面，所述油相液出口和所述第三曲面与所述第一侧壁的交界处相连接。

11、在示例性实施方式中，所述液滴反应区包括加热膜层，所述加热膜层位于所述第二侧壁，设置为对所述待测液滴进行pcr循环加热。

12、第二方面，本公开实施例还提供了一种检测系统，包括注液装置、荧光成像装置以及如上所述的芯片；所述注液装置设置为向所述芯片分别注入油相液体和pcr反应液，以形成待测液滴；所述荧光成像装置设置为当所述待测液滴经过狭缝时对所述待测液滴进行检测。

13、第三方面，本公开实施例还提供了一种检测方法，应用于如上所述的芯片，包括：液滴生成区生成待测液滴并存储在液滴反应区；所述液滴反应区对所述待测液滴进行预处理；在所述待测液滴经过液滴检测区的狭缝时，对所述待测液滴进行检测；根据检测结果计算所述待测液滴的体积。

14、在示例性实施方式中，所述在所述待测液滴经过液滴检测区的狭缝时，对所述待测液滴进行检测，包括：控制所述预处理后的待测液滴通过所述狭缝，利用荧光成像装置对所述预处理后的待测液滴进行荧光检测。

15、在示例性实施方式中，所述待测液滴包括中央部分以及位于所述中央部分两侧的凸起部分；所述根据检测结果计算所述待测液滴的体积，包括：根据荧光检测的结果获取所述待测液滴通过所述狭缝的时间信息，假设所述待测液滴在通过所述狭缝时具有初始速度和固定的加速度，根据所述待测液滴运动的路程和时间的关系计算出待测液滴的中央部分的长度以及凸起部分的长度；结合所述待测液滴的中央部分的长度以及凸起部分的长度，利用体积公式计算待测液滴的体积。

16、在示例性实施方式中，所述待测液滴包括中央部分以及位于所述中央部分两侧的第一凸起和第二凸起；所述根据所述待测液滴运动的路程和时间的关系计算出待测液滴的中央部分的长度以及凸起部分的长度，包括：根据所述待测液滴的第一凸起通过所述狭缝的路程和时间的关系列出式一；根据所述待测液滴的第二凸起通过所述狭缝的路程和时间的关系列出式二；根据所述待测液滴的中央部分通过所述狭缝的路程和时间的关系列出式三；根据所述式一、所述式二和所述式三解出所述待测液滴的初始速度和加速度；根据所述待测液滴通过多个所述狭缝的加速度相等，解出所述凸起部分的长度。

17、第四方面，本公开实施例还提供了一种非瞬态计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述检测方法的步骤。

18、本公开实施例提供的芯片，待测液滴在芯片内可以完成从生成到检测的过程，期间不需要对待测液滴进行转移，避免了移动导致的待测液滴的损失，简化了pcr检测的操作步骤，提升了pcr检测的效率；通过在液滴检测区设置多个狭缝，在待测液滴经过狭缝时对待测液滴进行检测，使得对待测液滴的体积检测结果更准确。

19、在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。

技术特征：

1.一种芯片，其特征在于，包括：液滴生成区、液滴反应区和液滴检测区，所述液滴生成区、所述液滴反应区和所述液滴检测区依次连接；

2.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述遮光层包括第一遮光层、第二遮光层、第三遮光层和第四遮光层；所述第一遮光层和所述第二遮光层之间具有第一狭缝，所述第三遮光层和所述第四遮光层之间具有第二狭缝；在所述待测液滴经过所述第一狭缝和所述第二狭缝时对所述待测液滴进行检测；

3.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，在垂直于所述第一方向的平面内，所述液滴检测区包括基底层和设置在所述基底层上的检测层，所述检测层面向所述基底层的一侧设置有内凹结构，所述基底层和所述检测层在所述内凹结构处围成所述沟道。

4.根据权利要求3所述的芯片，其特征在于，在所述基底层和所述检测层之间设置有所述遮光层。

5.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述液滴检测区包括沿所述第一方向延伸的毛细管，所述沟道为所述毛细管的内径，所述遮光层设置为环绕所述毛细管。

6.根据权利要求5所述的芯片，其特征在于，所述液滴反应区呈锥形结构，所述待测液滴从所述锥形结构的底面进入所述液滴反应区；所述毛细管与所述锥形结构的锥尖相连接。

7.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述液滴反应区包括第一侧壁、第二侧壁和第三曲面，所述第一侧壁的一条边和所述第二侧壁的一条边重合，所述第一侧壁和所述第二侧壁之间具有第一夹角；所述第一夹角大于0度且小于或等于90度；

8.根据权利要求7所述的芯片，其特征在于，所述液滴反应区包括油相液出口，所述油相液出口位于所述第一侧壁所在的平面，所述油相液出口和所述第三曲面与所述第一侧壁的交界处相连接。

9.根据权利要求7所述的芯片，其特征在于，所述液滴反应区包括加热膜层，所述加热膜层位于所述第二侧壁，设置为对所述待测液滴进行pcr循环加热。

10.一种检测系统，其特征在于，包括注液装置、荧光成像装置以及如权利要求1至9中任一项所述的芯片；所述注液装置设置为向所述芯片分别注入油相液体和pcr反应液，以形成待测液滴；所述荧光成像装置设置为当所述待测液滴经过狭缝时对所述待测液滴进行检测。

11.一种检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1至9中任一项所述的芯片，包括：

12.根据权利要求11所述的检测方法，其特征在于，所述在所述待测液滴经过液滴检测区的狭缝时，对所述待测液滴进行检测，包括：

13.根据权利要求12所述的检测方法，其特征在于，所述待测液滴包括中央部分以及位于所述中央部分两侧的凸起部分；所述根据检测结果计算所述待测液滴的体积，包括：

14.根据权利要求13所述的检测方法，其特征在于，所述待测液滴包括中央部分以及位于所述中央部分两侧的第一凸起和第二凸起；所述根据所述待测液滴运动的路程和时间的关系计算出待测液滴的中央部分的长度以及凸起部分的长度，包括：

15.一种非瞬态计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求11至14中任一项所述的检测方法的步骤。

技术总结
一种芯片、检测系统、检测方法及可读存储介质。芯片包括：液滴生成区、液滴反应区和液滴检测区，液滴生成区、液滴反应区和液滴检测区依次连接；其中，液滴检测区包括沿第一方向延伸的沟道以及沿第一方向依次覆盖沟道的多个遮光层，沟道的直径小于待测液滴的直径；相邻遮光层之间具有狭缝，在待测液滴经过狭缝时对待测液滴进行检测。待测液滴在芯片内可以完成从生成到检测的过程，期间不需要对待测液滴进行转移，避免了移动导致的待测液滴的损失；通过在液滴检测区设置多个狭缝，在待测液滴经过狭缝时对待测液滴进行检测，使得对待测液滴的体积检测结果更准确。

技术研发人员：范蓓媛,丁丁
受保护的技术使用者：北京京东方技术开发有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5