一种PCR反应板的制作方法

一种pcr反应板
技术领域
1.本技术涉及微流控芯片技术领域，具体涉及一种pcr反应板。


背景技术：

2.微流控(microfluidics)是指使用微管道处理或操纵微小流体的系统所涉及的科学和技术,微流控装置通常被称为微流控芯片,也被称为芯片实验室。
3.已有的链式pcr微流控芯片上的反应孔有多种方案，如毛细管法，该方法是将pcr反应试剂通入一根毛细管中，然后进行pcr反应。这种方法使反应体系较小，但是毛细管较脆弱，成本较高，不适合检测靶点数较多的情况。cepheid公司则采用单个反应孔进行多重pcr的方案，该方案中反应孔较薄，便于快速pcr反应，但是同样只能同时进行数个靶点的检测，而且稳定的多重pcr反应体系的开发过程耗时费力。也有公司在微流控芯片的设计中，采用多孔分别进行pcr，以此检测多项靶标，然而如何确保微流体均匀进入每个反应孔成为行业痛点亟待解决。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本技术提供一种pcr反应板。
5.根据本技术的第一方面，一种实施例中提供一种pcr反应板，包括：
6.微流道；
7.若干反应孔，所述微流道串联或并联预设数量的反应孔；
8.所述反应孔为扁平式毛细孔，所述反应孔高度小于或等于2mm。
9.在一实施例中，所述反应孔和所述微流道内壁进行光滑或亲水处理。
10.在一实施例中，所述反应孔的轴向截面形状包括圆形、多边形或不规则形状。
11.在一实施例中，所述反应孔底面为平底结构且透光性良好。
12.在一实施例中，部分所述反应孔两侧设有镂空孔。
13.在一实施例中，包括：上板和下板，所述上板为柔性薄膜，所述下板材料为硬质塑料，所述下板上设有所述反应孔和微流道成型支撑，所述上板与所述下板连接形成微流道，所述上板与所述下板对应设置有镂空孔与镂空槽。
14.在一实施例中，所述上板与所述下板通过热熔连接、超声焊接或胶黏进行连接。
15.在一实施例中，所述微流道成型支撑上设有封闭缺口。
16.在一实施例中，所述反应孔内设有pcr试剂球，所述pcr试剂球内层为pcr反应所需的试剂干粉，外层包埋物为低熔点、惰性固体。
17.在一实施例中，所述pcr试剂球的外层包埋物包括石蜡、烷基或长链烷烃单质或混合物。
18.依据上述实施例的pcr反应板，由于反应孔为扁平式毛细孔，利用微环境下的毛细作用，浸润液体沿固体表面浸润，使得微流体能够充分进入反应孔，以较低的成本解决了微流体控制中多孔均匀进液和小体积进液难的问题。
附图说明
19.图1为一种实施例中pcr反应板的结构示意图；
20.图2为一种实施例中pcr反应板的爆炸结构示意图；
21.图3为一种实施例中pcr反应板的下板的顶部结构示意图；
22.图4为一种实施例中pcr反应板的下板的底部结构示意图；
23.图5为一种实施例中pcr反应板的上板与下板贴合前的结构示意图；
24.图6为一种实施例中pcr反应板的微流道封闭以后的结构示意图。
25.附图标记说明：1、微流道；2、反应孔；31、镂空孔；32、镂空槽；4、上板；5、下板；51、微流道成型支撑；52、封闭缺口；6、pcr试剂球。
具体实施方式
26.下面通过具体实施方式结合附图对本技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本技术能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本技术相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本技术的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
27.另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式，各实施例所涉及的操作步骤也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的组成和/或顺序。
28.本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
29.本技术实施例中的pcr反应板包括微流道和若干反应孔，微流道串联或并联预设数量的反应孔，反应孔为扁平式毛细孔。由于反应孔为扁平式毛细孔，利用微环境下的毛细作用，浸润液体沿固体表面浸润，使得微流体能够充分进入反应孔，以较低的成本解决了微流体控制中多孔均匀进液和小体积进液难的问题。
30.下面通过具体实施例对本技术进行说明。
31.实施例一：
32.如图1至图6所示，本技术一实施例中给出一种pcr反应板，包括：微流道1和若干反应孔2。微流道1串联或并联预设数量的反应孔2，根据实际的实验需求，本技术中pcr反应板上微流道1可以串联预设数量的反应孔2，也可以并联预设数量的反应孔2，也可以将串联了预设数量反应孔2的分支再进行并联，或者其他符合实际实验需求的连接方式，本实施例中，微流道1串联预设数量的反应孔2。反应孔2为扁平式毛细孔，利用微环境下的毛细作用，浸润液体沿固体表面浸润，微流体能够充分进入每一个反应孔2，以较低的成本解决了微流体控制中多孔均匀进液和小体积进液难的问题，且因为扁平式毛细孔的体积小，大大缩小了pcr反应体积，能够实现1～5μl pcr，便于快速pcr反应，可同时检测数也显著提升，提升
了检测效率。本实施例中，为保证反应孔2的毛细作用，反应孔2底面到微流道1底面的高度应当小于或等于2mm，较优地，0.5～1mm。
33.本实施例中，反应孔2与微流道1内壁进行亲水或光滑处理，使得进液效果更好。在一些实施例中，微流道1与反应孔2的材料为亲水性较好的材料，微流道1与反应孔2内壁只需要进行光滑处理。
34.本技术中反应孔2的轴向截面形状包括圆形、多边形、不规则形状等，也即反应孔2可以为扁平圆柱式孔、扁平菱形孔、扁平三角形孔等不同形状，以适应不同的实验需求。本实施例中，反应孔2为扁平圆柱式孔。
35.本实施例中，为便于对反应结果进行检测，反应孔2的底面为平底结构、透光性良好，且为光学面，可以于底部对反应孔2中反应的结果进行光学检测。
36.本实施例中，部分反应孔2两侧设有镂空孔31，镂空孔31为通风设计，使用热风加热时保证风道通畅，提高加热效率且有助于热均一性。
37.本实施例中，pcr反应板包括上板4和下板5，下板5上设有反应孔2和微流道成型支撑51，上板4与下板5连接形成微流道1，上板4和下板5上对应设置有镂空孔31与镂空槽32，镂空槽32也为通风设计，使用热风加热时保证风道通畅，提高加热效率且有助于热均一性。
38.本实施例中，为使得上板4与下板5的连接效果更好，上板4选用柔性薄膜，如pe、pet、pvc等；下板5材料选用硬质塑料，且物理化学性质稳定、不易热熔、具有一定机械强度，如abs、pc、pp等，在上板4与下板5连接时配合合适的压力，由于下板5上设有流道成型支撑51，上板4可与流道成型支撑51紧密贴合，可以实现微流道1的严密密封，使其不漏书、不漏气，密封性好。在一些实施例中，上板4的材料透光性良好，可以于上方对反应孔2中反应的结果进行光学检测。在一些实施例中，下板4为一体注塑成型结构。
39.上板4与下板5通过热熔连接、超声焊接或胶黏等方式进行连接，可以根据上板4或下板5的材料来选择连接方式，例如，上板4如选择较低熔点材料制成的薄膜或易弯曲的薄板，则可以通过热熔连接的方式来连接上板4与下板5，下板5上设有微流道成型支撑51，上板4与下板5贴合，通过对上板4热熔的方式即可形成微流道1。本领域技术人员可以理解，上板4与下板5贴合形成pcr反应板后，反应孔2可分为两部分，一部分为下板5凹陷形成的扁平结构，另一部分为上板4与微流道成型支撑51形成的半封闭结构，两部分成一体构成反应孔2，两部分之间无阻碍，为保证反应孔2的毛细作用，反应孔2两部分高度均小于或等于2mm，较优地，0.5～1mm。
40.本实施例中，微流道重新支撑51上设有封闭缺口52，各反应孔2的进液完成后，将封闭缺口52处的上板4融化并贴合至下板5上，或，将封闭缺口52处的上板4通过机械按压的方式使得上板4与下板5紧密贴合，即可完成微流道1的封闭，给各反应室2提供独立的pcr反应环境。
41.本实施例中，反应孔2中设有pcr试剂球6，pcr试剂球6内层为pcr反应所需的试剂干粉，外层包埋物为低熔点、惰性固体，如石蜡、烷基、长链烷烃单质或混合物以及熔点在40～100℃的其他惰性有机物。进行pcr反应时，pcr试剂球6外层包埋物受热融化，释放出pcr反应试剂，完成pcr反应。
42.依据上述实施例中的pcr反应板，采用微流道串联反应孔的链式设计，可依次对多个反应孔进行加液操作，由于反应孔为扁平式毛细孔，利用微环境下的毛细作用，浸润液体
沿固体表面浸润，使得微流体能够充分进入反应孔，以较低的成本解决了微流体控制中多孔均匀进液和小体积进液难的问题，同时因为扁平式毛细孔的体积小，大大缩小了pcr反应体积，最低可至1微升，又因为反应体系小，便于快速pcr反应，可同时检测数也显著提升，可于一个pcr反应板上进行数十至上百种靶标检测，适用于多靶点筛查，提高检测效率。反应孔底部或上板可选择透光性良好的材料，便于对反应孔内反应结果进行光学检测。部分反应孔两侧设有镂空孔，下板与上板上还设有镂空槽，使得热风加热时风道通畅，提高热均一性。下板上微流道成型支撑是凸起结构而非凹陷结构，使得上板能够与微流道成型支撑紧密贴合，保障微流道的密闭性，微流道成型支撑上设有封闭缺口，便于封闭微流道，为各个反应孔提供独立的pcr反应环境。反应孔中放置pcr试剂球，避免进液还未完成时部分反应孔就提前开始反应。
43.以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。