一种微流控芯片及降低微流控芯片相邻通道互扰的方法与流程

本发明涉及生物检测，特别涉及一种微流控芯片及降低微流控芯片相邻通道互扰的方法。

背景技术：

1、数字pcr的原理是让液滴通过微流控芯片上的微流控通道，如图1所示，在微流控通道上设置一个激光光源，这个光源为聚焦光源。通过这个光源照射在微流控通道内的液滴上，使液滴中的探针散发荧光后去收集这个荧光。

2、数字pcr对信号的敏感性比较高， 芯片微流控通道在荧光读取位置排布比较密集。观测通道直径在10um，通道间隔在100um-200um。且芯片材料透明度会比较高。

3、当微流控通道阵列与激光发生距离变动，会造成聚焦光斑大小的变化。如图2所示，三个微通道阵列与激光距离由远及近，分别产生不同大小的聚焦光斑。由于微流控通道密集程度比较大，对这个激发光源的聚焦光斑就需要有比较高的要求。首先聚焦光斑需要足够小，直径约等于观测通道直径10um，其次聚焦光斑中心需要完全定位到观测通道上。

4、但聚焦光斑的初始的物理结构定位会随着器件的老化，相对位置的异常变化而变化，由于初始位置已经是最佳的聚焦光斑位置，观测通道上的光斑产生变化，使得聚焦在观测通道上的光斑直径变大。当聚焦光斑产生变化后，即使聚焦光斑能够定位到观测通道中心，但由于光斑变大，激光会照射到相邻通道上。如果相邻的通道上有上一个样本的液滴残留，就会相应的激发对应的荧光，使得当前通道上的液滴荧光收集受到相邻通道残留液滴荧光的干扰，产生如下影响。

5、1. 当前通道的荧光底噪变大，使得当前通道液滴数据读取变得困难。

6、2. 由于残留液滴没有相应的驱动，处于自由状态，会对当前通道产生很多异常的无法经过正常液滴筛选过滤掉的无效液滴。从而影响整体样本的判读数据。

技术实现思路

1、本发明目的是：提供一种微流控芯片及降低微流控芯片相邻通道互扰的方法，通过微流控的特殊结构设计，进行自动的光斑聚焦位置调节，在保证当前通道样本可以完全激发的情况下，尽量减少相邻通道接收的激光光强，已达到降低相邻通道荧光干扰的目的。

2、本发明的技术方案是：

3、一种微流控芯片，包括若干微流控通道和一个单独定位通道；单独定位通道位于若干微流控通道右侧，单独定位通道与各微流控通道平行。

4、优选的，所述微流控通道采用中间窄两边宽的结构，中间窄的部分为荧光观测位置。

5、优选的，所述单独定位通道的宽度为微流控通道的荧光观测位置宽度的1.3～2倍。

6、一种降低微流控芯片相邻通道互扰的方法，包括：

7、s1、优化微流控芯片结构，在微流控芯片上设置与各微流控通道平行的单独定位通道，用于判断激光源在微流控芯片上的聚焦光斑大小；

8、s2、搭建光学探测电路，探测激光经过微流控芯片发生的衍射光强；

9、s3、搭建自动载物控制平台，控制激光源的移动，进而控制在微流控芯片上的聚焦光斑大小和位置。

10、优选的，s1中，所述单独定位通与微流控芯片的各微流控通道平行，单独定位通道的宽度为微流控通道的荧光观测位置宽度的1.5倍。

11、优选的， s2中，所述光学探测电路包括光电转换模块及其连接的高速模数转换采集电路，光电转换模块与激光源分别位于微流控芯片相对的两侧，激光经过微流控芯片发生衍射，光电转换模块采集衍射光强。

12、优选的，s3中控制激光源的移动的方法包括：

13、s3-1、建立x、y、z的三维坐标系，x轴与微流控芯片垂直，y轴与微流控芯片平行，并与各微流控通道垂直，z轴与微流控芯片平行，并与各微流控通道平行；

14、s3-2、固定激光源初始位置：x方向定位到照射在芯片上的激光光斑与微流控通道一致的位置；y方向定位到单独定位通道左边，z方向定位到单独定位通道的两端之间范围内；

15、s3-3、激光源在x方向距离芯片由近及远移动， x方向每移动一次，在y方向匀速移动使激光通过单独定位通道，并记录与分析光电转换数据判断激光光斑在微流控通道上的大小；

16、s3-4、根据s3-3分析的激光光斑在微流控通道上的大小，选择最终合适的激光源位置。

17、优选的，s3-3中，光电转换数据包括荧光强度的波形宽度和幅值。

18、本发明的优点是：

19、1．本发明优化微流控芯片结构，通过判断激光光斑在通道上的大小状态，形成自动化x轴位置确定。

20、2．本发明通过调节激光光斑在通道上的大小，减小激光对相邻通道的散射光强，达到抑制相邻通道干扰的目的。

技术特征：

1.一种微流控芯片，其特征在于，包括若干微流控通道和一个单独定位通道；单独定位通道位于若干微流控通道右侧，单独定位通道与各微流控通道平行。

2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流控通道采用中间窄两边宽的结构，中间窄的部分为荧光观测位置。

3.根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述单独定位通道的宽度为微流控通道的荧光观测位置宽度的1.3～2倍。

4.一种降低微流控芯片相邻通道互扰的方法，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的降低微流控芯片相邻通道互扰的方法，其特征在于，s1中，所述单独定位通与微流控芯片的各微流控通道平行，单独定位通道的宽度为微流控通道的荧光观测位置宽度的1.5倍。

6.根据权利要求5所述的降低微流控芯片相邻通道互扰的方法，其特征在于， s2中，所述光学探测电路包括光电转换模块及其连接的高速模数转换采集电路，光电转换模块与激光源分别位于微流控芯片相对的两侧，激光经过微流控芯片发生衍射，光电转换模块采集衍射光强。

7.根据权利要求6所述的降低微流控芯片相邻通道互扰的方法，其特征在于，s3中控制激光源的移动的方法包括：

8.根据权利要求7所述的降低微流控芯片相邻通道互扰的方法，其特征在于，s3-3中，光电转换数据包括荧光强度的波形宽度和幅值。

技术总结
本发明公开了一种微流控芯片及降低微流控芯片相邻通道互扰的方法，微流控芯片包括若干微流控通道和一个单独定位通道；单独定位通道位于若干微流控通道右侧，单独定位通道与各微流控通道平行。本发明优化微流控芯片结构，在微流控芯片上设置与各微流控通道平行的单独定位通道，用于判断激光源在微流控芯片上的聚焦光斑大小；搭建光学探测电路，探测激光经过微流控芯片发生的衍射光强；搭建自动载物控制平台，控制激光源的移动，进而控制在微流控芯片上的聚焦光斑大小和位置。本发明通过调节激光光斑在通道上的大小，减小激光对相邻通道的散射光强，达到抑制相邻通道干扰的目的。

技术研发人员：陈谦,张路,赵俊岭,刘泓,刘弘扬
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：
技术公布日：2024/1/13