一种数字pcr分析仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及分子生物学检测领域，更具体地，涉及一种数字PCR分析仪。
【背景技术】
[0002]数字PCRS卩Digital PCR(dPCR)，它是一种核酸分子绝对定量测试技术。与传统定量PCR(qPCR)技术不同，数字PCR采用绝对定量的方式，不依赖于标准曲线和参照样本，直接检测目标序列的拷贝数。由于dPCR具有比qPCR更出色的灵敏度和特异性以及精确性，dPCR技术得到了迅速的发展，这项技术在极微量核酸样本检测、复杂背景下稀有突变检测和表达量微小差异鉴定方面变现出的优势已得到了普遍的认可，而其在基因表达研究、microRNA研究、基因组拷贝数鉴定、癌症标志物稀有突变检测、致病微生物鉴定、转基因成分鉴定、NGS测序文库精确定量和结果验证等诸多方面具有广阔的应用前景。
[0003]目前市场上常见的数字PCR仪主要采用针对微滴的微弱荧光检测技术和针对核酸微反应过程中的PH值变化的半导体芯片技术。微滴技术是在传统的PCR扩增前对样品进行微滴化处理，即将含有核酸分子的反应体系分成成千上万个纳升级的微滴，其中每个微滴或不含待检核酸靶分子，或者含有一个至数个待检核酸靶分子。经PCR扩增后，逐个对每个微滴进行检测。这种方法的优势在于反应数量及检测深度相对较大，但其缺点也很突出即检测速度非常慢，一个反应的检测时间往往是几个小时，而出于保护微滴膜考虑，反应时温度变化的速度也要受限。半导体芯片技术主要是采用当前分析化学热门研究领域的微流控方法，将核酸溶液分散至芯片的微反应器中进行反应，并进行检测。其优点在于反应及检测迅速，与普通荧光定量PCR检测时间相仿。但是由于芯片工艺的限制其反应数量与微滴技术相比有一定的劣势。
[0004]如图1所示，基于荧光检测的数字PCR分析仪包括样品模块、光学模块和探测器模块三大部分。其光学系统一般采用反射式，光源发出的激发光经过反射聚焦后照射在含有染料的核酸分子上，随后激发核酸分子的荧光经反射、滤波后进入CCD或者CMOS探测器模块，荧光的光强信息被记录下来并被处理。这样的系统通常需要复杂的光学系统，因此系统体积庞大，造价昂贵。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型为克服上述现有技术所述的体积庞大，造价昂贵的缺陷，提供一种体积小、成本低的数字PCR分析仪。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下:
[0007]一种数字PCR分析仪，包括控制和信息处理模块以及分别与其电连接的光源、微孔样品阵列和双栅极光电薄膜晶体管阵列，所述微孔样品阵列设置于光源和双栅极光电薄膜晶体管阵列之间，所述微孔样品阵列包括多个微孔样品室，所述双栅极光电薄膜晶体管阵列包括多个双栅极光电薄膜晶体管，所述微孔样品室与双栅极光电薄膜晶体管在垂直方向上——对应。
[0008]在一种优选的方案中，所述光源、微孔样品阵列和双栅极光电薄膜晶体管阵列从上到下排列，所述双栅极光电薄膜晶体管包括玻璃基板、暗栅极、底部介电层、沟道层、源极、漏极、顶部介电层、光栅极和滤波层，暗栅极设置于玻璃基板上，底部介电层设置于玻璃基板上且覆盖暗栅极，沟道层设置于底部介电层上，源极和漏极设置于沟道层上，顶部介电层设置于半导体沟道层上且覆盖源极和漏极，透明且导电的光栅极设置于顶部介电层上；滤波层设置于顶部介电层上且覆盖光栅极，或者滤波层设置于光栅极上方。
[0009]在一种优选的方案中，所述光源、微孔样品阵列和双栅极光电薄膜晶体管阵列从下到上排列，所述双栅极光电薄膜晶体管包括玻璃基板、暗栅极、底部介电层、沟道层、源极、漏极、顶部介电层、光栅极和滤波层，暗栅极设置于玻璃基板下，底部介电层设置于玻璃基板下且覆盖暗栅极，沟道层设置于底部介电层下，源极和漏极设置于沟道层下，顶部介电层设置于半导体沟道层下且覆盖源极和漏极，透明且导电的光栅极设置于顶部介电层下；滤波层设置于顶部介电层下且覆盖光栅极，或者滤波层设置于光栅极下方。
[0010]在一种优选的方案中，所述沟道层的材质为具有光电感应功能的非晶硅、有机半导体、多晶硅或氧化物。
[0011 ]在一种优选的方案中，所述光源为高亮度LED或OLED。
[0012]在一种优选的方案中，所述微孔样品室由透明材料制成，对荧光或激发光有一定的透过率。
[0013]在一种优选的方案中，所述微孔样品室的尺寸小于或等于双栅极光电薄膜晶体管，以降低光串扰。
[0014]在一种优选的方案中，所述微孔样品室为微流控制器件。
[0015]与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是:本实用新型提供一种数字PCR分析仪，包括控制和信息处理模块以及分别与其电连接的光源、微孔样品阵列和双栅极光电薄膜晶体管阵列，所述微孔样品阵列设置于光源和双栅极光电薄膜晶体管阵列之间，所述微孔样品阵列包括多个微孔样品室，所述双栅极光电薄膜晶体管阵列包括多个双栅极光电薄膜晶体管，所述微孔样品室与双栅极光电薄膜晶体管在垂直方向上一一对应。样品位于微孔样品室中，控制和信息处理模块控制光源对样品进行照射，样品中预先混合的并于特定生物大分子结合在一起的染料受激发，发出荧光，经过滤波以后，被与微孔样品室对应的双栅极光电薄膜晶体管感应并转化为电信号，经控制和信息处理模块处理即可得到的光强与每个样品的特定大分子的含量相对应，从而可以计算出生物大分子的浓度。本实用新型具有体积小、成本低的优点。
【附图说明】
[0016]图1为基于荧光检测的数字PCR分析仪示意图。
[0017]图2为本实用新型数字PCR分析仪的示意图。
[0018]图3为滤波层设置于顶部介电层上且覆盖光栅极时的双栅极光电薄膜晶体管示意图。
[0019]图4为滤波层设置于光栅极上方时的双栅极光电薄膜晶体管示意图。
[0020]图5为滤波层设置于顶部介电层下且覆盖光栅极时的双栅极光电薄膜晶体管示意图。[0021 ]图6为滤波层设置于光栅极下方时的双栅极光电薄膜晶体管示意图。
【具体实施方式】
[0022]附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
[0023]为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
[0024]对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0025]下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。
[0026]实施例1
[0027]如图2所示，一种数字PCR分析仪，包括控制和信息处理模块以及分别与其电连接的光源、微孔样