集成流体与温度控制的液滴型数字PCR微流控芯片设计与应用

摘要

数字聚合酶链式反应(dPCR)因高灵敏度、高准确度以及绝对定量的特点，成为分子生物学和临床诊断领域的重要工具，但仍面临集成度不高、样本使用量大及流体控制难等问题。设计了一种集成快速阀门系统和自动加热系统的液滴型dPCR微流控芯片，同时优化了该芯片的制备工艺。研究结果表明，该芯片能够高效、均匀地生成液滴，最大生成频率达5.132 kHz，液滴直径变异系数(CV)值仅为1.67%;形变阀可在0.1 s内快速实现流体通断;集成的片上循环加热系统可实现1.2℃/s的温度升降，温度误差在±0.6℃以内;改进PDMS配方还可有效防止流体蒸发;液滴识别算法准确率高达99.7%。

关键词

微流控芯片 / 微液滴 / 数字聚合酶链式反应 / 形变阀 / 集成化