技术领域 [0001] 本申请涉及一种一体式实时PCR芯片。 背景技术 [0002] 聚合酶链式反应 (PCR) 是生物学研究的一项重要技术,因为它可以用少量 DNA 检测疾病。 广泛应用于细菌、真菌、刑事侦查、病毒引起的传染病诊断等领域。 DNA检测过程需要四个步骤:DNA提取、DNA扩增、电泳和凝胶图像分析,一般来说,PCR是通过几个过程对DNA进行扩增并分析结果。 [0003] 这个过程非常耗时,并且样品可能会通过几个被动 DNA 检测步骤受到污染。 已开发出实时 PCR 来克服这些缺点。 Real-time PCR 可以实时检测核酸扩增产物的数量,分析结果的时间比传统方法更短,并且由于没有打开监测反应等手动步骤,因此可以最大限度地减少污染的可能性。需要转移到检测设备。 因此,正在进行许多关于实时 PCR 的研究,并且正在销售各种设备。 [0004] 正在开发芯片实验室 ​​(LOC) 以使生化过程更便宜、更简单。 LOC 被称为能够处理少量样品的技术。 因此,应该可以降低生产成本并加工少量样品。 由于这些需求,微流控通道的开发变得更加活跃。 因此,已经开发了使用各种材料的通道,并且使用容易获得的柔性材料和易于制造的胶带的实验正在增加。 这种胶带已经有多种颜色和厚度可供选择,比 PDMS 或 PMMA 更容易制造。 [0005] 检测PCR芯片的各种荧光的方法一般包括使用光电二极管和透镜的方法以及使用包括CCD或CMOS传感器的相机的方法。 实时PCR系统有一个包含用于合成DNA的样品的腔室,实验在PCR扩增过程中在约95度的高温下进行。 因此,样品中会产生气泡,并且可能难以准确测量荧光亮度。 [0006] 由于实时 PCR 实验通过荧光亮度值评估分析和性能,因此如果在荧光亮度分析过程中通道中产生气泡,则可能难以准确测量。 如果在测量荧光亮度时通道中产生气泡,则气泡及其周围会变暗。 此外,如果按照协议顺序在正确温度下扩增的试剂因气泡而脱离加热模式,扩增效率会大大降低。 [0007] 此外,如上所述,使用常规胶带制造的实时PCR芯片具有容易获得和易于制造的优点。 然而,通过堆叠数条胶带的制造方法在生产过程中可能会出现各种缺点。 必须处理不同形状的胶带,并且当原材料缺货或供应中断时会发生中断。 最致命的缺点是在95度高温下进行PCR扩增时,相互贴合的胶带发生变形,相互贴合的胶带的粘附性变差,导致样本漏入处理制成的腔室中。 tapes, resulting in normal experiments. 发生了一个问题,使这不可能。 [0008] 此外,为了在 PCR 扩增过程中保持恒温或防止样品逸出,必须封闭每个用于注入和抽取样品的孔。 为此,正在使用几种方法。 一般情况下,使用管型来盛装样品,并附上一体式盖子,但使用芯片型的情况并不多,因此需要进行大量研究。 [0009] 本申请的背景技术公开于韩国专利公开第10-2015-0094842号。 要解决的挑战 [0010] 本发明是为了解决现有技术的上述问题,通过在PCR实验中使用包括腔室的外壳来防止样品泄漏,最大限度地减少胶带的使用,并通过简单的耦合一体地提供。结构本发明的目的在于提供一种一体化的实时荧光定量PCR芯片。 [0011] 另外,在PCR芯片外壳做进样口和出样口后,加上一体式盖板,改变腔体和通道的形状,将高温产生的气泡收集在气穴中,大大提高了扩增效率和提供稳定的实验结果本发明的目的在于提供一种一体化的实时荧光定量PCR芯片。 [0012] 但是,本申请实施例要解决的技术问题并不限于上述技术问题,还可能存在其他技术问题。 解决问题的手段 [0013] 作为解决上述技术问题的技术手段,一种集成实时PCR芯片,包括用于容纳样本的第一基板; 第二基板,用于加热样品; 第三基板设置在第一基板和第二基板之间,其中第一基板可以包括容纳样品的腔室和设置成允许样品流入腔室的通道部分。 [0014] 此外,腔室包括形成为宽度朝向下方方向增加的形状的气穴和从气穴的另一端朝向另一侧延伸但具有比气穴的横截面积大的横截面积的放大单元。通道单元可以包括向上和向下延伸以从上侧引入样品的第一通道,以及从第一通道的下侧向上弯曲并延伸到放大单元的下侧的第二通道。 [0015] 另外,通道单元可以包括用于注入样本的入口和用于排出样本的出口,并且集成实时PCR芯片还可以包括设置为阻塞入口和出口的集成盖。 [0016] 另外,样品可以通过入口和第一通道引入,并可以在PCR完成后通过气穴的顶部排出。 [0017] 另外,集成的实时PCR芯片可以在垂直状态下进行PCR。 [0018] 此外,第二基板可以包括用于加热样品的加热器; 并且它可以包括用于测量样品温度的温度测量单元。 [0019] 此外,第三基板可以设置为介于第一基板和第二基板之间的粘合构件,使得第一基板和第二基板彼此附接。 [0020] 此外,集成实时PCR芯片还可以包括容纳第一至第三基板的第四基板,并且第四基板可以设置为外壳。 [0021] 另外,第一基板和第四基板可以相互耦合,集成实时PCR芯片可以一体设置。 [0022] 上述解决问题的手段仅为示例,不应理解为对本发明的限制。 除了上述示例性实施例之外,附加实施例可以存在于本发明的附图和详细描述中。 发明效果 [0023] 根据本申请的上述问题解决手段,本申请实施例提供的集成式实时PCR芯片包括第一基板和第四基板,第一基板和第四基板相互耦合设置,使得样本突发或由于高温而泄漏 通过防止这种情况,可以进行更安全、更准确的实验。 [0024] 另外,根据本申请的上述问题解决方案,第一基板包括腔室和用于容纳样品的通道部分,从而省去了将胶带冲压或切割成微流体通道形状的制造步骤。在PCR扩增实验中,制作简单,成本低廉。 [0025]此外,根据本申请的上述问题解决方案,通过包括形成为宽度随着第一基板的腔室向下而增加的形状的气穴,PCR期间产生的气泡被收集在可以有效地容纳单独的空间和样品,并且可以防止在样品分析期间由于气泡导致通道内部亮度降低。 [0026] 另外,根据本申请的上述问题解决方案,通过在第一基板上设置一体式盖板来封闭入口和出口,增加了实验者在进行PCR扩增实验时的便利性,并保持了温度的稳定。检测核酸扩增,可以做。 [0027] 然而,此处可获得的效果不限于上述效果,并且可以存在其他效果。 附图简要说明 [0028] 附图说明图1为本申请实施例的集成式实时荧光定量PCR芯片的立体分解示意图。 图2为本申请实施例的集成型实时荧光定量PCR芯片的结构示意图(透视图)。 图3为本发明实施例的集成实时荧光定量PCR芯片的第一基板示意图。 图4是用于说明本发明的一个实施方式的集成型实时PCR芯片的第一基板的腔室和通道部的示意图。 图5是说明根据本申请实施例的集成实时PCR芯片的示意图。 图6是用于解释根据本申请的实施例的集成实时PCR芯片的示意配置图。 图7是用于说明性地说明根据本申请的实施例的集成实时PCR芯片的实施例的分解配置图。 图8是用于说明根据本公开实施例的集成实时PCR芯片的实施例的组装完成图。 图9为本申请实施例的集成实时PCR芯片PCR扩增实验结果示意图。 图10为本发明实施例集成实时PCR芯片PCR扩增前后荧光亮度变化照片示意图。 实施发明的具体细节 [0029] 下面,将结合附图对本申请的实施例进行详细描述,以使本领域的技术人员能够容易地实施。 然而,本公开可以以许多不同的形式来实施并且不限于这里描述的实施例。 并且为了在附图中清楚地描述本申请,省略了与描述无关的部分,并且在整个说明书中相似的附图标记表示相似的部分。 [0030] 在整个说明书中,当一个部分被称为“连接”到另一个部分时,这不仅包括“直接连接”的情况,还包括与介于两者之间的另一个元件“电连接”的情况。 [0031] 在整个本说明书中,当一个构件被称为在另一个构件“之上”、“上方”、“之上”、“下方”、“下方”或“下方”时,这意味着该构件位于与另一个成员的关系。这不仅包括联系的情况,还包括两个成员之间的另一个成员的情况。 [0032] 在整个本说明书中,当一个部件“包括”某个组件时,除非另有说明,否则意味着它还可以包括其他组件而不排除其他组件。 [0033] 本申请涉及对聚合酶链式反应芯片(以下简称“PCR芯片”)中设置有气穴的通道进行功能改造,以去除PCR扩增过程中因高温产生的气泡。 在实验过程中,样品不会流动,当样品被包含在一端带有气穴的通道中时,放大就会继续进行。 通过将通道中的气泡单独收集到包含样品的气穴的上部,可以进行准确的荧光测量。 [0034] 下面,将描述根据本申请实施例的集成实时PCR芯片(以下称为“该PCR芯片”)。 [0035] 附图说明图1为本申请实施例的集成型实时PCR芯片的立体分解示意图,图2为本申请实施例的集成型实时PCR芯片的结构示意图(透视图)。本申请,图1是本发明一个实施例的集成实时PCR芯片的第一基板示意图。 图4是用于说明本发明的一个实施方式的集成型实时PCR芯片的第一基板的腔室和通道部的示意图。 [0036] 例如,根据本申请的一个实施例,PCR芯片1具有四层结构,由印刷电路板(PCB)、塑料盖板、塑料外壳和连接外壳的透明双面胶组成。和印刷电路板。 PCB(Printed Circuit Board)是PCR芯片的基础材料。 印刷电路板 (PCB) 可以包括可以加热的加热器图案和连接到底部的热敏电阻。 使用PCB和塑料盖制作此PCR芯片(1)后,即可进行PCR检测和凝胶电泳检测。 [0037] LED 可用作测量荧光量的照明。 当使用有光泽的绿色 PCB 时,整体信噪比会降低,因为 PCB 反射光并在测量和分析荧光亮度的过程中充当噪声。 因此,通过将之前的亮光绿色PCB换成哑光黑色PCB,并在通道部分下方的加热图案部分印刷白丝图例,可以轻松区分PCR过程中实时变化的荧光亮度。 [0038] 另外,本申请的PCR可以通过将PCR芯片1竖直放置来进行。 PCR通过将PCR芯片1竖直放置来进行,通过设置用于收集气泡的单独空间(气穴11a),加热的热空气向上聚集并且可以更有效地测量荧光亮度。 [0039] 另外,PCR芯片1为一体式,可以防止样品因高温爆裂或漏液,进行更安全、更准确的实验。 [0040] 参见图1和图2,PCR芯片1包括第一基板10、第二基板20和第三基板30。 [0041] 参照图1和图3,可以提供第一基板10以容纳样品。 例如,样本可以是合成DNA的液体样本。 [0042] 例如,第一基板10(外壳)由塑胶材料制成,并可以涂有哑光黑色涂层以阻挡光反射。 此外,例如,第一基板10可以由透明材料制成,用于相对于设置有稍后描述的腔室11的部分进行光透射和检测。 例如,透明材料可以是透射光的任何材料,并且可以使用玻璃或合成树脂。 例如,合成树脂可以包括透明硅树脂、透明聚氨酯、透明PVC、透明聚丙烯、透明聚碳酸酯及其混合物。 [0043] 此外,第一基板10可以设置为覆盖膜。 覆盖膜可以包括聚碳酸酯。 例如,第一基板10可以是厚度为500μm的聚碳酸酯薄膜。 由于第一基板10由厚度为500μm的聚碳酸酯膜形成,因此可以防止覆盖膜在PCR期间的高温条件下膨胀。 由于第一基板10由聚碳酸酯制成,因此可以最小化对薄膜表面的损坏并且可以提高薄膜的耐久性。 另外,由于第一基板10由聚碳酸酯薄膜制成,因此在荧光检测时可以清楚地观察到亮度变化。 [0044]此外,第一基板10可以容纳用于合成DNA以执行PCR的样本。 例如,第一基板10可以是微流体通道。 例如,第一基板10可以通过层压包括塑料材料、覆盖膜、透明材料、硅材料和干膜抗蚀剂(DFR)中的至少一种而形成,但不限于此。 . 由于与硅相比,DFR 的导热率非常低,因此它可以在保持容纳在第一基板 10 中的样品方面表现出优异的性能。 作为另一示例,对于硅材料,可以通过使用掩模图案的蚀刻工艺在第二基板20内部形成用于容纳样品的空间。 对于DFR,可以使用曝光工艺和显影工艺形成用于容纳样品的空间。 第一基板10可以接收从样品入口(入口13a)引入的样品并进行聚合酶链式反应(以下称为PCR)。 [0045] 另一方面,当进行PCR时,在约95度的高温部分产生的气泡位于通道的中间,因此存在气泡部分的阴影可能降低整体亮度的问题在图像的荧光分析过程中。 此外,存在由于气泡将容纳在通道内的样品推到外部而可能损失大量样品的问题。 [0046] 相应地,在本申请中,第一基板10可以包括用于注入样品的空间、用于容纳样品的空间和用于收集高温气泡的空间。 换句话说,第一基板10可以具有气穴11a,当通过垂直竖立PCR芯片1来执行PCR时,可以在气穴11a的顶部收集高温气泡。 为了解决在测量荧光亮度时由于高温而产生气泡的问题,第一基板10可以通过在现有通道中制造锥形空间来包括改进的U形微流通道。 此外,第一基板10可以由环氧树脂成分制成。 [0047] 参照图1、图3和图4,第一基板10可以包括腔室11和通道单元12。 第一基板10的腔室11可以容纳样品,并且腔室11可以包括气穴11a和放大单元11b。 [0048] 气穴(11a)也可以形成为朝向下方宽度变大的形状。 例如,气穴11a可以形成为圆锥形。 此外,例如,气穴(11a)的宽度可以大于通道部分(12)的宽度。 大体积的气穴11a可以充分收集在PCR期间产生的大量空气。 与下部相比,气穴(11a)的上部可以形成为具有相对窄的宽度。 另外,气穴11a也可以是为了在将PCR芯片1立起进行PCR时将高温的气泡聚集在第1基板10(流路)的上部而设置的区域。 通过在第1基板10的内部设置气穴11a,将PCR时产生的气泡收集到单独的空间,从根本上防止第1基板10(流路)内的试样因气泡而流失。 ,可以有效地容纳样品。 另外,当通过具有气穴11a的PCR系统进行荧光检测测试时,可以确认核酸扩增的成功和荧光亮度的变化是否稳定,缩短实验时间,并进行PCR噪音低。有。 [0049] 另外,参照图3和图4,放大单元11b从气穴11a的另一端向另一侧延伸,并且可以形成为具有比气穴11a的横截面积大的横截面积。 例如,放大部11b可以指包含从流路部12供给的试剂的区域。 此外,扩增单元11b可以是在执行PCR的过程中被拍照以比较荧光亮度的区域。 说明性地,参见图3,放大器11b可以指包含试剂的空间。 放大部11b将照射光的反射光计算为电压,检测放大部11b内的试样的荧光亮度,确认DNA的放大。 [0050] 可以提供通道单元12以允许样本流入腔室11中。 例如,流路部12可以是将试剂(试样)填充到扩增部11b中的流路。 通道单元12可包括沿上下方向延伸的第一通道12a,以便从上侧引入样品。 此外,通道单元12可包括第二通道12b,第二通道12b从第一通道12a的下部向上弯曲并延伸至放大器11b的下部。 通道单元12可包括用于注入样品的入口13a和用于排放样品的出口13b。 例如,样品可以从入口13a引入(注入),第一通道12a的上端可以接收从入口13a注入的样品,第二通道12b可以设置有第一通道(它可以用作作为通道,样品沿着12a)移动可以移动到放大单元11b中。 此外,PCR完成后,可排放至气穴(11a)顶部。 例如,出口13b可以形成在气穴11a的顶部。 在大多数PCR实验中,通道部分12中不产生气泡,即使产生气泡,它们也会在扩增过程中消失或移动到腔室中。 [0051] 示例性地,参见图4,样品通过第一通道12a和放大器11b的内部沿着第一通道12a和第二通道12b的曲面通过毛细管作用被供给,样品被填充,并且空气PCR过程中产生的气泡被立即排放到气穴11a中,因此可以从根本上防止气泡在扩增单元11b中的影子。 [0052] 另外,通过在第1基板10中设置气穴11a,将PCR时产生的气泡收集到单独的空间,从根本上防止气泡引起的扩增部11b中的样本损失。由此,样本能够被高效接收。 [0053] 参见图1,PCR芯片1可以包括一体式盖体50,其设置为封闭入口13a和出口13b。 例如,一体盖50可以由硅材料制成,以堵住通道单元12的入口13a和出口13b的孔,用于注入和收集液体样品。 [0054] 图5是用于说明根据本申请的实施例的集成型实时PCR芯片的示意图,图6是用于说明根据本申请的实施例的集成型实时PCR芯片的示意配置图。 [0055] 同时,PCR芯片1的第二基板20可以加热样本。 例如,第二基板20可以设置为PCB基板。 例如,第二基板20可以设置为亚光黑色PCB基板。 此外,例如,第二基板20可以形成为0.2T-200μm的厚度。 通过为第二基板20提供哑光黑色PCB,可以最小化PCB的反射率并防止反射光充当噪声,从而降低噪声产生与总信号的比率。 [0056] 参照图5和图6,第二基板20可以包括用于加热样品的加热器21和用于测量样品温度的温度测量单元。 加热器21可以加热样品。 加热器21可以加热扩增单元11b中提供的样品以进行PCR反应。 例如,加热器21可以是热板。 热板由铂(Pt)、银(Ag)等构成,或通过溅射镀覆铂(Pt)、银(Ag)、钛(Titanium,Ti)等导电材料而成。可。 [0057] 此外,温度测量单元可以是热电偶。 温度测量单元可以设置为细热耦合线以测量第一通道10的扩增单元11b内的试剂的温度。 测温单元可以测量样品和芯片的温度,将测得的样品内部温度与芯片温度进行比较,修正样品内部温度以达到芯片的目标温度。 例如,可以基于由温度测量单元测量的温度来控制加热器21的驱动。 [0058]此外,第二基板20可以包括加热器图案。 加热器图案可以是提供用于加热的区域。 加热器图案可以形成在与包括在第一基板10中的放大器11b的区域对应的区域中。 示例性地,通过在第一基板10的下端的加热图案部分提供印有注释图例的加热图案,可以容易地区分在执行PCR过程时实时变化的荧光亮度。 然而,不限于此,加热器图案可以通过印刷白色丝绸图例来提供。 [0059] 此外,例如,参照图5和图6,可以提供第二基板20以实现与用于控制加热器21和温度测量单元的控制单元的连接。 因此,控制单元可以控制加热器21加热放大单元11b内的样本或者确定通过温度测量单元测量的温度。 [0060] 图7是示例性说明根据本申请实施例的集成实时PCR芯片的实施例的分解结构图,图8是根据本申请实施例的集成实时PCR芯片的实施例的示例。本申请的一个实施例,组装完成度说明。 [0061] 参照图1和图7,第三基板30可以设置在第一基板10和第二基板20之间。 第三基板30可以设置为插入在第一基板10和第二基板20之间的粘合构件,使得第一基板10和第二基板20彼此附接。 例如,第三基板30可以设置有包括用于生物实验的胶带的粘合部件,或者更具体地,可以设置有透明双面胶带。 [0062] 此外,参照图1、图7和图8,PCR芯片1可以包括第四基板40。 第四基板40可以容纳第一基板10至第三基板30并且可以被设置为外壳。 例如,第四基板40的材质为塑胶材料,可以镀上哑光黑色涂层以阻挡光的反射。 [0063] 参照图1、2和8,第一基板10和第四基板40可以彼此结合,因此,PCR芯片1可以一体地提供。 例如,第一基板10和第四基板40可以使用挂钩方法结合(耦合)。 [0064] 在该PCR芯片(1)中,扩增部分(11b)和通道部分(12)贴附在由塑料制成的第一基板(10,外壳)上,而不是现有的制造和贴附扩增部分和通道的方法部分使用胶带。通过包括它,它可以通过消除在 PCR 扩增实验期间将胶带打孔或切割成微流体通道形状的制造步骤而更简单和更便宜地制造。 [0065] 另外,该PCR芯片1不同于传统的采用多条胶带的粘附方式,第一基板10和第四基板(40)采用挂钩的方式,可以防止液体样本爆裂或泄漏由于高温。 [0066] 此外,本发明的PCR芯片1在第一基板10上包括一体式盖板50,盖住入口13a和出口13b,以增加实验者的便利性,并稳定PCR扩增实验过程中的温度。可以检测酸。 [0067] 图9为本发明实施例集成实时PCR芯片PCR扩增检测结果示意图,图10为本发明实施例集成实时PCR芯片PCR扩增前后荧光亮度变化图。为本申请的一个实施例,是图片的示意图。 [0068] 说明性地,通过使用名为 IMAGE J 的程序量化实验数据(荧光照片)的亮度,可以通过 Excel 程序将 PCR 扩增实验的结果转换为图表。 例如,参考图9,使用本PCR芯片1进行的PCR扩增实验的结果在所有实验中都可以显示出稳定的结果。 [0069] 另外,参考图10,可以确认在使用本发明的PCR芯片(1)进行PCR扩增实验期间,微流通道中几乎没有气泡。 [0070] 根据本申请的另一个实施例,PCR芯片1可以由PCR芯片控制系统控制。 PCR芯片控制系统主要负责两类功能:生化功能和用户界面功能。 生化功能可以驱动PCR协议,根据PCR协议中设置的温度控制芯片的温度。 此外,该PCR芯片1可以通过PCR协议来控制。 PCR 协​​议可以预先设置为在指定的温度下运行指定的时间段。 PCR芯片1的加热和冷却可以设计成利用热敏电阻进行温度感应,通过加热器和风扇进行加热和冷却。 PCR协议可以通过一系列操作来控制PCR芯片1,指示系统在一定时间内保持特定的温度。 驱动实时PCR系统中的加热器或风扇后,根据设定的温度对芯片进行加热或冷却,之后就可以确定要处理的工艺。 此外,PCR芯片控制系统可以包括用于用户的用户界面功能,除了处理温度控制过程的生化功能之外,还包括诸如文件管理和编辑的功能。 [0071] PCR芯片1的温度可以约10℃/s的速率升高或降低。 执行 PCR 协​​议的温度控制设置可以在 ±0.5 °C 的误差范围内设置。 此外,PCR协议可以执行比预设时间(例如,50ms)更短的处理以控制温度误差。 当工作被实时处理并被视为必须满足的功能划分标准时,PCR 协​​议(未显示)重复第二个协议步骤,即从 72°C 加热到 95°C,这样标准就是不违反 PCR 协​​议过程可以在主机 PC 上执行。 [0072] 本申请的上述描述是为了说明的目的,本领域的技术人员应当理解,在不改变本申请的技术精神或本质特征的情况下,可以很容易地将其修改为其他具体形式。 因此,上述实施例应被理解为在所有方面都是说明性的而不是限制性的。 例如,描述为单一类型的各个组件可以以分布式的方式实现,类似地,描述为分布式的组件可以以组合的方式实现。 [0073] 本申请的范围由所附权利要求而非上述详细说明所指示,所有从权利要求的含义和范围及其等同概念衍生的变更或修改均应被解释为包括在本申请的范围内. 代码说明 [0074] 1:一体化实时荧光定量PCR芯片 10:第一基板 11:腔室 11a:气穴 11b:放大单元 12:通道单元 12a:第一通道 12b:第二通道 13a: 入口 13b:出口 20:第二基板 21:加热器 30:第三基板 40:第四基板 50:整体盖