(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210653639.4 (22)申请日 2022.06.09 (71)申请人 中国科学院苏州生物医学工程 技术 研究所 地址 215163 江苏省苏州市高新区科灵路 88号 (72)发明人 张晓亮　罗刚银　王弼陡　吕鑫　 杨天航　王进贤　 (74)专利代理 机构 北京三聚阳光知识产权代理 有限公司 1 1250 专利代理师 林韵英 (51)Int.Cl. C12M 1/34(2006.01) C12M 1/00(2006.01) C12Q 1/686(2018.01)B01L 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于超声波液滴生成的PCR微流控芯片 及其应用 (57)摘要 本发明涉及一种基于超声波 液滴生成的PCR 微流控芯片及其应用， 属于生物检测技术领域。 本发明提供了一种PCR微流控芯片， 包括 “L”型主 片、 密封活塞和活塞驱动装置， “L”型主片的竖向 一侧内设有样品腔、 防溅井、 活塞腔和加样孔， 横 向一侧内设有平铺腔， 样品腔位于防溅井的下 方， 且样品腔靠近防溅井的一端与防溅井相连 通， 活塞腔位于防溅井的上方， 且活塞腔靠近防 溅井的一端与防溅井相连通， 加样孔靠近防溅井 的一端与防溅井和/或加样孔相连通， 平铺腔靠 近防溅井的一端与防溅井相连通， 密封活塞靠近 防溅井的一端经活塞腔插入防溅井， 活塞驱动装 置用于驱动密封活塞， 使 得密封活塞在活塞驱动 装置的驱动下， 封闭或打开防溅井与平铺腔的连 通处。 权利要求书2页 说明书9页 附图5页 CN 114958581 A 2022.08.30 CN 114958581 A 1.一种PCR微流控芯片， 其特征在于， 所述PCR微流控芯片包括 “L”型主片、 密封活塞和 活塞驱动装置； 所述 “L”型主片的竖向一侧内设有样品腔、 防溅井、 活塞腔和加样孔， 且 所述 “L”型主片的横向一侧内设有平铺腔； 所述样品腔位于防溅井的下方， 且所述样品腔 靠近防 溅井的一端与防溅井相连通； 所述活塞腔位于防溅井的上方， 且所述活塞腔靠近防溅井的 一端与防溅井相连通； 所述加样孔靠近防溅井的一端与防溅井和/或加样孔相连通； 所述平 铺腔靠近防溅井的一端与防溅井相连通； 所述密封活塞靠近防溅井的一端 经活塞腔插入防 溅井； 所述活塞驱动装置用于驱动密封活塞， 使得密封活塞在活塞驱动装置的驱动下， 封闭 或打开防溅井与平铺腔的连通处。 2.如权利 要求1所述的PCR微流控芯片， 其特征在于， 所述平铺腔在 “L”型主片内水平设 置， 或者， 所述平铺腔在 “L”型主片内倾 斜设置。 3.如权利 要求2所述的PCR微流控芯片， 其特征在于， 当平铺腔在 “L”型主片内倾斜设置 时， 所述平铺腔与水平面之间的垂直距离沿靠近防溅井的方向逐渐变大， 且所述平铺腔与 水平面形成的夹角为5～3 0°。 4.如权利要求1～3任一项所述的PCR微流控芯片， 其特征在于， 所述密封活塞靠近防溅 井的一端 套设有密封圈。 5.如权利要求1～4任一项所述的PCR微流控芯片， 其特征在于， 所述样品腔为圆台状； 所述样品腔的直径沿靠 近防溅井的方向逐渐 变大。 6.如权利要求1～5任一项所述的PCR微流控芯片， 其特征在于， 所述防溅井和活塞腔为 圆柱状。 7.一种PCR检测装置， 其特征在于， 所述PCR检测装置包括权利要求1～6任一项所述的 PCR微流控芯片和超声波发生装置； 所述超声波发生装置用于对样品腔内的样品发射声波， 使得样品在声 波的作用下 形成液滴。 8.如权利 要求7所述的PCR检测装置， 其特征在于， 所述PCR检测装置还包括旋转驱动装 置； 所述旋转驱动装置用于驱动 PCR微流控芯片 旋转， 使得液滴在离心力的作用下进入平铺 腔， 并逐渐依次向平铺腔外围移动。 9.一种PCR检测方法， 其特征在于， 所述方法使用权利 要求7或8所述的PCR检测装置， 包 括如下步骤： 油层预置步骤： 将PCR微流控芯片倒置， 并通过加样孔在防溅井内加入驱动油， 使得驱 动油进入平铺腔内； 微滴生成步骤： 油层预置步骤结束后， 封闭加样孔， 并倒置PCR微流控芯片； 倒置结束 后， 打开加样孔， 并通过加样孔在样品腔内加入样品； 加入结束后， 再次封闭加样孔， 并将 PCR微流控芯片的竖向一侧浸入超声耦合剂中； 浸入结束后， 打开超声波发生装置， 通过超 声耦合剂对样品腔 内的样品发射声波， 使得样品在声波的作用下形成液滴， 形成的液滴在 地心引力或离心力的作用下进入平铺腔； 扩增步骤： 微滴生成步骤结束后， 通过活塞驱动装置驱动密封活塞， 使得密封活塞在活 塞驱动装置的驱动下， 堵塞防溅井与平铺腔的连通处； 堵塞结束后， 使用扩增工装对PCR微 流控芯片进行温度循环， 实现PCR扩增； 检测步骤： 扩增步骤结束后， 使用光学检测工装对PCR微流控芯片进行读数， 实现PCR检 测。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114958581 A 210.权利要求1～6任一项所述的PCR微流控芯片或权利要求7或8所述的PCR检测装置或 权利要求9所述的PCR检测方法在PCR检测中的应用。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114958581 A 3