(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211165990.5 (22)申请日 2022.09.23 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115232731 A (43)申请公布日 2022.10.25 (73)专利权人 季华实验室 地址 528200 广东省佛山市南海区桂城街 道环岛南路28号 (72)发明人 张颖　罗刚银　王进贤　刘亮　 (74)专利代理 机构 佛山市海融科创知识产权代 理事务所(普通 合伙) 44377 专利代理师 莫荣津 (51)Int.Cl. C12M 1/34(2006.01) C12M 1/24(2006.01)C12M 1/00(2006.01) (56)对比文件 CN 1075972 21 A,2018.01.19 CN 110653015 A,2020.01.07 CN 114672412 A,202 2.06.28 CN 112625867 A,2021.04.09 CN 207981204 U,2018.10.19 US 20213 62159 A1,2021.1 1.25 CN 111841672 A,2020.10.3 0 CN 216688127 U,202 2.06.07 US 2020023324 A1,2020.01.23 CN 109370876 A,2019.02.2 2 审查员 吕凌威 (54)发明名称 一种高通 量阶梯式数字PCR芯片 (57)摘要 本发明公开了一种高通量阶梯式数字PCR芯 片， 属于数字PCR芯片领域， 包括 芯片本体和收集 管， 芯片本体内设置有蓄油池和通往蓄油池底部 的水相通道， 水相通道的末端为一矩形生成口， 生成口开设于蓄油池的侧壁并以蓄油池的侧壁 作为生成阶梯， 生成阶梯高度大于五十倍生成口 高度， 生成口宽高比大于3， 蓄油池溢流连通至收 集管， 该芯片通过生成口的规格控制微滴大小， 可大大提升生成口生成微滴的临界流速， 加快微 滴生成速度， 更易实现更大的流量控制， 同时流 速的波动对微滴生成的影响不明显， 此外， 往蓄 油池中继续补充油相可驱使微滴同时溢流到收 集管， 有利于实现高通量检测， 并减少微滴 贴壁， 使检测结果更加准确。 权利要求书2页 说明书8页 附图6页 CN 115232731 B 2022.12.27 CN 115232731 B 1.一种高通量阶梯式数字PCR芯片， 包括芯片本体和收集管 （5） ， 所述芯片本体内设置 有蓄油池 （25） 和通往 所述蓄油池 （25） 底部的水相通道 （21） ， 所述水相通道 （21） 的末端为一 矩形生成口 （22） ， 其特征在于， 所述生成口 （22） 开设于所述蓄油池 （25） 的侧壁并以所述蓄 油池 （25） 的侧壁作为生成阶梯， 所述生成阶梯高度大于五十倍所述生成口 （22） 高度， 所述 生成口 （22） 宽高比大于3， 所述蓄油池 （25） 溢流连通至所述收集管 （5） ， 所述蓄油池 （25） 以 其底壁向上补充油； 所述芯片本体从上往下包括顶盖 （1） 、 生成层 （2） 、 覆盖层 （3） 和共油层 （4） ， 所述顶盖 （1） 的顶面设置有连通至所述蓄油池 （25） 底壁的进油口 （13） 、 连接所述水相 通道 （21） 的水相入口 （11） 以及位于所述收集管 （5） 正上方的吸出口 （16） ； 所述生成层 （2） 上 设置有所述蓄油池 （25） 、 吸出通过孔 （26） 和所述水相通道 （21） ， 所述吸出通过孔 （26） 的上 端与所述吸出口 （16） 的下端连接， 所述吸出通过孔 （26） 的下端与所述收集管 （5） 的上端连 接； 所述顶盖 （1） 的底面设置有溢流槽 （14） ， 所述溢流槽 （14） 的一端与所述蓄油池 （25） 连 接， 另一端连通至所述 收集管 （5） ； 所述生成层 （2） 上设置有与所述进油口 （13） 连接的第一 油相通过孔 （23） ， 所述覆盖层 （3） 上设置有竖直连通至所述蓄油池 （25） 的上行孔 （35） 以及 与所述第一油相通过孔 （23） 连接的第二油相通过孔 （33） ； 所述共油层 （4） 的顶面设置有呈 树状分支的油相分流槽 （4 1） ， 所述油相分流槽 （41） 的起点位于所述第二油相通过孔 （33） 的 正下方， 每个分支的末端位于所述上 行孔 （35） 的正下 方。 2.根据权利 要求1所述的高通量阶梯式数字PCR芯片， 其特征在于， 所述收集管 （5） 的内 壁设置有从上边缘延伸至管底的导流槽 （58） ， 所述生 成层 （2） 上设置有导流孔 （2 4） ， 所述导 流孔 （24） 的上端与所述溢流槽 （14） 连接， 下端与所述 导流槽 （58） 连接 。 3.根据权利要求1所述的高通量阶梯式数字PCR芯片， 其特征在于， 多个所述吸出口 （16） 成排地分布在所述顶盖 （1） 上， 多个所述水相入口 （11） 成排地分布在所述顶盖 （1） 上， 成排的所述吸出口 （16） 和成排的所述水相入口 （11） 之间设置有上进刀凹槽 （19） ， 所述上进 刀凹槽 （19） 与所述溢流槽 （14） 互相隔绝且在竖直投影面上相交。 4.根据权利 要求3所述的高通量阶梯式数字PCR芯片， 其特征在于， 所述生成层 （2） 的底 部设置有与所述上进刀凹槽 （19） 对齐的下进刀凹槽 （2 9） 。 5.根据权利 要求1所述的高通量阶梯式数字PCR芯片， 其特征在于， 多个所述收集管 （5） 通过连接板 （51） 连成一排， 所述连接板 （51） 的厚度大于所述覆盖层 （3） 的厚度， 所述覆盖层 （3） 和所述共油层 （4） 上均设置有与所述连接 板 （51） 相抵的凸点 （34） 。 6.根据权利要求1所述的高通量阶梯式数字PCR芯片， 其特征在于， 所述水相通道 （21） 按液体流向依次分为漏斗凹坑 （211） 、 竖直孔 （212） 和呈树状 分支的水平槽 （213） ， 所述水平 槽 （213） 每个树状 分支的末端与所述覆盖层 （3） 的顶 面围合成所述生 成口 （22） ， 所述竖直孔 （212） 的上端与所述漏斗凹坑 （211） 的底部连接， 所述覆盖层 （3） 的顶 面与所述水平槽 （213） 相夹构成流道。 7.根据权利要求1所述的高通量阶梯式数字PCR芯片， 其特征在于， 所述生成口 （22） 的 高度为15 μm ‑45 μm， 宽度为10 0 μm‑200 μm。 8.根据权利要求1所述的高通量阶梯式数字PCR芯片， 其特征在于， 所述芯片本体的材 质为聚碳 酸酯、 聚丙烯或环 烯烃共聚物。 9.根据权利要求1所述的高通量阶梯式数字PCR芯片， 其特征在于， 所述水相通道 （21） 经过疏水 处理， 所述疏水 处理的步骤为： 混合氟化油和硅油制备疏水剂， 使硅油在所述疏水权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115232731 B 2剂中的浓度为1.5% ‑4%； 使所述水相通道 （21） 充满 所述疏水剂； 使所述水相通道 （21） 加热达 到120℃保持48小时后排清所述疏 水剂。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115232731 B 3