本發(fā)明屬于數(shù)字微流控芯片，尤其涉及一種用于高通量基因合成的電潤(rùn)濕芯片及其加樣卡盒。

背景技術(shù)：

1、介電潤(rùn)濕技術(shù)(electrowetting-on-dielectric，ewod)作為一種新型的微流體操縱技術(shù)，廣泛用于數(shù)字微流控(digital?microfluidics，dmf)系統(tǒng)，具有許多傳統(tǒng)微流控不具備優(yōu)勢(shì)，如無(wú)需外部泵、閥驅(qū)動(dòng)、液滴操控靈活、集成化程度高等，尤其是在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。基于ewod的生物芯片具有可編程的路徑規(guī)劃，可以在微升至納升范圍內(nèi)精準(zhǔn)操控微液滴進(jìn)行移動(dòng)、分裂、合并等，實(shí)現(xiàn)生化實(shí)驗(yàn)中多種生物試劑的移液、混合、分液等操作，簡(jiǎn)化操作流程、提高效率的同時(shí)降低試劑消耗量。同時(shí)，基于ewod芯片的數(shù)字微流控(dmf)系統(tǒng)具有體積小、集成度高的優(yōu)勢(shì)，易于和熱循環(huán)系統(tǒng)、熒光檢測(cè)模塊進(jìn)行集成，十分適用于基因合成及檢測(cè)。

2、在基因合成領(lǐng)域，目前市面上的主流基因合成方式依舊是固相柱式合成。相比于傳統(tǒng)基因合成方式，基于基因芯片的合成方法具有試劑消耗量小、合成成本低、合成通量高等優(yōu)勢(shì)。隨著數(shù)字微流控芯片的不斷發(fā)展，介電潤(rùn)濕技術(shù)在基因合成領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣。然而，目前用于基因合成的數(shù)字微流控芯片仍存在合成通量低、合成成本高、制造工藝復(fù)雜等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種用于高通量基因合成的電潤(rùn)濕芯片及其加樣卡盒，以解決上述問(wèn)題，達(dá)到提高合成精度、合成通量同時(shí)降低合成成本的目的。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：一種用于高通量基因合成的電潤(rùn)濕芯片，包括：

3、pcb基板，所述pcb基板內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電組件；

4、芯片襯底，所述芯片襯底設(shè)置在所述pcb基板的頂部，所述芯片襯底的頂部設(shè)置有若干電極層，若干所述電極層與所述導(dǎo)電組件電性連接；

5、介電層，所述介電層鋪設(shè)在若干所述電極層的上方。

6、優(yōu)選的，所述導(dǎo)電組件包括若干設(shè)置在所述pcb基板頂部的頂部金屬觸點(diǎn)和若干設(shè)置在所述pcb基板底部的底部金屬觸點(diǎn)，所述pcb基板內(nèi)設(shè)置有若干內(nèi)部金屬導(dǎo)線，若干所述頂部金屬觸點(diǎn)分別通過(guò)若干所述內(nèi)部金屬導(dǎo)線與若干所述底部金屬觸點(diǎn)電性連接，若干所述底部金屬觸點(diǎn)與外部驅(qū)動(dòng)和控制器電性連接，若干所述頂部金屬觸點(diǎn)分別與若干所述電極層電性連接。

7、優(yōu)選的，所述介電層遠(yuǎn)離所述電極層的一側(cè)設(shè)置有第一疏水層。

8、優(yōu)選的，若干所述電極層排布在所述芯片襯底的頂部，若干所述電極層分為路徑電極、進(jìn)樣區(qū)域電極、反應(yīng)區(qū)域電極、出樣區(qū)域電極和廢液區(qū)域電極。

9、一種用于高通量基因合成的電潤(rùn)濕芯片加樣卡盒，包括ito玻璃、加樣裝置和所述用于高通量基因合成的電潤(rùn)濕芯片，所述ito玻璃的底部通過(guò)流動(dòng)腔室與介電層固定連接，所述加樣裝置設(shè)置在所述ito玻璃的頂部，所述加樣裝置上設(shè)置有操作孔組，所述ito玻璃上開(kāi)設(shè)有若干出樣孔，所述操作孔組通過(guò)若干所述出樣孔與所述流動(dòng)腔室連通。

10、優(yōu)選的，所述操作孔組包括取樣孔、進(jìn)樣儲(chǔ)液槽、填充介質(zhì)加載槽和廢液槽，所述取樣孔位于所述出樣區(qū)域電極的上方，所述進(jìn)樣儲(chǔ)液槽位于所述進(jìn)樣區(qū)域電極的上方，所述廢液槽位于所述廢液區(qū)域電極的上方，所述填充介質(zhì)加載槽用于向所述流動(dòng)腔室中填充介質(zhì)。

11、優(yōu)選的，所述ito玻璃的底面為導(dǎo)電面，所述導(dǎo)電面設(shè)置有第二疏水層，所述第二疏水層與所述流動(dòng)腔室連通。

12、優(yōu)選的，所述ito玻璃的導(dǎo)電面還修飾有若干基因位點(diǎn)，若干所述基因位點(diǎn)位于所述反應(yīng)區(qū)域電極的上方。

13、優(yōu)選的，所述ito玻璃的底部邊部與所述芯片襯底的頂部邊部之間通過(guò)膠帶進(jìn)行連接，所述ito玻璃、芯片襯底和所述膠帶之間形成所述流動(dòng)腔室，所述第一疏水層與所述第二疏水層分別位于所述流動(dòng)腔室的底部和頂部。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：本發(fā)明通過(guò)提供的一種用于高通量基因合成的電潤(rùn)濕芯片及其加樣卡盒，可以提高基因合成的通量，提升合成效率，降低合成成本?；蚝铣傻脑牧蠟閛ligo?pools，可同時(shí)進(jìn)行任一通量數(shù)的基因合成工作，如同時(shí)進(jìn)行96通量的基因合成，相比于傳統(tǒng)合成方式提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，單堿基的合成價(jià)格遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)合成方式。將數(shù)字微流控芯片的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)在pcb基底上，并與mems工藝制備的芯片電極相結(jié)合，在不降低驅(qū)動(dòng)電極數(shù)量的同時(shí)，既保證了微電極的精度和平整度，又降低了加工成本和制造難度。

技術(shù)特征：

1.一種用于高通量基因合成的電潤(rùn)濕芯片，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高通量基因合成的電潤(rùn)濕芯片，其特征在于：所述導(dǎo)電組件包括若干設(shè)置在所述pcb基板頂部的頂部金屬觸點(diǎn)(7-a)和若干設(shè)置在所述pcb基板(1)底部的底部金屬觸點(diǎn)(7-b)，所述pcb基板(1)內(nèi)設(shè)置有若干內(nèi)部金屬導(dǎo)線(7-c)，若干所述頂部金屬觸點(diǎn)(7-a)分別通過(guò)若干所述內(nèi)部金屬導(dǎo)線(7-c)與若干所述底部金屬觸點(diǎn)(7-b)電性連接，若干所述底部金屬觸點(diǎn)(7-b)與外部驅(qū)動(dòng)和控制器電性連接，若干所述頂部金屬觸點(diǎn)(7-a)分別與若干所述電極層(4)電性連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于高通量基因合成的電潤(rùn)濕芯片，其特征在于：所述介電層(5)遠(yuǎn)離所述電極層(4)的一側(cè)設(shè)置有第一疏水層(6)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于高通量基因合成的電潤(rùn)濕芯片，其特征在于：若干所述電極層(4)排布在所述芯片襯底(2)的頂部，若干所述電極層(4)分為路徑電極(4-a)、進(jìn)樣區(qū)域電極(4-b)、反應(yīng)區(qū)域電極(4-c)、出樣區(qū)域電極(4-d)和廢液區(qū)域電極(4-e)。

5.一種用于高通量基因合成的電潤(rùn)濕芯片加樣卡盒，其特征在于，包括ito玻璃(10)、加樣裝置(12)和權(quán)利要求1-4所述的一種用于高通量基因合成的電潤(rùn)濕芯片，所述ito玻璃(10)的底部通過(guò)流動(dòng)腔室與介電層(5)固定連接，所述加樣裝置(12)設(shè)置在所述ito玻璃(10)的頂部，所述加樣裝置(12)上設(shè)置有操作孔組，所述ito玻璃(10)上開(kāi)設(shè)有若干出樣孔，所述操作孔組通過(guò)若干所述出樣孔與所述流動(dòng)腔室連通。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于高通量基因合成的電潤(rùn)濕芯片加樣卡盒，其特征在于：所述操作孔組包括取樣孔(12-a)、進(jìn)樣儲(chǔ)液槽(12-b)、填充介質(zhì)加載槽(12-c)和廢液槽(12-d)，所述取樣孔(12-a)位于所述出樣區(qū)域電極(4-d)的上方，所述進(jìn)樣儲(chǔ)液槽(12-b)位于所述進(jìn)樣區(qū)域電極(4-b)的上方，所述廢液槽(12-d)位于所述廢液區(qū)域電極(4-e)的上方，所述填充介質(zhì)加載槽(12-c)用于向所述流動(dòng)腔室中填充介質(zhì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于高通量基因合成的電潤(rùn)濕芯片加樣卡盒，其特征在于：所述ito玻璃(10)的底面為導(dǎo)電面，所述導(dǎo)電面設(shè)置有第二疏水層(13)，所述第二疏水層(13)與所述流動(dòng)腔室連通。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于高通量基因合成的電潤(rùn)濕芯片加樣卡盒，其特征在于：所述ito玻璃(10)的導(dǎo)電面還修飾有若干基因位點(diǎn)(11)，若干所述基因位點(diǎn)(11)位于所述反應(yīng)區(qū)域電極(4-c)的上方。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于高通量基因合成的電潤(rùn)濕芯片加樣卡盒，其特征在于：所述ito玻璃(10)的底部邊部與所述芯片襯底(2)的頂部邊部之間通過(guò)膠帶(8)進(jìn)行連接，所述ito玻璃(10)、芯片襯底(2)和所述膠帶(8)之間形成所述流動(dòng)腔室，所述第一疏水層(6)與所述第二疏水層(13)分別位于所述流動(dòng)腔室的底部和頂部。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于數(shù)字微流控芯片技術(shù)領(lǐng)域，提供一種用于高通量基因合成的電潤(rùn)濕芯片及其加樣卡盒,包括ITO玻璃、加樣裝置和用于高通量基因合成的電潤(rùn)濕芯片，ITO玻璃的底部通過(guò)流動(dòng)腔室與介電層固定連接，加樣裝置設(shè)置在ITO玻璃的頂部，加樣裝置上設(shè)置有操作孔組，ITO玻璃上開(kāi)設(shè)有若干出樣孔，操作孔組通過(guò)若干出樣孔與流動(dòng)腔室連通。用于高通量基因合成的電潤(rùn)濕芯片包括PCB基板，PCB基板內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)電組件；芯片襯底，芯片襯底設(shè)置在PCB基板的頂部，芯片襯底的頂部設(shè)置有若干電極層，若干電極層與導(dǎo)電組件電性連接；介電層，介電層鋪設(shè)在若干電極層的上方。本發(fā)明可以提高基因合成的合成精度、合成通量同時(shí)降低合成成本。

技術(shù)研發(fā)人員：汪嘉駿,吳丹,郭昱,胡為乎
受保護(hù)的技術(shù)使用者：芯宿科技（蘇州）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9