(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202221739621.8 (22)申请日 2022.07.07 (73)专利权人 四川华汉三创生物科技有限公司 地址 610000 四川省成 都市高新区科园南 路88号12栋6层611号 (72)发明人 李文静　颜明远　周航　吴健彬　 王泽　刘耀宇　王佳欣　吉锋　 黄卫建　崔建华　 (74)专利代理 机构 成都时誉知识产权代理事务 所(普通合伙) 5125 0 专利代理师 司晓雨 (51)Int.Cl. C12M 1/34(2006.01) C12M 1/38(2006.01) C12M 1/36(2006.01)C12M 1/00(2006.01) B01L 3/00(2006.01) (54)实用新型名称 一种循环式微 流控PCR芯片结构 (57)摘要 本实用新型公开了一种循环式微流控PCR芯 片结构， 涉及PCR扩增反应装置技术领域， 包括低 温恒温区、 中温恒温区、 高温恒温区、 循环 流道和 循环动力装置； 循环流道包括第一流道、 第二流 道和第三流道， 第一流道设置于低温恒温区， 第 二流道设置于中温恒温区， 第三流道设置于高温 恒温区， 第一流道的一端与第二流道的一端连 通， 第二流道的另 一端与第三流道的一端连通， 第三流道的另一端与第一流道远离第二流道的 一端连通； 循环动力装置可用于驱动循环流道内 的物料循环流动。 该循环式微流控PCR芯片结构, 空间利用率高， 可通用于不同PCR扩增项目， 且能 够对每个单次循环时间以及每次循环中各反应 步骤的时间进行准确控制， 优化反应效果。 权利要求书1页 说明书6页 附图5页 CN 217868871 U 2022.11.22 CN 217868871 U 1.一种循环式微流控PCR芯片结构， 包括低温恒温区、 中温恒温区、 高温恒温区， 其特征 在于， 还包括循环流道和循环动力装置； 所述循环流道包括第一流道、 第二流道和第三流道， 所述第一流道设置于所述低温恒 温区， 所述第二流道设置于所述中温恒温区， 所述第三流道设置于所述高温恒温区， 所述第 一流道的一端与所述第二流道的一端连通， 所述第二流道的另一端与所述第三流道的一端 连通， 所述第三流道的另一端与所述第一流道远离所述第二流道的一端连通； 所述循环动 力装置可用于驱动所述循环流道内的物料循环流动。 2.根据权利要求1所述的一种循环式微流控PCR芯片结构， 其特征在于， 还包括加样通 道、 排气通道和出 料通道； 所述加样通道的一端与所述第一 流道连通， 所述加样通道上设置有第一 开闭装置； 所述排气通道的一端与所述第一 流道连通， 所述 排气通道上设置有第二 开闭装置； 所述第一 流道与第三 流道之间设置有第三 开闭装置； 所述出料通道的一端与所述第三 流道连通， 所述出 料通道上设置有第四开闭装置； 所述循环动力装置可驱动所述循环流道内的物料正向或反向流动。 3.根据权利要求2所述的一种循环式微流控PCR芯片结构， 其特征在于， 包括盖片和基 板， 所述盖片的底部加工有凹槽， 所述盖片与所述基板扣合使所述凹槽形成所述循环流道 以及加样通道、 排气通道和出 料通道。 4.根据权利要求3所述的一种循环式微流控PCR芯片结构， 其特征在于， 所述第一开闭 装置、 第二 开闭装置、 第三 开闭装置和第四开闭装置均选用膜泵结构。 5.根据权利要求2 ‑4中任意一项所述的一种循环式微流控PCR芯片结构， 其特征在于， 所述芯片结构基本呈圆盘形， 还包括隔热层， 所述隔热层将所述芯片结构以其圆心为中心 等分成依次排列的第一扇区、 第二扇区、 第三扇区和第四扇区， 所述第一流道设置于所述第 一扇区内， 所述第二流道设置于所述第二扇区内， 所述第三流道设置于所述第三扇区内， 所 述第二开闭装置、 第三 开闭装置和第四开闭装置均设置 于所述第四扇区内。 6.根据权利要求1 ‑4中任意一项所述的一种循环式微流控PCR芯片结构， 其特征在于， 所述循环流道上开设有两个动力孔， 所述循环动力装置选用外接动力装置， 所述外接动力 装置与两个所述动力孔均连通。 7.根据权利要求6中所述的一种循环式微流控PCR芯片结构， 其特征在于， 所述外接动 力装置选用蠕动泵。 8.根据权利要求6中所述的一种循环式微流控PCR芯片结构， 其特征在于， 两个所述动 力孔均设置 于所述第一 流道与第三 流道之间。 9.根据权利要求1 ‑4任意一项所述的一种循环式微流控PCR芯片结构， 其特征在于， 所 述循环动力装置由若干膜泵结构组成， 所述循环动力装置的若干膜泵 结构均设置于所述循 环流道上。 10.根据权利要求9所述的一种循环式微流控PCR芯片结构， 其特征在于， 所述循环动力 装置包括第五膜泵和 第六膜泵， 所述第五膜泵设置于所述第一流道与第二流道相连通的位 置， 所述第六膜泵设置 于所述第二 流道与第三 流道相连通的位置 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217868871 U 2一种循环式微流控PCR芯片结构 技术领域 [0001]本实用新型涉及PC R扩增反应装置技术领域， 具体为一种循环式微流控PC R芯片结 构。 背景技术 [0002]聚合酶链式反应 （PCR） 是一种用 于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术， PCR由变性 ‑退火‑延伸三个基本 反应步骤构成： 其中变性是指模板DNA经加热至95 °C左右一 定时间后使DNA双链或经P CR扩增形成的双链DNA 解离， 使之成为单链； 退火是指将变性过程 形成的单链降温至55 °C左右， 使引物与模板DNA单链的互补序列配对 结合； 延伸是指在特定 温度下 （一般72 °C左右） ， DNA模板和引物结合物按碱基配对与半保留复制原理合成一条新 的与模板DNA链互补的半保留复制链。 重复循环上述的变性 ‑退火‑延伸三个步骤， 即可获得 更多的半保留复制链， 而这种新链又可成为下次循环的模板， 由此最 终实现DNA片段的放大 扩增。 [0003]微流控PC R芯片即是一种用于完成上述循环步骤实现D NA片段体外高效扩增的PC R 扩增反应装置， 其结构一般包括三个恒温区和 微通道等组成， 微通道按反应需要多次循环 穿设于三个恒温区内， 通过向微通道的入口注入样本和反应液， 其在微通道内流动时即循 环穿过三个恒温区完成上述循环过程， 最终由微 通道的出口排出。 [0004]现有技术中， 微流控PC R芯片中的微通道通常为单流道设置， 即其是通过单一流道 循环穿过三个恒温区来实现上述 三个基本反应的循环， 在实际应用中主 要存在以下弊端： [0005]其一、 不同扩增项目在反应时， 循环次数不同。 现有技术中的微流控PCR芯片需要 根据项目定制其循环 穿过三个恒温反应区的次数， 不同项目的P CR芯片无法通用。 对于循环 次数要求多的项目， 定制的微流控PCR芯片整体体积相对庞大， 空间利用率低， 同时恒温区 的设计也相对庞大复杂， 恒温区的恒温控制以及不同恒温区的温度隔离也相对困难。 [0006]其二、 现有技术中的微流控PC R芯片为单一的微通道循环穿过三个恒温 区的形式， 其循环动力来自于微通道入口的注入， 整个循环时间都由该注入动力确定， 无法对每个单 次循环时间进行精确控制， 无法通过反应时间的控制来优化反应效果。 实用新型内容 [0007]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足， 提供一种循环式微流控PCR芯片结 构,其在三个恒温区分别设置微通道， 样 本和反应液在微通道内循环 流动的方式来 实现DNA 片段的放大扩增， 其可通用于不同P CR扩增项目， 且能够 对每个单次循环时间以及每次循环 中各反应步骤的时间进行准确控制， 优化反应效果。 [0008]本实用新型的目的是通过以下技 术方案来实现的： [0009]一种循环式微流控PC R芯片结构， 包括低温恒温区、 中温恒温区、 高温恒温区、 循环 流道和循环动力装置； [0010]所述循环流道包括第一流道、 第二流道和第三流道， 所述第一流道设置于所述低说　明　书 1/6 页 3 CN 217868871 U 3