一種數(shù)字pcr分析儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及分子生物學(xué)檢測領(lǐng)域，更具體地，涉及一種數(shù)字PCR分析儀。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字PCRS卩Digital PCR(dPCR)，它是一種核酸分子絕對定量測試技術(shù)。與傳統(tǒng)定量PCR(qPCR)技術(shù)不同，數(shù)字PCR采用絕對定量的方式，不依賴于標(biāo)準(zhǔn)曲線和參照樣本，直接檢測目標(biāo)序列的拷貝數(shù)。由于dPCR具有比qPCR更出色的靈敏度和特異性以及精確性，dPCR技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)在極微量核酸樣本檢測、復(fù)雜背景下稀有突變檢測和表達(dá)量微小差異鑒定方面變現(xiàn)出的優(yōu)勢已得到了普遍的認(rèn)可，而其在基因表達(dá)研究、microRNA研究、基因組拷貝數(shù)鑒定、癌癥標(biāo)志物稀有突變檢測、致病微生物鑒定、轉(zhuǎn)基因成分鑒定、NGS測序文庫精確定量和結(jié)果驗(yàn)證等諸多方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]目前市場上常見的數(shù)字PCR儀主要采用針對微滴的微弱熒光檢測技術(shù)和針對核酸微反應(yīng)過程中的PH值變化的半導(dǎo)體芯片技術(shù)。微滴技術(shù)是在傳統(tǒng)的PCR擴(kuò)增前對樣品進(jìn)行微滴化處理，即將含有核酸分子的反應(yīng)體系分成成千上萬個(gè)納升級的微滴，其中每個(gè)微滴或不含待檢核酸靶分子，或者含有一個(gè)至數(shù)個(gè)待檢核酸靶分子。經(jīng)PCR擴(kuò)增后，逐個(gè)對每個(gè)微滴進(jìn)行檢測。這種方法的優(yōu)勢在于反應(yīng)數(shù)量及檢測深度相對較大，但其缺點(diǎn)也很突出即檢測速度非常慢，一個(gè)反應(yīng)的檢測時(shí)間往往是幾個(gè)小時(shí)，而出于保護(hù)微滴膜考慮，反應(yīng)時(shí)溫度變化的速度也要受限。半導(dǎo)體芯片技術(shù)主要是采用當(dāng)前分析化學(xué)熱門研究領(lǐng)域的微流控方法，將核酸溶液分散至芯片的微反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，并進(jìn)行檢測。其優(yōu)點(diǎn)在于反應(yīng)及檢測迅速，與普通熒光定量PCR檢測時(shí)間相仿。但是由于芯片工藝的限制其反應(yīng)數(shù)量與微滴技術(shù)相比有一定的劣勢。
[0004]如圖1所示，基于熒光檢測的數(shù)字PCR分析儀包括樣品模塊、光學(xué)模塊和探測器模塊三大部分。其光學(xué)系統(tǒng)一般采用反射式，光源發(fā)出的激發(fā)光經(jīng)過反射聚焦后照射在含有染料的核酸分子上，隨后激發(fā)核酸分子的熒光經(jīng)反射、濾波后進(jìn)入CCD或者CMOS探測器模塊，熒光的光強(qiáng)信息被記錄下來并被處理。這樣的系統(tǒng)通常需要復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，因此系統(tǒng)體積龐大，造價(jià)昂貴。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的體積龐大，造價(jià)昂貴的缺陷，提供一種體積小、成本低的數(shù)字PCR分析儀。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]一種數(shù)字PCR分析儀，包括控制和信息處理模塊以及分別與其電連接的光源、微孔樣品陣列和雙柵極光電薄膜晶體管陣列，所述微孔樣品陣列設(shè)置于光源和雙柵極光電薄膜晶體管陣列之間，所述微孔樣品陣列包括多個(gè)微孔樣品室，所述雙柵極光電薄膜晶體管陣列包括多個(gè)雙柵極光電薄膜晶體管，所述微孔樣品室與雙柵極光電薄膜晶體管在垂直方向上——對應(yīng)。
[0008]在一種優(yōu)選的方案中，所述光源、微孔樣品陣列和雙柵極光電薄膜晶體管陣列從上到下排列，所述雙柵極光電薄膜晶體管包括玻璃基板、暗柵極、底部介電層、溝道層、源極、漏極、頂部介電層、光柵極和濾波層，暗柵極設(shè)置于玻璃基板上，底部介電層設(shè)置于玻璃基板上且覆蓋暗柵極，溝道層設(shè)置于底部介電層上，源極和漏極設(shè)置于溝道層上，頂部介電層設(shè)置于半導(dǎo)體溝道層上且覆蓋源極和漏極，透明且導(dǎo)電的光柵極設(shè)置于頂部介電層上；濾波層設(shè)置于頂部介電層上且覆蓋光柵極，或者濾波層設(shè)置于光柵極上方。
[0009]在一種優(yōu)選的方案中，所述光源、微孔樣品陣列和雙柵極光電薄膜晶體管陣列從下到上排列，所述雙柵極光電薄膜晶體管包括玻璃基板、暗柵極、底部介電層、溝道層、源極、漏極、頂部介電層、光柵極和濾波層，暗柵極設(shè)置于玻璃基板下，底部介電層設(shè)置于玻璃基板下且覆蓋暗柵極，溝道層設(shè)置于底部介電層下，源極和漏極設(shè)置于溝道層下，頂部介電層設(shè)置于半導(dǎo)體溝道層下且覆蓋源極和漏極，透明且導(dǎo)電的光柵極設(shè)置于頂部介電層下；濾波層設(shè)置于頂部介電層下且覆蓋光柵極，或者濾波層設(shè)置于光柵極下方。
[0010]在一種優(yōu)選的方案中，所述溝道層的材質(zhì)為具有光電感應(yīng)功能的非晶硅、有機(jī)半導(dǎo)體、多晶硅或氧化物。
[0011 ]在一種優(yōu)選的方案中，所述光源為高亮度LED或OLED。
[0012]在一種優(yōu)選的方案中，所述微孔樣品室由透明材料制成，對熒光或激發(fā)光有一定的透過率。
[0013]在一種優(yōu)選的方案中，所述微孔樣品室的尺寸小于或等于雙柵極光電薄膜晶體管，以降低光串?dāng)_。
[0014]在一種優(yōu)選的方案中，所述微孔樣品室為微流控制器件。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型技術(shù)方案的有益效果是:本實(shí)用新型提供一種數(shù)字PCR分析儀，包括控制和信息處理模塊以及分別與其電連接的光源、微孔樣品陣列和雙柵極光電薄膜晶體管陣列，所述微孔樣品陣列設(shè)置于光源和雙柵極光電薄膜晶體管陣列之間，所述微孔樣品陣列包括多個(gè)微孔樣品室，所述雙柵極光電薄膜晶體管陣列包括多個(gè)雙柵極光電薄膜晶體管，所述微孔樣品室與雙柵極光電薄膜晶體管在垂直方向上一一對應(yīng)。樣品位于微孔樣品室中，控制和信息處理模塊控制光源對樣品進(jìn)行照射，樣品中預(yù)先混合的并于特定生物大分子結(jié)合在一起的染料受激發(fā)，發(fā)出熒光，經(jīng)過濾波以后，被與微孔樣品室對應(yīng)的雙柵極光電薄膜晶體管感應(yīng)并轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)控制和信息處理模塊處理即可得到的光強(qiáng)與每個(gè)樣品的特定大分子的含量相對應(yīng)，從而可以計(jì)算出生物大分子的濃度。本實(shí)用新型具有體積小、成本低的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0016]圖1為基于熒光檢測的數(shù)字PCR分析儀示意圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型數(shù)字PCR分析儀的示意圖。
[0018]圖3為濾波層設(shè)置于頂部介電層上且覆蓋光柵極時(shí)的雙柵極光電薄膜晶體管示意圖。
[0019]圖4為濾波層設(shè)置于光柵極上方時(shí)的雙柵極光電薄膜晶體管示意圖。
[0020]圖5為濾波層設(shè)置于頂部介電層下且覆蓋光柵極時(shí)的雙柵極光電薄膜晶體管示意圖。[0021 ]圖6為濾波層設(shè)置于光柵極下方時(shí)的雙柵極光電薄膜晶體管示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；
[0023]為了更好說明本實(shí)施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸；
[0024]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。
[0026]實(shí)施例1
[0027]如圖2所示，一種數(shù)字PCR分析儀，包括控制和信息處理模塊以及分別與其電連接的光源、微孔樣