本文提出一种高通量微流控芯片可用于实时PCR扩增或LAMP终点检测，其检测限可低至 1 copy/ul。
图 1 如图 2 所示，为快速更换测试样品，采用磁铁将芯片对准组装到加热模块上。 该芯片由包含主通道层和一个 36um 的铝粘合膜组成。其中，通道层采用 PMMA 作为材料，其尺寸为 50 x 40 mm。 铝粘合膜用作导热层并增强由检测模块收集到的荧光信号。铝的导热系数为 200-237 W/mK，比玻璃、PDMS (通常小于2 W/mK) 高几个数量级。
图 2 本文在一个芯片上集成了 4 到 6 个反应腔，每个反应腔都为一个独立的腔室，可以同时进行多个样品测试。腔室体积~60 ul。 反应腔被夹在蜿蜒曲折的通道间，当反应腔内的温度升高引起气压增加时，该结构可防止样品被挤出到腔室外侧。该结构也充当一个混合器用于试剂的混合。
图 3 每个入口和出口的腔室可以存放油来进行密封避免扩增过程中试剂蒸发或产生气溶胶污染。 芯片实物如图 3 所示。 如图 4 所示，检测模块主要由相机、光源和滤波片组成。
图 4 作者比较了基底材料为玻璃、PMMA 和铝膜对荧光信号强度的影响。 在微流控芯片中，采用浓度为10μg/ml 和 1μg/ml 的 FITC 染料与不同类型的底物结合产生的荧光图像如图 5 所示。 结果表明，与玻璃和 PMMA 基底相比，铝膜上的荧光信号增加了两倍。作者分析这种现象可能是由于铝表面反射荧光信号造成的。 因此在此铝膜可充当一个信号放大器，有助于提高系统的灵敏度。
图 5 参考文献 Modular micro-PCR system for the onsite rapid diagnosis of COVID-19. |
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