流体控制及处理卡匣制造技术

一种用于一核酸分析装置的流体控制及处理卡匣包括一卡匣本体及一反应芯片。卡匣本体包括多个槽及多个流道，多个槽适于储存至少一试样及多个生化试剂及缓冲液，多个流道与多个槽连接。反应芯片与卡匣本体结合，且包括多个检测槽、至少一主要流体通道及至少一气体释放流道，主要流体通道与检测槽连接且适于将试样分配至检测槽中，气体释放流道与检测槽连接且适于将气体自检测槽释放。

Fluid control and treatment cartridge

A fluid control and processing cartridge for a nucleic acid analyzer comprises a cartridge body and a reaction chip. The cartridge body comprises a plurality of grooves and a plurality of runners, which are suitable for storing at least one sample and a plurality of biochemical reagents and buffers. A plurality of runners are connected with a plurality of grooves. The reaction chip is combined with the cartridge body, and comprises a plurality of detection grooves, at least one main fluid channel and at least one gas release channel. The main fluid channel is connected with the detection groove and is suitable for distributing the sample into the detection groove. The gas release channel is connected with the detection groove and is suitable for releasing the gas from the detection groove.

【技术实现步骤摘要】
流体控制及处理卡匣
本专利技术涉及一种流体控制及处理卡匣，尤其涉及一种用于核酸分析装置的流体控制及处理卡匣。
技术介绍
体外诊断(Invitrodiagnostics,IVD)在现代医疗实务中越来越重要。近年来，由于快速诊断和医疗机构去中心化的需求，能够以最少的受训技术员和人为错误在现场进行检测的实时就地照护检测(Point-of-care-test,POCT)技术被广泛利用于许多应用。一般而言，POCT是指可以在床边进行的简单医学检查，亦即在照护患者的时间和地点，通过特殊设计的装置和抛弃式测试片或卡匣来进行。多种用来实现POCT的技术已经被开发，包括生物化学、免疫学和分子生物学技术，其中，分子诊断被认为是最有希望主导未来市场的技术。传统分子诊断是由训练有素的技术人员在中心实验室利用复杂的设备并依照一是列默认程序来进行。此外，大多数中心实验室检测仅在有整体操作时间和成本有效性的需求时，会收集大量试样进行高通量检测。可提供另一选择的是，POCT平台将这些设备整合在桌上型或手持尺寸的装置中，并强调其便携性和灵活性。大部分基于分子操作的POCT装置在进行诊断时会与抛弃式卡匣配合使用，并且实际上有部分原先存在于对应仪器的功能从平台上移除，且被整合到抛弃式卡匣的流体回路内。因此，抛弃式卡匣的发展在POCT产品发展上占有相当重要的地位，故有必要提供一种可用于全功能整合式(all-in-one)核酸分析装置的卡匣设计，以实现及改良POCT。
技术实现思路
本专利技术的一实施例的目的在于提供一种用于核酸分析装置的流体控制及处理卡匣，以精准地控制卡匣中的流体流向及动态流体行为，由此促进核酸扩增及检测。为达上述目的，本专利技术的一实施例提供一种用于一核酸分析装置的流体控制及处理卡匣，包括一卡匣本体、以及一反应芯片。卡匣本体包括多个槽及多个流道，多个槽适于储存至少一试样及多个生化试剂及缓冲液，多个流道与多个槽连接；反应芯片与卡匣本体结合，且包括多个检测槽、至少一主要流体通道及至少一气体释放流道，主要流体通道与检测槽连接且适于将试样分配至检测槽中，气体释放流道与检测槽连接且适于将气体自检测槽释放。在一实施例中，气体释放流道相较主要流体通道明显较窄。在一实施例中，主要流体通道包括多个宽流道部、多个窄流道部及多个槽入口流道。在一实施例中，每一宽流道部与多个检测槽其中的一个对位，并经由对应的槽入口流道与对应的检测槽连接，且每一窄流道部连接于两个相邻的宽流道部之间。在一实施例中，窄流道部的流阻高于宽流道部和槽入口流道的总流阻。在一实施例中，窄流道部的流阻高出宽流道部和槽入口流道的总流阻达2至20倍。在一实施例中，气体释放流道的流阻高出窄流道部的流阻达2至500倍。在一实施例中，槽入口流道的截面积相较于宽流道部明显较小。在一实施例中，反应芯片设置于卡匣本体的一侧。在一实施例中，每一检测槽具有至少一平面。在一实施例中，反应芯片的形状大致上为正多边形。在一实施例中，反应芯片还包括至少一试样加载孔，用于加入试样于卡匣中。在一实施例中，反应芯片还包括多个试样加载孔，用于加入不同试样于卡匣中。在一实施例中，卡匣安装于核酸分析装置的一槽体中，反应芯片包括至少一对位槽，至少一对位槽可与槽体上的至少一定位件相对位。在一实施例中，反应芯片包括至少一试样入口，且卡匣本体包括至少一与试样入口连接的管道，以将试样输送至反应芯片。在一实施例中，卡匣本体还包括设于其底面的多个开口，且开口通过流道与槽相连通。在一实施例中，检测槽的底部或顶部至少其中的一个包括可供光通过的一透光薄壁或薄膜。在一实施例中，检测槽具有可供光通过的一透光前壁。本专利技术的有益效果在于，用于核酸分析装置的流体控制及处理卡匣具有设计良好的流道几何形状，可精准地控制反应芯片中的流体流向及动态流体行为，使得试样可依序且平顺的分配至每一检测槽，由此促进后续的核酸扩增及检测。再者，通过多重检测槽及多重光学单元的排列设置，使得多重槽的多重化核酸分析及多重颜色的多重化检测皆可被达成。附图说明图1显示本专利技术实施例的核酸分析装置示意图。图2显示图1槽体开启的核酸分析装置。图3显示适配器匣与底部槽体间的锁固与松脱机制。图4及图5显示不同角度的卡匣。图6显示反应芯片的俯视图。图7显示当流体流过宽流道部并进入窄流道部及槽入口流道时的流体回路示意图。图8A及图8B显示当第一检测槽填满时的流体回路示意图。图9显示适配器匣的液体分配及油封程序。图10显示检测槽的剖面图。图11显示核酸分析装置的槽体内部结构。图12显示旋转驱动单元、卡匣及光学单元的结构。图13显示核酸分析装置的操作流程图。图14显示可检测多个试样的多对一卡匣。图15显示三对一卡匣的液体分配及油封程序。附图标记如下：1：槽体11：顶部槽体12：底部槽体121：腔室13：铰链14：扣件141：卡勾部15：松脱环151：凸部结构16：松脱致动器17：定位件2：流体输送单元3：温度控制单元31：加热器32：散热器33：扇叶4：旋转驱动单元41：卡匣夹具411：磁力件5：光学单元51：光源52：光检测器6：卡匣61：卡扣槽62：反应芯片621：检测槽622：主要流体通道623：对位槽624：试样载入孔625：试样入口626：试样出口627：薄壁或薄膜628：薄膜629：前壁63：卡匣本体631：槽632：流道633：开口634：管道64：磁性物71、71’：宽流道部72：窄流道部73：槽入口流道74：气体释放流道740：末段具体实施方式体现本专利技术特征与优点的一些实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的方式上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及附图在本质上为说明之用，而非用以限制本专利技术。本专利技术实施例提供一种全功能整合式(all-in-one)的核酸分析装置，其采用等温扩增方式，将流体输送单元、温度控制单元、旋转驱动单元及光学单元等整合在单一装置上，使得试样纯化、核酸萃取、核酸扩增及光学检测等流程可在此全功能整合式的装置上进行，以实现实时核酸分析。特别是，本专利技术实施例提供一种用于核酸分析装置的流体控制及处理卡匣，其可精准地控制卡匣中的流体流向及动态流体行为，以促进后续的核酸扩增及检测。图1显示本专利技术实施例的核酸分析装置示意图，图2显示图1的核酸分析装置，其中核酸分析装置成开启状态，且卡匣自核酸分析装置中移出。如图1及图2所示，核酸分析装置100包括一槽体1、一流体输送单元2、一温度控制单元3、一旋转驱动单元4及至少一光学单元5。槽体1可被开启，以安装一流体控制及处理卡匣6于其中。在一实施例中，流体控制及处理卡匣6可为一抛弃式卡匣。流体输送单元2与槽体1内部连接，并适于输送卡匣6内的试剂，以进行试样纯化及/或核酸萃取。温度控制单元3设置于槽体1内，并适于提供默认温度，以进行核酸扩增。旋转驱动单元4与槽体1连接，且适于以一默认程序在槽体1内旋转卡匣6。在一实施例中，旋转驱动单元4可在需要时夹持卡匣6。至少一光学单元5设置于槽体1上，并包括多个光学组件以进行检测，例如核酸检测或试样反应检测。在一实施例中，槽体1包括一顶部槽体11及一底部槽体12。顶部槽体11与底部槽体12通过一铰链(hinge)13连接，但不以此为限。底部槽体12具有一腔室12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于一核酸分析装置的流体控制及处理卡匣，包括：一卡匣本体，包括多个槽及多个流道，该多个槽适于储存至少一试样及多个生化试剂及缓冲液，该多个流道与该多个槽连接；以及一反应芯片，与该卡匣本体结合，且包括多个检测槽、至少一主要流体通道及至少一气体释放流道，该主要流体通道与该检测槽连接且适于将该试样分配至该检测槽中，该气体释放流道与该检测槽连接且适于将气体自该检测槽释放。

【技术特征摘要】
2018.02.08 SG 10201801084S;2017.09.11 US 15/700,791.一种用于一核酸分析装置的流体控制及处理卡匣，包括：一卡匣本体，包括多个槽及多个流道，该多个槽适于储存至少一试样及多个生化试剂及缓冲液，该多个流道与该多个槽连接；以及一反应芯片，与该卡匣本体结合，且包括多个检测槽、至少一主要流体通道及至少一气体释放流道，该主要流体通道与该检测槽连接且适于将该试样分配至该检测槽中，该气体释放流道与该检测槽连接且适于将气体自该检测槽释放。2.如权利要求1所述的流体控制及处理卡匣，其中该气体释放流道相较该主要流体通道明显较窄。3.如权利要求1所述的流体控制及处理卡匣，其中该主要流体通道包括多个宽流道部、多个窄流道部及多个槽入口流道。4.如权利要求3所述的流体控制及处理卡匣，其中每一该宽流道部与该多个检测槽其中的一个对位，并经由对应的该槽入口流道与对应的该检测槽连接，且每一该窄流道部连接于两个相邻的该宽流道部之间。5.如权利要求4所述的流体控制及处理卡匣，其中该窄流道部的流阻高于该宽流道部和该槽入口流道的总流阻。6.如权利要求5所述的流体控制及处理卡匣，其中该窄流道部的流阻高出该宽流道部和该槽入口流道的总流阻达2至20倍。7.如权利要求4所述的流体控制及处理卡匣，其中该气体释放流...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁骞，于浩，
申请(专利权)人：台达电子国际新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG