一种用于核酸扩增检测的微流控芯片及检测方法技术

一种用于核酸扩增检测的微流控芯片及检测方法，该芯片包括基底层、盖板层以及换向阀，盖板层设置有进样口、纯化浓缩腔室、废液出口、预混合腔通孔以及出口通孔，进样口通过流道经纯化浓缩腔室后分别连接到废液出口和预混合腔通孔，纯化浓缩腔室内预置嵌有免疫磁珠的多孔材料，换向阀设置在纯化浓缩腔室出口侧流道上以控制纯化浓缩腔室内的液体流至废液出口或预混合腔通孔，预混合腔通孔用于添加反应物以与来自纯化浓缩腔室的液体混合，基底层设置有混合流道和具有透明区域的恒温扩增腔室，预混合腔通孔经混合流道与恒温扩增腔室相连。使用本芯片可一步实现核酸的纯化、浓缩、恒温扩增以及实时荧光检测，快速、简便、可靠地获得一种或多种目标物检测结果。

A microfluidic chip for nucleic acid amplification and detection method

【技术实现步骤摘要】
一种用于核酸扩增检测的微流控芯片及检测方法
本专利技术涉及分子诊断技术，特别是一种用于核酸扩增检测的微流控芯片及检测方法。
技术介绍
自Manz和Widmer于20世纪90年代首次提出微型全分析系统MiniaturizedTotalAnalyzeSystems,μTAS的概念，微流控技术在微电子、微机械、生物工程和纳米技术的基础上发展起来。在此后的数十年，该领域迅速发展成为当前世界最前沿的科技领域之一，而目前其核心技术就是以微流控技术为基础的微流控芯片，又称芯片实验室Labonchip。微流控芯片因为具有低消耗、低成本、高通量、自动化操作等优势，广泛用于生物医学领域，其中一个重要的应用就是基于微流控芯片的分子诊断技术。临床上，分子诊断被广泛应用于感染性疾病、肿瘤以及遗传性疾病的检测。随着生命科学、生物技术、微加工技术取得重大突破，高尖端核酸分子检测的相关产业成为全球未来竞争的新领域。分子诊断是包括多种扩增技术的精细探测方法，其中，实时荧光核酸恒温扩增检测技术simultaneousamplificationandtesting，简称SAT，是将新一代的核酸恒温扩增技术和实时荧光检测技术相结合的一种新型核酸检测技术。该技术具有反应快速、高灵敏度、高特异性、低污染、反应稳定等优点。然而，跟常规的核酸检测技术一样，该技术摆脱不了样品准备耗时长、操作繁琐等缺点，不满足快速、低成本的临床诊断需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述的至少一个缺点，提供一种用于核酸扩增检测的微流控芯片及检测方法。r>为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于核酸扩增检测的微流控芯片，包括基底层、盖板层以及换向阀，所述基底层与所述盖板层层叠压合，所述盖板层设置有进样口、纯化浓缩腔室、废液出口、预混合腔通孔以及出口通孔，所述进样口通过流道经所述纯化浓缩腔室后分别连接到所述废液出口和所述预混合腔通孔，所述纯化浓缩腔室内预置嵌有免疫磁珠的多孔材料，所述换向阀设置在所述纯化浓缩腔室出口侧流道上以切换控制所述纯化浓缩腔室内的液体流至所述废液出口或所述预混合腔通孔，所述预混合腔通孔用于添加反应物以与来自所述纯化浓缩腔室的液体混合，所述基底层设置有混合流道和用于核酸恒温扩增及荧光检测的恒温扩增腔室，所述预混合腔通孔经所述混合流道与所述恒温扩增腔室相连，所述恒温扩增腔室具有透明区域，所述恒温扩增腔室与所述出口通孔相连。进一步地：所述废液出口上设置有废液池。所述换向阀包括圆柱形的换向阀阀体，所述盖板层设置有与所述换向阀阀体相互配合的圆柱形通孔，所述基底层对应设置有与所述换向阀阀体相互配合的圆形腔，所述换向阀阀体上开有三通流道，通过旋转所述换向阀阀体使所述纯化浓缩腔室通过所述三通流道择一选通所述废液出口或所述预混合腔通孔。所述三通流道为T形，流道的开口截面为方形。具有多组所述预混合腔通孔与所述恒温扩增腔室，各所述预混合腔通孔与所述恒温扩增腔室通过对应的流动连接，所述换向阀与各所述预混合腔通孔通过分流流道的对应分支相连。所述预混合腔通孔用于加入预混入特异性引物的缓冲液和DNA聚合酶并用于施加外部驱动压力。形成所述多孔材料的支架材料为可3D打印的、对核酸没有吸附作用的、可通过冷冻干燥技术制备成多孔结构的有机或者无机材料。所述多孔材料是将对核酸没有吸附作用的打印材料混合在1,4二氧六环中，制备成浓度为5％-20％的溶液，然后将溶液和免疫磁珠按质量比4-10:1进行混合，之后通过低温沉积3D打印得到的多孔材料，优选地，所述打印材料为PLGA，优选地，所述免疫磁珠的直径为100nm-5μm。所述基底层、所述盖板层和所述换向阀阀体的材料为聚氯乙烯PVC，聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚苯乙烯PS、聚碳酸酯PC或ABS。一种用于核酸扩增检测的检测方法，使用所述的用于核酸扩增检测的微流控芯片进行核酸扩增检测，包括如下步骤：从所述进样口灌注待测样品到所述纯化浓缩腔室，废液经所述换向阀门流向所述废液池；从所述进样口灌注洗涤液对所述纯化浓缩腔室进行洗涤，废液流向废液池；从所述进样口灌注洗脱液，缓慢流过所述纯化浓缩腔室；在即将从所述纯化浓缩腔室排液时，切换所述换向阀，使洗脱下来的核酸流入所述预混合腔通孔；向所述预混合腔通孔注入混有引物的缓冲溶液和DNA聚合酶，然后立即驱动所述预混合腔通孔中的流体进入所述混合流道，然后进入所述恒温扩增腔室；控制所述恒温扩增腔室的温度为37℃，在显微镜下观测反应物的荧光强度，并定量分析核酸浓度。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供一种能够进行核酸纯化浓缩以及实时荧光核酸扩增检测的微流控芯片及检测方法，使用本专利技术的微流控芯片，可以在芯片上一步实现核酸的自动化纯化、浓缩、恒温扩增以及实时荧光检测，快速、简便、可靠地得到一种或多种目标物检测结果。本专利技术的微流控芯片可以实现自动化加样、反应及检测，其结构简单，控制方便，该芯片可批量化、低成本加工。在该芯片上检测核酸的过程中，可以准确控制试剂用量，降低试剂消耗，同时可以检测多项指标，保证检测结果的可靠、稳定以及可快速获得。该芯片可以广泛用于核酸分子快速诊断领域，降低检测成本，简化人员操作进而提高检测效率。附图说明图1为本专利技术一种实施例的集成核酸纯化浓缩和实时荧光核酸恒温扩增的核酸检测芯片的分解结构示意图；图2为图1中所示的基底层1的结构示意图；图3为图1中所示的盖板层2的结构示意图；图4为图1中所示的换向阀阀体3的结构示意图；图5为本专利技术一种实施例的核酸检测芯片组装后的结构及其俯视图；图6为本专利技术一种实施例的换向阀的两种换向模式的示意图。具体实施方式以下对本专利技术的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于电路/信号连通作用。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本专利技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。参阅图1至图6，本专利技术实施例提出一种用于核酸扩增检测的微流控芯片，包括基底层1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于核酸扩增检测的微流控芯片，其特征在于，包括基底层、盖板层以及换向阀，所述基底层与所述盖板层层叠压合，所述盖板层设置有进样口、纯化浓缩腔室、废液出口、预混合腔通孔以及出口通孔，所述进样口通过流道经所述纯化浓缩腔室后分别连接到所述废液出口和所述预混合腔通孔，所述纯化浓缩腔室内预置嵌有免疫磁珠的多孔材料，所述换向阀设置在所述纯化浓缩腔室出口侧流道上以切换控制所述纯化浓缩腔室内的液体流至所述废液出口或所述预混合腔通孔，所述预混合腔通孔用于添加反应物以与来自所述纯化浓缩腔室的液体混合，所述基底层设置有混合流道和用于核酸恒温扩增及荧光检测的恒温扩增腔室，所述预混合腔通孔经所述混合流道与所述恒温扩增腔室相连，所述恒温扩增腔室具有透明区域，所述恒温扩增腔室与所述出口通孔相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于核酸扩增检测的微流控芯片，其特征在于，包括基底层、盖板层以及换向阀，所述基底层与所述盖板层层叠压合，所述盖板层设置有进样口、纯化浓缩腔室、废液出口、预混合腔通孔以及出口通孔，所述进样口通过流道经所述纯化浓缩腔室后分别连接到所述废液出口和所述预混合腔通孔，所述纯化浓缩腔室内预置嵌有免疫磁珠的多孔材料，所述换向阀设置在所述纯化浓缩腔室出口侧流道上以切换控制所述纯化浓缩腔室内的液体流至所述废液出口或所述预混合腔通孔，所述预混合腔通孔用于添加反应物以与来自所述纯化浓缩腔室的液体混合，所述基底层设置有混合流道和用于核酸恒温扩增及荧光检测的恒温扩增腔室，所述预混合腔通孔经所述混合流道与所述恒温扩增腔室相连，所述恒温扩增腔室具有透明区域，所述恒温扩增腔室与所述出口通孔相连。


2.根据权利要求1所述的用于核酸扩增检测的微流控芯片，其特征在于，所述废液出口上设置有废液池。


3.根据权利要求1或2所述的用于核酸扩增检测的微流控芯片，其特征在于，所述换向阀包括圆柱形的换向阀阀体，所述盖板层设置有与所述换向阀阀体相互配合的圆柱形通孔，所述基底层对应设置有与所述换向阀阀体相互配合的圆形腔，所述换向阀阀体上开有三通流道，通过旋转所述换向阀阀体使所述纯化浓缩腔室通过所述三通流道择一选通所述废液出口或所述预混合腔通孔。


4.根据权利要求3所述的用于核酸扩增检测的微流控芯片，其特征在于，所述三通流道为T形，流道的开口截面为方形。


5.根据权利要求1至4任一项所述的用于核酸扩增检测的微流控芯片，其特征在于，具有多组所述预混合腔通孔与所述恒温扩增腔室，各所述预混合腔通孔与所述恒温扩增腔室通过对应的流动连接，所述换向阀与各所述预混合腔通孔通过分流流道的对应分支相连。


6.根据权利要求1至5任一项所述的用于核酸扩增检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：弥胜利，杜志昌，黄嘉骏，唐喜军，
申请(专利权)人：深圳市华迈生物医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44