一种全集成病原体核酸检测微流控芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种全集成病原体核酸检测微流控芯片，包括流体管道层、弹性胶带层和试剂存储层，所述试剂存储层用于分别存储采集液、清洗液、反应试剂和废液的腔室，所述流体管道层内设有带有捕获滤纸的原位提取扩增腔室，所述弹性胶带层夹设在流体管道层和试剂存储层之间，所述试剂存储层中的储采集液、清洗液和反应试剂在外力作用下穿过弹性胶带层流至流体管道层，并通过流体管道层的流道流至原位提取扩增腔室进行反应。本发明专利技术的全集成病原体核酸检测微流控芯片可将病原体样本处理、核酸提取、原位扩增集成于同一微流控芯片装置中，因而摆脱了实际进行病原体核酸检测时的繁琐操作以及对专业实验室的依赖。

【技术实现步骤摘要】
一种全集成病原体核酸检测微流控芯片
本专利技术涉及生物分析检测领域，具体的说，涉及一种全集成病原体核酸检测微流控芯片。
技术介绍
作为体外诊断领域的主要检测方式之一，核酸检测是实现病原体早期、快速、特异检测的最直接、最可靠、最灵敏的方法，其能快速对检测样本中病原体核酸进行检测，为感染病例确诊提供科学检验依据。传统的核酸检测方法如Southernblot印迹杂交、琼脂糖凝胶电泳等，具有费时费力，灵敏度低，难以实现高通量检测，甚至还需使用放射性试剂等缺点。核酸扩增的方法如聚合酶链式反应PCR、环介导等温扩增LAMP，重组酶聚合酶扩增RPA等，可极大地提高检测灵敏度，同时还因操作相对简单使其成为现代分子生物学实验常用方法。通过核酸扩增进行病原体检测一般包含样本前处理、核酸提取、扩增、检测四个步骤。传统的在实验室进行病原体检测的方法需要有专业人员在具有专业条件的实验室中完成，需要人工操作来完成试剂的转移和添加，依旧需要完成大量繁琐操作，在操作的过程中还可能会将反应试剂暴露在空气中，极易造成污染，而且还需借助于温度控制仪来提高精确地温度控制，因而限制了传统的实验室核酸检测实现对病原体的快速、灵敏检测。微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一个微尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为进行核酸检测的一个重要的载体工具之一。微流控芯片在核酸提取扩增检测上已有诸多引用，但是大多数都依旧停留在实验室阶段。究其因是其需要各种微阀、微泵和辅助设备，增加了芯片应用的复杂度，使得制造难度、成本大大升高，限制了其进一步在临床上的应用，而且难以实现全集成式的病原体核酸检测，因此急需一种全集成、高灵敏度的微流控芯片，在改进核酸检测过程的同时，降低检测时间和芯片制造难度与成本。
技术实现思路
为了解决现有核酸检测技术中存在的不足，提供一种可以快速、高灵敏的集核酸捕获及原位扩增于一体的全集成病原体核酸检测微流控芯片。本专利技术提供一种全集成病原体核酸检测微流控芯片，包括流体管道层、弹性胶带层和试剂存储层，所述试剂存储层设有用于分别存储采集液、清洗液、反应试剂和废液的腔室，所述流体管道层内设有带有捕获滤纸的原位提取扩增腔室，所述弹性胶带层夹设在流体管道层和试剂存储层之间，所述试剂存储层中的储采集液、清洗液和反应试剂在外力作用下穿过弹性胶带层流至流体管道层，并通过流体管道层的流道流至原位提取扩增腔室进行反应。进一步，所述试剂存储层上依次设置的采集液腔室、清洗液腔室、混匀腔室和废液池，所述试剂存储层上可拆卸的连接有反应试剂存储套管，所述采集液、清洗液、反应试剂分别密封存储在采集液腔室、清洗液腔室、反应试剂存储套管中。进一步，所述反应试剂存储套管包括由下至上一次连接的下端旋冒、储液腔室和上端旋冒，所述上端旋冒上连接有推杆，所述胶塞球位于储液腔室的底壁与推杆之间，所述试剂存储层上设有与储液腔室下端相匹配的接口。进一步，所述流体管道层上与混匀腔室对应位置设有原位提取扩增腔室中设有捕获滤纸固定位，用于捕获核酸的捕获滤纸连接在捕获滤纸固定位处；所述混匀腔室对应位置设有原位提取扩增腔室之间的弹性胶带层设有去粘性层。进一步，所述流体管道层上与采集液腔室对应的位置设有采集液池，所述采集液池与采集液腔室之间的弹性胶带层设有由上向下连通的单向阀；所述流体管道层上与清洗液腔室对应的位置设有清洗液池，所述清洗液池与清洗液腔室之间的弹性胶带层设有由上向下连通的单向阀；所述流体管道层上反应试剂存储套管相对应的位置，设有反应液池，所述反应液池与反应试剂存储套管之间的弹性胶带层设有由上向下连通的单向阀。进一步，所述由上向下连通的单向阀为带有通孔的去粘性层，所述通孔流体管道层上额的流道或者各个反应池相连通，所述通孔与试剂存储层室的腔室的出液口交错设置，当液体流向去粘性层时，去粘性层向下发生形变，是得其通过通孔形成通路；而当液体由下向上流动时，由于通孔与出液口交错设置，去粘性层向上挤压使得通孔封闭，此时单向阀关闭。进一步，所述反应池靠近原位提取扩增腔室的一侧设有镁离子复溶腔室，所述镁离子复溶腔室一侧与反应池相连通，另一端可以通过挤压对应设置的去粘性层与原位提取扩增腔室相连通；所述流体管道层上设有第一流道，所述第一流道的一端分别与清洗液池和采集液池相连接，另一端可以通过挤压对应设置的去粘性层与原位提取扩增腔室相连通；所述原位提取扩增腔室靠近废液池的一侧设有与废液池联通的第二流道，所述第二流道和废液池之间设有由下向上连通的单向阀。所述由下向上连通的单向阀为带有通孔的去粘性层，所述通孔与废液池相连通，所述第二流道的出液口与通孔相对于去粘性层交错设置，当第二流道的液体流向废液池时，去粘性层向上发生形变是得第二流道与通孔相连通，液体流向废液池；而当液体由上向下流动时，由于通孔与第二流道的出液口交错设置，去粘性层向下挤压使得通孔封闭，此时单向阀关闭。进一步，所述废液池上设有废液池排气孔，所述试剂存储层的外壁连接有气膜，所述气模与试剂存储层的外壁形成一密闭的容纳空间，所述容纳空间与废液池排气孔相连通。进一步，所述试剂存储层设有把手。本专利技术还提供一种全集成病原体核酸检测系统，包括上述的全集成病原体核酸检测微流控芯片。本专利技术的全集成病原体核酸检测微流控芯片可将病原体样本处理、核酸提取、原位扩增集成于同一微流控芯片装置中，因而摆脱了实际进行病原体核酸检测时的繁琐操作以及对专业实验室的依赖。使用本专利技术提供的一种全集成病原体核酸检测微流控芯片，可真正实现全集成式、快速、高灵敏的病原体核酸检测。附图说明图1为本专利技术的全集成病原体核酸检测微流控芯片的结构示意图；图2为本专利技术的全集成病原体核酸检测微流控芯片的正视图；图3为本专利技术的全集成病原体核酸检测微流控芯片的后视图；图4为本专利技术的全集成病原体核酸检测微流控芯片的试剂存储套管的结构示意图；图5为具体实施例1中的检测结果图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本专利技术，而不是为了限制本专利技术的范围。以下提供的实施例可作为本
普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本专利技术的限制。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。本专利技术提供一种全集成病原体核酸检测微流控芯片，如图1所示包括流体管道层1、弹性胶带层2和试剂存储层3，所述流体管道层包括流体管道，可对试剂进行微量操作；复溶腔室，可供冻干试剂进行复溶；核酸捕获滤纸固定位，可固定滤纸以进行核酸捕获；反应腔室，可供核酸扩增腔室以对滤纸捕获后的核酸进行原位扩增。所述弹性胶带层，选用双面胶基材，对流体管道层和试剂存储层进行粘接，以封装芯片。通过局部去粘性处理还可配合其弹性特点起弹性阀作用，以配本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全集成病原体核酸检测微流控芯片，其特征在于，包括流体管道层、弹性胶带层和试剂存储层，所述试剂存储层用于分别存储采集液、清洗液、反应试剂和废液的腔室，所述流体管道层内设有带有捕获滤纸的原位提取扩增腔室，所述弹性胶带层夹设在流体管道层和试剂存储层之间，所述试剂存储层中的储采集液、清洗液和反应试剂在外力作用下穿过弹性胶带层流至流体管道层，并通过流体管道层的流道流至原位提取扩增腔室进行反应。/n

【技术特征摘要】
1.一种全集成病原体核酸检测微流控芯片，其特征在于，包括流体管道层、弹性胶带层和试剂存储层，所述试剂存储层用于分别存储采集液、清洗液、反应试剂和废液的腔室，所述流体管道层内设有带有捕获滤纸的原位提取扩增腔室，所述弹性胶带层夹设在流体管道层和试剂存储层之间，所述试剂存储层中的储采集液、清洗液和反应试剂在外力作用下穿过弹性胶带层流至流体管道层，并通过流体管道层的流道流至原位提取扩增腔室进行反应。


2.根据权利要求1所述的全集成病原体核酸检测微流控芯片，其特征在于，所述试剂存储层包括依次设置的采集液腔室、清洗液腔室、反应试剂存储套管、混匀腔室和废液池；所述采集液、清洗液、反应试剂分别密封存储在采集液腔室、清洗液腔室、反应试剂存储套管中。


3.根据权利要求2所述的全集成病原体核酸检测微流控芯片，其特征在于，所述反应试剂存储套管包括由下至上一次连接的下端旋冒、储液腔室和上端旋冒，所述上端旋冒上连接有推杆，所述胶塞球位于储液腔室的底壁与推杆之间，所述试剂存储层上设有与储液腔室下端相匹配的接口。


4.根据权利要求2或3所述的全集成病原体核酸检测微流控芯片，其特征在于，所述流体管道层上与混匀腔室对应位置设有原位提取扩增腔室中设有捕获滤纸固定位，用于捕获核酸的捕获滤纸连接在捕获滤纸固定位处；所述混匀腔室对应位置设有原位提取扩增腔室之间的弹性胶带层设有去粘性层。


5.根据权利要求4所述的全集成病原体核酸检测微流控芯片，其特征在于，所述流体管道层上与采集液腔室对应的位置设有采集液池，所述采集液池与采集液腔室之间的弹性胶带层设有由上向下连通的单向阀；所述流体管道层上与清洗液腔室对应的位置设有清洗液...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，李保，李尚霖，林宝宝，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11