一种依靠拉伸力驱动的核酸检测芯片及核酸检测设备制造技术

一种依靠拉伸力驱动的核酸检测芯片及核酸检测设备，该芯片包括层叠设置在一起的顶层、流道层以及密封层，其中，样本储液腔室和反应液储液腔室通过应变阀连接可拉伸弹性混合流道的入口，可拉伸弹性混合流道的出口连接检测腔室，检测腔室连接通气口，其中，应变阀为常闭状态，可拉伸弹性混合流道与应变阀共同形成拉伸时吸液的弹性泵，拉伸流道层时，应变阀产生形变而打开，可拉伸弹性混合流道产生形变而扩张，产生的气压差驱动反应液和样本液经应变阀流入混合流道，混液后进入检测腔室，从而在检测腔室中进行核酸恒温扩增反应及检测。使用该芯片，可以通过简便快捷的操作一步实现核酸的扩增和检测，快速得到目标物检测结果，提高检测效率。检测效率。检测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种依靠拉伸力驱动的核酸检测芯片及核酸检测设备


[0001]本专利技术涉及微流控芯片技术和分子诊断等领域，特别是涉及一种依靠拉伸力驱动的核酸检测芯片及核酸检测设备。

技术介绍

[0002]许多主要疾病是由病毒引起的，并且容易发生全球安全紧急情况。分子诊断是进行疾病筛查的有效工具。通常，获得的样品(例如血液或尿液)的核酸浓度低，并且需要扩增作为实现检测的手段。核酸检测是用于疾病筛查的有效且实用的手段。但是，传统的检测方法(如聚合酶链反应(PCR)和单核苷酸多态性(SNP))要求具有丰富经验的人员处理多种试剂并需要笨重的设备，而这些都是无法进行有效且低成本的检测的。已开发出许多等温扩增方法，包括基于核酸序列的扩增(NASBA)，重组酶聚合酶扩增(RPA)，解旋酶依赖性扩增(HDA)和环介导的等温扩增(LAMP)。在获得核酸扩增结果方面，传统的方法是实时荧光检测和凝胶电泳，它们依靠实验设备，使其不适合现场诊断。
[0003]作为一种研究工具，微流体在生化分析中起着至关重要的作用，可用于后续的临床诊断，核酸检测和蛋白质分析。
[0004]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于克服上述
技术介绍
存在的缺陷，提供一种依靠拉伸力驱动的核酸检测芯片及核酸检测设备。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种依靠拉伸力驱动的核酸检测芯片，包括层叠设置在一起的顶层、流道层以及密封层，其中所述流道层包含样本储液腔室、反应液储液腔室、样本进样口、反应液进液口、应变阀、可拉伸弹性混合流道、检测腔室以及通气口，所述样本进样口连接所述样本储液腔室，所述反应液进液口连接所述反应液储液腔室，所述样本储液腔室和所述反应液储液腔室均通过所述应变阀连接所述可拉伸弹性混合流道的入口，所述可拉伸弹性混合流道的出口连接所述检测腔室，所述检测腔室连接所述通气口，其中，所述应变阀为常闭状态，所述可拉伸弹性混合流道与所述应变阀共同形成拉伸时吸液的弹性泵，拉伸所述流道层时，所述应变阀产生形变而打开，所述可拉伸弹性混合流道产生形变而扩张，产生的气压差驱动所述反应液储液腔室中的反应液和所述样本储液腔室中的样本液经所述应变阀流入所述混合流道，混液后进入检测腔室，从而在所述检测腔室中进行核酸恒温扩增反应及检测。
[0008]进一步地：
[0009]所述顶层、所述流道层以及所述密封层采用聚二甲基硅氧烷PDMS材料，通过等离子清洗的方式键合。
[0010]所述样本储液腔室和所述反应液储液腔室为毛细流道，所述样本液和所述反应液
可通过毛细作用进入所述样本储液腔室和所述反应液储液腔室。
[0011]所述毛细流道进行了亲水修饰。
[0012]所述可拉伸弹性混合流道为蛇形蜿蜒曲折流道。
[0013]所述检测腔室内预存有冻干的引物。
[0014]一种核酸检测设备，包括所述的核酸检测芯片。
[0015]进一步地：
[0016]还包括用于将所述检测腔室加热至扩增反应所需温度的温度控制装置。
[0017]所述温度控制装置包括恒温加热板。
[0018]还包括荧光信号检测装置，所述荧光信号检测装置用于实时采集所述检测腔室内的荧光信号。
[0019]本专利技术具有如下有益效果：
[0020]本专利技术提拱了一种可依靠拉伸力驱动的核酸检测芯片，其中，所述样本储液腔室和所述反应液储液腔室均通过所述应变阀连接所述可拉伸弹性混合流道的入口，所述可拉伸弹性混合流道的出口连接所述检测腔室，所述检测腔室连接所述通气口，所述应变阀为常闭状态，所述可拉伸弹性混合流道与所述应变阀共同形成拉伸时吸液的弹性泵，拉伸所述流道层时，所述应变阀产生形变而打开，所述可拉伸弹性混合流道产生形变而扩张，产生的气压差驱动所述反应液储液腔室中的反应液和所述样本储液腔室中的样本液经所述应变阀流至所述混合流道混液后进入检测腔室，从而在所述检测腔室中进行核酸恒温扩增反应及检测。本专利技术核酸检测芯片的结构简单，操作控制方便，可在该芯片上实现自动化加样、反应及检测，且该芯片可批量化、低成本加工。在该芯片上检测核酸的过程中，可准确控制试剂用量，降低试剂消耗，保证检测结果的可靠、稳定以及可快速获得。本专利技术能够极大简化操作，缩短检测时间，同时也发挥出微流控芯片技术本身的优势(低成本、自动化等)，满足临床中快速诊断的需要。
[0021]进一步地，芯片储液腔室仅依靠毛细作用力来取样，从而节省了标准实验室耗材并减少了通用支持仪器。适合从人体表面收集的微观样本，例如汗液，眼泪和尿液。使用PDMS作为芯片材料，其缺点是具有疏水性，并且经过亲水处理后相对较快地恢复为疏水性。可进行等离子体处理，然后再涂以PVP溶液，以扩展材料的亲水性。此外，可以在芯片上更直观地看到颜色。
附图说明
[0022]图1为本专利技术一种实施例的依靠拉伸力驱动的核酸扩增基于PH比色检测的微流控芯片的结构示意图；
[0023]图2为图1中流道层(2)的结构示意图；
[0024]图3为图1中顶层(1)的结构示意图；
[0025]图4为本专利技术一种实施例中的混合流道作为弹簧泵的工作原理图。
具体实施方式
[0026]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。
[0027]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耦合或连通作用。
[0028]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。
[0029]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。
[0030]参阅图1至图4，在一种实施例中，一种依靠拉伸力驱动的核酸检测芯片，包括层叠设置在一起的顶层1、流道层2以及密封层3，其中所述流道层2包含样本储液腔室4、反应液储液腔室5、样本进样口6、反应液进液口7、应变阀8、可拉伸弹性混合流道9、检测腔室10以及通气口11，所述样本进样口6连接所述样本储液腔室4，所述反应液进液口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种依靠拉伸力驱动的核酸检测芯片，其特征在于，包括层叠设置在一起的顶层、流道层以及密封层，其中所述流道层包含样本储液腔室、反应液储液腔室、样本进样口、反应液进液口、应变阀、可拉伸弹性混合流道、检测腔室以及通气口，所述样本进样口连接所述样本储液腔室，所述反应液进液口连接所述反应液储液腔室，所述样本储液腔室和所述反应液储液腔室均通过所述应变阀连接所述可拉伸弹性混合流道的入口，所述可拉伸弹性混合流道的出口连接所述检测腔室，所述检测腔室连接所述通气口，其中，所述应变阀为常闭状态，所述可拉伸弹性混合流道与所述应变阀共同形成拉伸时吸液的弹性泵，拉伸所述流道层时，所述应变阀产生形变而打开，所述可拉伸弹性混合流道产生形变而扩张，产生的气压差驱动所述反应液储液腔室中的反应液和所述样本储液腔室中的样本液经所述应变阀流入所述混合流道，混液后进入检测腔室，从而在所述检测腔室中进行核酸恒温扩增反应及检测。2.如权利要求1所述的核酸检测芯片，其特征在于，所述顶层、所述流道层以及所述密封层采用聚二甲基硅氧烷PDMS...

【专利技术属性】
技术研发人员：弥胜利，李想，赵笑宇，杨伟豪，黄嘉骏，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：