一种微流控核酸提取检测盒、检测系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种微流控核酸提取检测盒、检测系统，涉及分子检测技术领域。包括：自上而下依次设置的上盖板、芯片层和下盖板，上盖板开设有进样口，芯片层上设置有样本腔、裂解液存储腔、清洗液存储腔、洗脱液存储腔、混合腔、扩增腔、缓冲腔、旋转切换阀、废液腔和流道。本实用新型专利技术提供的旋转切换阀只涉及到扩增腔、提取液路和废液的两路相连，因此只需实现三通即可。本实用新型专利技术提供的阀体结构设计简单，可以极大程度上降低芯片及检测盒的成本。此外，旋转切换阀操作简化，有助于提高导流分液效率，可加快核酸扩增和提取的效率，将核酸提取、扩增和检测集成于一体，具有良好的应用前景。前景。前景。

【技术实现步骤摘要】
一种微流控核酸提取检测盒、检测系统


[0001]本技术涉及分子检测
，具体而言，涉及一种微流控核酸提取检测盒、检测系统。

技术介绍

[0002]微流控芯片是一类以微机电加工技术为基础的，在各类材质如硅基、玻璃、塑料等基底上形成网络化的流道，并用于生物、化学等领域的分析检测的技术。微流控芯片通常在芯片上需要集成微泵、微阀等部件，实现液体的驱动控制。近年来，由于微流控芯片的可集成特性，在微流控芯片上实现核酸提取、扩增等功能成为微流控领域研究的热点。
[0003]而在微流控芯片上若要实现核酸的提取和扩增，需要结合微阀和泵等较为复杂的配合。如CN107129939B专利记载的内容，在芯片上设有旋转导流阀，导流阀与存储试剂的凹槽、废液池。吸附池、扩增池、称量池、捕获池等多个腔室连接，根据核酸提取的流程，依次通过旋转导流阀连实现裂解池、清洗池、洗脱池与废液池的连通，最后再连通扩增池进行扩增。该技术方案涉及到多次的选旋转导流阀的切换，且对导流阀的操作精度要求较高，因此整体的操作较为复杂，耗时较高，不利于微流控核酸提取的时效快速的要求。此外，由于导流阀与众多的腔室相连，对导流阀的设计要求较高，设计更加复杂，如专利CN110857743B和CN 112958173A中记载的内容，该类的旋转导流阀设计及材料使用要求较高，涉及到多个通孔及材料的使用，加大了微流控芯片的成本。
[0004]鉴于此，特提出本技术。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种微流控核酸提取检测盒、检测系统以解决上述技术问题。
[0006]本技术是这样实现的：
[0007]本技术提供了一种微流控核酸提取检测盒，其包括：自上而下依次设置的上盖板、芯片层和下盖板，上盖板开设有进样口，芯片层上设置有样本腔、裂解液存储腔、清洗液存储腔、洗脱液存储腔、混合腔、扩增腔、缓冲腔、旋转切换阀、废液腔和流道；
[0008]样本腔、裂解液存储腔、清洗液存储腔和洗脱液存储腔均通过微通道与混合腔连通，混合腔通过设置两个流道分别与扩增腔和缓冲腔连通，且两个流道的出液端均与旋转切换阀相连，旋转切换阀与废液腔通过微通道相连以控制混合腔中液体的排出；缓冲腔设置于混合腔与旋转切换阀的流道上；
[0009]废液腔还设置有外部驱动接口。
[0010]本技术将旋转切换阀设计在液体混合腔室后，使得旋转阀无需单独的连接全部的腔室，因此无需频繁切换旋转阀的导流方向。经过上述提取检测盒，本技术提供的旋转切换阀只涉及到扩增腔、提取液路(包括裂解、清洗和洗脱)和废液的两路相连，因此只需实现三通即可。本技术提供的阀体结构设计简单，可以极大程度上降低芯片及检测
盒的成本。此外，旋转切换阀操作简化，有助于提高导流分液效率，可加快核酸扩增和提取的效率，将核酸提取、扩增和检测集成于一体，具有良好的应用前景。
[0011]具体地，上盖板可由如PDMS等弹性塑料组成，或者是普通塑料膜片等材料组成，该部分主要用于与芯片层上各腔室的密封，上盖板上至少设有一个进样口以方便进样。弹性塑料例如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、乳胶、热塑性橡胶(TPR)、热塑性弹性体(TPE)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)、硅胶和聚氯乙烯(PVC)中的一种或多种。
[0012]芯片层可由透明的塑料材质组成，如PC，PMMA，PDMS，ABS等。该部分用于核酸提取试剂的封装，作为核酸提取流程和扩增流程反应的载体。
[0013]下盖板材料可以选用和芯片层材料一致的塑料材质，也可由不同的塑料材质组成，该部分用于芯片层内流道层的密封以及提供穿刺结构(即凸起)和阀体材料容纳腔室。
[0014]需要说明的是，在实际实施时，可根据各部分不同材料的选择可以选择不同的加工和密封方式。上盖板例如可以是普通的塑料膜片，可以选择冲切或者激光切割成型，可以选择用双面胶与中间芯片层密封。若上盖板为弹性塑料可以选择3D打印，模具浇筑或者注塑成型等工艺加工，可以选择用胶粘连与中间芯片层连接。
[0015]特殊地，如上盖板与中间芯片层均为PDMS时可以采用等离子耦合(Plasma)键合密封。中间层可以通过3D打印或者注塑等方式加工成型，下层盖板由于结构较为简单，除3D打印与注塑亦可通过CNC加工或者模具浇筑等方式，如可通过3D打印出PC材料的下盖板，CNC加工PMMA的下盖板，或是以SU
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8为阳模进行浇筑的PDMS盖板。下盖板与中间层的粘接除了胶粘键合及Plasma方式外还可以通过超声键合等方式进行密封。
[0016]本技术使用到的核酸提取试剂以泡罩的方式预先封装在对应的腔室内，包括裂解液存储腔、清洗液存储腔、洗脱液存储腔。使用时，可通过启动外部试剂释放模块，通过按压裂解液腔室的位置，使得腔室内的泡罩在压力和下盖板底部对应位置的凸起结构作用下破裂，释放裂解液、清洗液或洗脱液。
[0017]混合腔作为各类试剂与样本混合反应及核酸提取的场所，缓冲腔用于对混合腔中液体进行缓冲，扩增腔室内作为扩增试剂预封装以及核酸扩增和检测的场所。废液腔吸取核酸提取提供过程中产生的废液。可根据需要设置易吸水的海绵等材料实现快速吸水。
[0018]设置外接的驱动接口，这样通过外接驱动，实现核酸提取试剂对样本的提取，以及样本进行分配进入扩增区域实现扩增检测。
[0019]在本技术应用较佳的实施方式中，混合腔的进液侧的微通道上还设置有膨胀阀。膨胀阀常开，该阀腔室内含有对应的应激材料，只有受到外部的刺激后，该阀会关闭，阻断流道。例如应激材料可为热应激的膨胀材料，当加入洗脱液后可关闭此阀，使得液体进入扩增腔进行扩增。
[0020]在本技术应用较佳的实施方式中，扩增腔靠近混合腔的流道上设置有膨胀阀。当分配完扩增样本后，对阀的位置局部加热到一定的温度范围内，膨胀材料发生膨胀，阻断流道，使扩增腔室形成密闭独立腔室进行扩增反应。膨胀材料可以是发泡微球材料或是其与弹性塑料的复合体。
[0021]在本技术应用较佳的实施方式中，扩增腔的数目至少为两个，且多个扩增腔并联设置。例如扩增腔的数目为2
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10个，例如3个，5个或8个。
[0022]在一种可选的实施方式中，每个扩增腔均设置有进液流道支路和出液流道支路，
出液流道支路与流道连通，进液流道支路与扩增腔靠近混合腔的流道上的膨胀阀连通。
[0023]在本技术应用较佳的实施方式中，外部驱动接口与外部的驱动模块连接，驱动模块选自活塞杆、液压活塞、活塞球、泵、按压球和按压膜。驱动模块可以是活塞泵或是气动泵，为芯片内液体的驱动提供正负压。
[0024]在本技术应用较佳的实施方式中，外部驱动接口上还设有透气隔水膜。防止液体的过度吸出。
[0025]在本技术应用较佳的实施方式中，下盖板在裂解液存储腔、清洗液存储腔和洗脱液存储腔下方均设置有凸起，以刺破位于裂解液存储腔、清洗液存储腔、洗脱液存储腔中底部封装的试剂薄膜。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微流控核酸提取检测盒，其特征在于，其包括：自上而下依次设置的上盖板、芯片层和下盖板，所述上盖板开设有进样口，所述芯片层上设置有样本腔、裂解液存储腔、清洗液存储腔、洗脱液存储腔、混合腔、扩增腔、缓冲腔、旋转切换阀、废液腔和流道；所述样本腔、裂解液存储腔、清洗液存储腔和洗脱液存储腔均通过微通道与所述混合腔连通，所述混合腔通过设置两个流道分别与扩增腔和缓冲腔连通，且所述两个流道的出液端均与所述旋转切换阀相连，所述旋转切换阀与所述废液腔通过微通道相连以控制混合腔中液体的排出；所述缓冲腔设置于所述混合腔与所述旋转切换阀的流道上；所述废液腔还设置有外部驱动接口。2.根据权利要求1所述的微流控核酸提取检测盒，其特征在于，所述混合腔的进液侧的微通道上还设置有膨胀阀。3.根据权利要求1所述的微流控核酸提取检测盒，其特征在于，所述扩增腔靠近所述混合腔的流道上设置有膨胀阀。4.根据权利要求3所述的微流控核酸提取检测盒，其特征在于，所述扩增腔的数目至少为两个，且多个所述扩增腔并联设置。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖辉，程宝林，翁丹容，张伟，王栋斌，
申请(专利权)人：广东凯普科技智造有限公司，
类型：新型
国别省市：