一种快速分子诊断的微流控芯片制造技术

本发明专利技术涉及医疗器械技术领域，特别是指一种快速分子诊断的微流控芯片包括：基体，包括纯化腔、缓冲腔、定量室、废液腔、PCR试剂腔、高温扩增腔和中温扩增腔，定量室与废液腔位于同一腔室，通过隔条隔开，当定量室内充满核酸提取液时，多余的核酸提取液通过隔条顶端流入所述废液腔；中温扩增腔通过中温区S型通道连通PCR试剂腔，中温扩增腔与高温扩增腔通过扩增腔连接通道连通，高温扩增腔通过高温区S型通道连通至定量室。本发明专利技术通过合理设计通道，以及纯化腔、缓冲腔、PCR试剂腔、高温扩增腔和中温扩增腔，通过对微阀和活塞杆的驱动实现核酸的提取、扩增和荧光检测全自动检测过程，有效控制检测试剂用量，提高检测速度。提高检测速度。提高检测速度。

【技术实现步骤摘要】
一种快速分子诊断的微流控芯片


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，特别是指一种快速分子诊断的微流控芯片。

技术介绍

[0002]分子诊断是体外诊断的重要分支。PCR(聚合酶链式反应)技术是分子诊断技术中心应用最为广泛的技术之一。PCR技术包含复杂的处理流程，包括试剂制备、核酸提取、核酸扩增、结果分析等。传统PCR存在如下缺点：(1)实验室场地要求高，为避免样本污染，样本制备、试剂制备、核酸提取、核酸扩增四个环节必须严格分区，四个分区内的气压逐渐降低，实验室内人流和物流路线也需要严格遵守规定；(2)人员操作要求高，分子诊断检测人员需具备一定的专业技能，需持证上岗；(3)成本高，分子诊断流程涉及多种专用设备，成本昂贵。
[0003]微流控技术指使用微管道处理或操纵微小流体的系统所涉及的科学和技术，是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科。微流控技术可将检测过程集中在厘米至微米级的芯片上，使整个检测实现微型化和自动化，从而大大降低检测过程对场地、人员和设备的要求，实现“样本进、结果出”的一步法检测。
[0004]PCR检测对场地、人员、设备有很高的要求，微流控技术有可以有效实现检测的集成化和自动化，因此，微流控技术成为分子诊断领域一条很有前景的技术路线。
[0005]美国专利US8673238B2公开了Cepheid公司的GeneXpert分子诊断试剂盒和专门对该试剂盒进行全自动分析的测试仪器，是一个典型分子诊断微流控产品，该专利公开了试剂盒内部分为多个腔室，中间的腔室设计一个可以上下移动的活塞。通过试剂盒底部的一个旋转阀，可将中间的活塞腔室分别与四周的试剂腔室联通，从而实现试剂的流动控制。在试剂盒后部设计有一个反应管，提取好的核酸和PCR试剂的混合液打入反应管，实现核酸扩增。但是该试剂盒结构复杂，有多个密封环节，尤其是旋转阀，需要实现运动密封，对生产工艺有很高的要求。
[0006]美国专利US8940526B2公开了BioFire公司的FilmArray微流控芯片，该专利对同一个血液样品进行一次测试便可以检测24种病原体，该专利具体公开了芯片分为上面的储液管部分和下面的反应层部分。储液管部分预置冻干试剂，芯片使用时再加入溶解液复融，且样本需要预处理后向微流控芯片加入样本溶液。反应层部分采用柔性袋实现细胞裂解区、核酸纯化区、扩增区的分区设计，液体在不同区之间流动是通过设备内的气囊挤压实现。该微流控芯片材料成本低，但加工难度较大。另外该专利柔性膜难以实现精确定位，且气囊挤压存在死角，因此芯片内部试剂无法精确控制，会存在死角，试剂总用量较大。
[0007]中国专利申请CN108291184A公开了日本NGS公司设计的一种微流控芯片，用以实现PCR扩增。该专利申请PCR反应液在微流控芯片外部配置好后，通过移液枪加至微流控芯片。微流控芯片内部有高温和低温两个区域，每个区域为S型流道。高温和低温两个区域分别通过两个气孔与外部的气路接口相连，通过气路接口驱动PCR反应液在高温区和低温区之间流动。高低温两个区域和气孔间有过滤器，避免液体被吸入气路。专利申请的方案仅包括了扩增区域，不含提纯功能，虽然芯片内部和外部之间通过过滤器隔离，但气体依然可以
通过，并非完全密封，容易造成气溶胶污染。

技术实现思路

[0008]为了解决现有技术中微流控芯片工艺复杂、成本高、检测试剂用量大，以及检测速度慢的技术问题，本专利技术的一个实施例提供了一种快速分子诊断的微流控芯片，所述微流控芯片包括：基体，
[0009]所述基体包括样本腔，以及多个试剂管腔，多个所述试剂管腔，用于容纳不同的试剂管；多个所述试剂管腔底部设置底部穿刺针；
[0010]所述样本腔和多个所述试剂管腔连通第一通道，所述样本腔和多个所述试剂管腔与所述第一通道之间，通过微阀组控制导通或截断；
[0011]所述第一通道连通第二通道，所述第二通道连通纯化腔，所述纯化腔连通第三通道，所述第三通道分别连通第四通道和缓冲腔，所述第四通道连通定量室；
[0012]所述基体还包括通气孔，所述通气孔连通通气腔，所述通气腔连通废液腔，所述通气腔与所述废液腔之间，通过定量微阀导通或截断；
[0013]其中，所述定量室与所述废液腔位于同一腔室，通过隔条隔开，当所述定量室内充满核酸提取液时，多余的核酸提取液通过所述隔条顶端流入所述废液腔；
[0014]所述基体还包括PCR试剂腔、高温扩增腔和中温扩增腔，所述PCR试剂腔连通所述通气腔，所述PCR试剂腔与所述通气腔之间，通过扩增微阀导通或截断；
[0015]所述中温扩增腔通过中温区S型通道连通所述PCR试剂腔，所述中温扩增腔与所述高温扩增腔通过扩增腔连接通道连通，所述高温扩增腔通过高温区S型通道连通至所述定量室；
[0016]所述基体设置活塞组件，所述活塞组件包括活塞腔，以及嵌入所述活塞腔内的活塞，所述缓冲腔连通所述活塞腔；
[0017]所述基体上方安装穿刺针架，所述穿刺针架上设置顶部穿刺针，所述穿刺针架上方安装上壳，所述上壳以旋拧的方式安装旋帽，所述基体两侧键合前侧封膜和后侧封膜，所述高温扩增腔和所述中温扩增腔侧面键合扩增腔封膜。
[0018]在一个较佳的实施例中，所述定量室为三角状结构，位于所述隔条的上侧；所述废液腔位于所述隔条的下侧。
[0019]在一个较佳的实施例中，所述定量室的容积，等于或者大于所述高温扩增腔、所述中温扩增腔的容积。
[0020]在一个较佳的实施例中，所述高温扩增腔和所述中温扩增腔位于所述基体的一侧，通过扩增腔封膜覆盖所述高温扩增腔和所述中温扩增腔。
[0021]在一个较佳的实施例中，多个所述试剂管腔包括：裂解液试剂管腔、第一清洗液试剂管腔、第二清洗液试剂管腔和洗脱液试剂管腔；
[0022]所述微阀组包括裂解液微阀、第一清洗液微阀、第二清洗液微阀和洗脱液微阀；
[0023]所述裂解液微阀控制所述裂解液试剂管腔与所述第一通道的导通或截断，所述第一清洗液微阀控制所述第一清洗液试剂管腔与所述第一通道的导通或截断，所述第二清洗液微阀控制所述第二清洗液试剂管腔与所述第一通道的导通或截断，所述洗脱液微阀控制所述洗脱液试剂管腔与所述第一通道的导通或截断。
[0024]在一个较佳的实施例中，所述所述微阀组还包括样本微阀，所述样本微阀控制所述样本腔与所述第一通道的导通或截断。
[0025]在一个较佳的实施例中，所述微阀组、定量微阀和扩增微阀结构相同，包括：
[0026]位于前侧封膜外侧的微阀顶杆，以及位于前侧封膜内侧的阀芯，所述前侧封膜与所述阀芯之间形成空腔，所述空腔连通第一流道和第二流道。
[0027]在一个较佳的实施例中，所述裂解液试剂管腔内容纳裂解液试剂管，所述第一清洗液试剂管腔内容纳第一清洗液试剂管，所述第二清洗液试剂管腔内容纳第二清洗液试剂管，所述洗脱液试剂管腔内容纳洗脱液试剂管；
[0028]所述裂解液试剂管、所述第一清洗液试本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速分子诊断的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片包括：基体，所述基体包括样本腔，以及多个试剂管腔，多个所述试剂管腔，用于容纳不同的试剂管；多个所述试剂管腔底部设置底部穿刺针；所述样本腔和多个所述试剂管腔连通第一通道，所述样本腔和多个所述试剂管腔与所述第一通道之间，通过微阀组控制导通或截断；所述第一通道连通第二通道，所述第二通道连通纯化腔，所述纯化腔连通第三通道，所述第三通道分别连通第四通道和缓冲腔，所述第四通道连通定量室；所述基体还包括通气孔，所述通气孔连通通气腔，所述通气腔连通废液腔，所述通气腔与所述废液腔之间，通过定量微阀导通或截断；其中，所述定量室与所述废液腔位于同一腔室，通过隔条隔开，当所述定量室内充满核酸提取液时，多余的核酸提取液通过所述隔条顶端流入所述废液腔；所述基体还包括PCR试剂腔、高温扩增腔和中温扩增腔，所述PCR试剂腔连通所述通气腔，所述PCR试剂腔与所述通气腔之间，通过扩增微阀导通或截断；所述中温扩增腔通过中温区S型通道连通所述PCR试剂腔，所述中温扩增腔与所述高温扩增腔通过扩增腔连接通道连通，所述高温扩增腔通过高温区S型通道连通至所述定量室；所述基体设置活塞组件，所述活塞组件包括活塞腔，以及嵌入所述活塞腔内的活塞，所述缓冲腔连通所述活塞腔；所述基体上方安装穿刺针架，所述穿刺针架上设置顶部穿刺针，所述穿刺针架上方安装上壳，所述上壳以旋拧的方式安装旋帽，所述基体两侧键合前侧封膜和后侧封膜，所述高温扩增腔和所述中温扩增腔侧面键合扩增腔封膜。2.根据权利要求1所述的快速分子诊断的微流控芯片，其特征在于，所述定量室为三角状结构，位于所述隔条的上侧；所述废液腔位于所述隔条的下侧。3.根据权利要求1所述的快速分子诊断的微流控芯片，其特征在于，所述定量室的容积，等于或者大于所述高温扩增腔、所述中温扩增腔的容积。4.根据权利要求1所述的快速分子诊断的微流控芯片，其特征在于，所述高温扩增腔和所述中温扩增...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雷，张萌，余占江，
申请(专利权)人：苏州思迈德生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：