一种防止核酸气溶胶溢出的生物芯片装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于微流控技术领域，具体涉及一种防止核酸气溶胶溢出的生物芯片装置。本实用新型专利技术的生物芯片装置，包括外壳，所述外壳中设置有动力模块、流路结构和气压补偿模块，所述动力模块和气压补偿模块分别设置在流路结构的两端。装置内部形成一体化的密闭空间，基于常规的动力装置，即可在装置内部实现流体驱动、生化反应等功能，并保证装置内气压的平衡与稳定，与外界无气体交换和连通，避免气溶胶逸出的风险及其对人员和环境潜在的影响，具有很好的应用前景。很好的应用前景。很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种防止核酸气溶胶溢出的生物芯片装置


[0001]本技术属于微流控
，具体涉及一种防止核酸气溶胶溢出的生物芯片装置。

技术介绍

[0002]分子诊断是指应用分子生物学方法检测患者体内内源性或外源性遗传物质的结构或表达水平的变化而做出诊断的技术，属于体外诊断(In Vitro Diagnosis, IVD)领域的重要分支。由于分子诊断具有灵敏度更高、特异性更强的特点，其被广泛应用于传染性疾病、血液筛查、遗传性疾病和伴随诊断等领域，是IVD领域发展最快的细分领域。在分子诊断大类中，聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）技术和恒温扩增技术是发展最为成熟、产业化程度最高、应用形式最多样的技术，也是其他分子诊断技术得以发展和应用的基础，例如，测序技术、基因芯片技术等。
[0003]PCR技术在进行核酸的提取和扩增过程中，一个必须要注意的问题就是核酸气溶胶污染。核酸气溶胶污染是实验室中极易出现的一种空气污染。空气与液体的液面摩擦，离心机离心，剧烈摇动反应管，PCR开盖，移液器反复吸样，污染物外泄等情况均会产生核酸气溶胶。这类污染的危害对于PCR实验结果尤其显著：极微量的核酸气溶胶污染，即可形成假阳性。更严重的是，一旦形成气溶胶污染，则可引起整个PCR实验室污染，甚至需要关闭实验室。因而，防止核酸片段以气溶胶的形式逸出造成污染，是发展核酸扩增技术时需要兼顾考虑和重点防止的方向。
[0004]器官芯片（Organ
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chip）是一种通过微芯片制造方法制造的体外微流体细胞培养装置。该装置包含连续灌注腔室，具有多细胞层结构、组织界面、物理化学微环境以及人体血管循环，用以模拟整个器官和器官系统活动、力学特性和生理反应。也可认为是可模拟和重构人体器官生理功能的细胞培养微工程设备。在开发器官芯片的过程中，重要的一点是防止外界的污染物质在气/液循环和过程中进入芯片中，造成模型的污染。
[0005]除了在专业的实验室按照标准操作规程进行，尤其在涉及开盖、移液等人工操作的环节尽量小心之外，目前在涉及核酸处理和器官芯片的仪器设备中，防止核酸气溶胶逸出和污染的方法主要有，设置高效空气过滤器（High Efficiency Particulate Air Filter, HEPA）等过滤性装置，设置紫外线杀菌灯等物理灭活装置等。
[0006]在具有功能全集成特点，且可实现“样本进—结果出”的分子诊断卡盒或器官芯片使用时，理想的防止核酸气溶胶逸出和污染的方案应该是，自样本加入，到结果输出，均在一完全密闭的空间内进行，此空间与外环境无气体交换，或至少是没有气体排出。微流控技术、微加工技术相结合构建的便携即时诊断（Point of Care Testing, POCT）式生物芯片，具有功能集成，系统密闭，一次性使用等的特点，是实现无核酸气溶胶逸出和污染的分子诊断产品的最佳方案之一。如专利CN111205966，可实现气体在离心盘内部循环，该方案需要借助离心进行操作，对于离心的方向、加速度，均具有较高要求，否则容易出现气压不平衡导致的液体回流、流道串扰等问题，专利EP2574400B1，采用逐级向上挤压的方式完成气—
液交换，尽管可以实现核酸提取到扩增检测无液体排除测试管，但该测试管顶部具有透气膜结构，在反应过程中会有气体排出测试管，即存在污染的风险，除此之外，较高的死体积残留可能不利于该方案的实际应用等。总之，现有的用于防止核酸气溶胶溢出的生物芯片在使用中还存在液体回流、流道串扰和气体泄漏等问题，本领域仍然需要开发结构更加完善的生物芯片装置。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的问题，本技术提供一种防止核酸气溶胶溢出的生物芯片装置，目的在于提供一种使用方便、密闭效果良好的生物芯片装置。
[0008]一种防止核酸气溶胶溢出的生物芯片装置，包括外壳，所述外壳中设置有动力模块、流路结构和气压补偿模块，所述动力模块和气压补偿模块分别设置在流路结构的两端；
[0009]所述动力模块包括第一滑槽和活塞，所述活塞与所述第一滑槽配合，所述第一滑槽的一端与所述流路结构连通；
[0010]所述气压补偿模块包括第二滑槽和滑块，所述滑块与所述第二滑槽配合，所述第二滑槽的一端与所述流路结构连通，所述第二滑槽的另一端与所述外壳的外部连通。
[0011]优选的，所述流路结构包括至少一个腔室，所述腔室相互连通，所述腔室包括样本容纳腔室、试剂加载和容纳腔室、混匀和反应腔室、检测腔室中的至少一种。
[0012]优选的，所述腔室包括相互连通的液体容纳腔室和反应腔，所述液体容纳腔室和气压补偿模块之间设置有气体进出通道，所述反应腔通过一根流道与所述动力模块连通。
[0013]优选的，所述流路结构包括流道选择模块、第一反应腔、第二反应腔和废液腔，所述第一反应腔和第二反应腔连通，所述第一反应腔和废液腔连通；
[0014]所述第一反应腔、第二反应腔和废液腔分别通过流道与所述流道选择模块连通，所述流道选择模块用于将所述气压补偿模块与至少一根所述流道连通。
[0015]优选的，所述流道选择模块包括选择阀芯和选择流道，所述选择阀芯和选择流道相互配合，所述流道的端口分别设置在选择流道轴向上的不同位置；
[0016]所述选择阀芯内部设置有轴向通孔，所述轴向通孔与所述气压补偿模块通过气路连通，所述选择阀芯侧面设置有至少一个径向通孔，所述径向通孔连通所述轴向通孔与所述选择阀芯的外侧，所述选择阀芯表面设置有至少两个密封圈，所述径向通孔位于两个密封圈之间。
[0017]优选的，所述第一反应腔和第二反应腔之间设置有单向阀，所述第一反应腔和废液腔之间设置有单向阀。
[0018]优选的，所述第一反应腔前端设置有至少一个加样口，所述加样口与所述动力模块连通；
[0019]至少一个所述加样口中设置有试剂释放机构，所述试剂释放机构包括试剂释放控制模块和试剂释放移动滑槽，所述试剂释放控制模块和试剂释放移动滑槽相互配合，所述试剂释放移动滑槽和加样口之间通过试剂释放孔连接，所述试剂释放孔中设置有能够被试剂释放控制模块刺破的试剂封堵口，所述试剂释放移动滑槽下部设置有与第一反应腔连通的流道。
[0020]优选的，所述第一反应腔侧面设置有振动传导薄膜；所述第一反应腔中设置有磁
棒套。
[0021]优选的，所述动力模块连接有外部动力控制模块，所述外部动力控制模块为顶杆或气囊。
[0022]本技术中，所述“反应腔”是指可用于作为实施试剂和样品的存储、预处理、提纯、反应和检测等操作步骤的空间。
[0023]本技术可形成一体化的密闭空间，使装置内部和外环境实现分隔，内部产生的气溶胶无外溢环境的风险，外部的污染物也不会进入内部环境造成污染。通过动力模块驱动流路结构中的液体运动，通过气压补偿模块维持内外部的气压平衡。本技术的装置一次性使用，样本加入后直至得到结果的过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防止核酸气溶胶溢出的生物芯片装置，其特征在于：包括外壳，所述外壳中设置有动力模块、流路结构和气压补偿模块，所述动力模块和气压补偿模块分别设置在流路结构的两端；所述动力模块包括第一滑槽（1）和活塞（2），所述活塞（2）与所述第一滑槽（1）配合，所述第一滑槽（1）的一端与所述流路结构连通；所述气压补偿模块包括第二滑槽（7）和滑块（8），所述滑块（8）与所述第二滑槽（7）配合，所述第二滑槽（7）的一端与所述流路结构连通，所述第二滑槽（7）的另一端与所述外壳的外部连通。2.按照权利要求1所述的防止核酸气溶胶溢出的生物芯片装置，其特征在于：所述流路结构包括至少一个腔室，所述腔室相互连通，所述腔室包括样本容纳腔室、试剂加载和容纳腔室、混匀和反应腔室、检测腔室中的至少一种。3.按照权利要求2所述的防止核酸气溶胶溢出的生物芯片装置，其特征在于：所述腔室包括相互连通的液体容纳腔室（3）和反应腔（6），所述液体容纳腔室（3）和气压补偿模块之间设置有气体进出通道（4），所述反应腔（6）通过一根流道（5）与所述动力模块连通。4.按照权利要求1所述的防止核酸气溶胶溢出的生物芯片装置，其特征在于：所述流路结构包括流道选择模块、第一反应腔（6
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1）、第二反应腔（6
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2）和废液腔（19），所述第一反应腔（6
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1）和第二反应腔（6
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2）连通，所述第一反应腔（6
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1）和废液腔（19）连通；所述第一反应腔（6
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1）、第二反应腔（6
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2）和废液腔（19）分别通过流道（5）与所述流道选择模块连通，所述流道选择模块用于将所述气压补偿模块与至少一根所述流道（5）连通。5.按照权利要求4所述的防止核酸气溶胶溢出的生物芯片装置，其特征在于：所述流道选择模块包括选择阀芯（9）和选择流道（10），所述选择阀芯（9）和选择流道（10）相互配合，所述流道（5）的端口分别设置在选择流道（10）轴向上的不同位置；所述选择阀芯（9）内部设置有轴向通孔（9
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【专利技术属性】
技术研发人员：秦静波，伍文彬，
申请(专利权)人：成都中医药大学，
类型：新型
国别省市：