微流控检测芯片、自动提取检测分析设备及方法技术

提供一种微流控检测芯片，包括基板和位于基板上下表面的膜层以及切换阀，膜层和基板限定出多个微通道和多个腔室，该芯片还包括用于储存试剂的切换阀和囊泡，切换阀可旋转地设置在所述阀室上，包括多个连通槽，基板与切换阀的对接位置处形成阀室，阀室内包括多个孔腔，各孔腔通过各微流道与囊泡和腔室连通，其中，连通槽凭借切换阀的旋转角度，切换与各孔腔的连通状态，进而实现连通各腔室和/或囊泡的微通道间的连通或封闭，进而切换流体的流路，以集成多个检测环节。还提供一种自动提取检测分析设备及方法。析设备及方法。析设备及方法。

【技术实现步骤摘要】
微流控检测芯片、自动提取检测分析设备及方法


[0001]本专利技术涉及核酸检测生化分析仪器领域，具体涉及微流控分液的微量试剂反应装置。

技术介绍

[0002]传统的PCR仪器通常采用PCR反应管作为试剂反应体系的容器，一般有单管、8连管和96孔板PCR板等。传统核酸检测方式中，反应试剂一般需要单独进行样本前处理，包括样本混匀、试剂添加、样本转移等步骤。前述过程中人为操作因素影响核酸提取的纯度和效率，其一致性和重复性会影响实验结果；还存在核酸反应试剂分液不均匀、液体回流、反应试剂用量大、反应用时长、成本较高的难题。
[0003]和传统的PCR反应试剂的容器相比较，微流控芯片可以在微小体积范围内进行生物、化学反应，具有所需试剂体积小、检测灵敏高、反应速度快、反应效率高和易于集成等优点。目前的核酸检测方式主要是人工处理样本，再使用PCR仪器进行核酸分析。人工操作使得样本的预处理、核酸提取有差异，会影响检测的精确性。此外，人工操作限制了检测的通量和检测的场所，会存在风险。
[0004]有鉴于此，需要提出一种集成核酸混合、提取、转移、测试等环节的全自动化设备。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的是提供一种微流控检测芯片，能够自动化集成多个检测所需环节。
[0006]为实现上述目的的微流控检测芯片包括基板和位于基板上下表面的膜层，所述膜层和所述基板限定出多个微通道和多个腔室，该芯片还包括切换阀；该芯片还包括用于储存试剂的囊泡；所述基板与所述切换阀的对接位置处形成阀室，所述阀室内包括多个孔腔，各所述孔腔通过各微流道与所述囊泡和所述腔室连通；所述切换阀可旋转地设置在所述阀室上，包括多个连通槽；其中，所述连通槽凭借所述切换阀的旋转角度，切换与各所述孔腔的连通状态，进而实现连通各所述腔室和/或所述囊泡的微通道间的连通或封闭，进而切换流体的流路，以集成多个检测环节。
[0007]在一个或多个实施例中，部分所述孔腔设置成在所述切换阀的部分旋转角度下不与所述连通槽连通，部分所述孔腔设置成在所述切换阀的部分旋转角度下始终与所述连通槽连通。
[0008]在一个或多个实施例中，第一部分孔腔围成一区域，第二部分孔腔位于所述区域内或/和外，一部分所述连通槽用于连通所述第一部分孔腔的其中两个或多个，另一部分所述连通槽用于连通所述第一部分孔腔的其中一个或多个和所述第二部分孔腔的其中一个或多个。
[0009]在一个或多个实施例中，该微流控检测芯片包括多个切换阀和多个阀室，各所述腔室通过所述微流道择一地或部分地或全部地与各所述阀室内的切换阀可开闭地连通。
[0010]在一个或多个实施例中，所述囊泡设置在所述膜层外部，通过刺破装置与所述微通道流体地连接；所述刺破装置包括突起刺和凹陷空间，所述微流道与所述凹陷空间连通，所述囊泡被承载于所述凹陷空间内，所述囊泡包括壳膜和所述壳膜围成的容纳空间，所述容纳空间用于装载试剂，所述壳膜与所述突起刺不刺破地预接触，并在壳膜受外部压力时与所述突起刺接触并被刺破，以使试剂流至所述凹陷空间和所述微流道。
[0011]在一个或多个实施例中，所述腔室包括核酸提取腔、PCR扩增试剂腔、废液腔、定量腔和多个PCR反应腔，所述核酸提取腔预埋核酸吸附膜，所述PCR扩增试剂腔预埋PCR扩增试剂，所述废液腔用于收集废液，各所述PCR反应腔预埋引物探针，所述定量腔用于体积定量。
[0012]在一个或多个实施例中，所述切换阀包括阀芯和阀盖，所述阀芯上设置所述连通槽，所述阀盖用于将所述阀芯固定在阀室内，所述阀芯包括弹性部，所述弹性部用于凭借自身变形产生的弹性力而保持与所述阀室的贴合密封。
[0013]本专利技术的另一个目的是提供一种自动提取检测分析设备，该设备包括上述微流控检测芯片、光学检测装置、PCR扩增装置、超声混匀装置、第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置、第四驱动装置和第五驱动装置，PCR扩增装置用于实现所述微流控检测芯片内待测物质的扩增；超声混匀装置用于对所述微流控检测芯片的PCR扩增试剂腔进行振动混匀；第一驱动装置用于驱动所述切换阀旋转，并控制所述切换阀的切换角度和停留时间；第二驱动装置用于向所述囊泡施压使囊泡破裂；第三驱动装置用于将所述微流控检测芯片移动至该分析设备内特定位置；第四驱动装置用于为所述微流控检测芯片的流体流动提供驱动力；第五驱动装置用于驱动所述光学检测装置移动，以使所述光学检测装置对所述微流控检测芯片的反应腔特定部位以进行光学检测。
[0014]本专利技术的再一个目的是提供一种自动提取检测分析方法，该方法使用上述微流控检测芯片进行检测分析，该方法包括：转动控制阀使其处于第一类角度，使微流控检测芯片进样，引导样品试样流经一腔室，至所述试样内的待测物被吸附；转动控制阀使其处于第二类角度，引导各类清洗液流经吸附有待测物的腔室，对所述待测物进行清洗和/或洗脱，直至获得核酸吸附物；转动控制阀使其处于第三类角度，引入气压或液压，将所述核酸吸附物冲至带有PCR扩增试剂的腔室内进行扩增反应，生成待测物；转动控制阀使其处于第四类角度，引入气压或液压，将所述待测物送入带有引物探针的PCR反应腔室。
[0015]在一个或多个实施例中，转动控制阀使其处于第五类角度，封堵一腔室两端的微流道。
[0016]上述微流控检测芯片通过设置连通槽和孔腔结构，连通槽凭借切换阀的旋转角度切换与各孔腔的连通状态，进而实现各腔室和/或囊泡与切换阀的连通或封闭，进而切换流体的流路，从而集成多个检测环节，如将进样、清洗、提取和扩增环节均集成在一个装置内进行，减少了人为转移可能产生的误差。囊泡能够减少封装在芯片内的试剂，通过挤压就可以提供动力，有效降低了生产及设计的复杂程度。
附图说明
[0017]本专利技术的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
[0018]图1是微流控检测芯片的一个实施例的部分结构示意图；
[0019]图2是膜层与基板的一个实施例的结构示意图；
[0020]图3A
‑
3B是阀芯的一个实施例的结构示意图；
[0021]图4是阀腔内孔腔分布结构的一个实施例的示意图；
[0022]图5是囊泡的一个实施例的示意图；
[0023]图6是刺破装置的一个实施例的示意图；
[0024]图7是阀门盖的一个实施例的示意图；
[0025]图8是微流控检测芯片的一个实施例的结构分布示意图；
[0026]图9A是自动提取检测分析方法处于步骤一时的流体路径分布图；
[0027]图9B是自动提取检测分析方法处于步骤二时的流体路径分布图；
[0028]图9C是自动提取检测分析方法处于步骤三时的流体路径分布图；
[0029]图9D是自动提取检测分析方法处于步骤四时的流体路径分布图；
[0030]图9E是自动提取检测分析方法中处于步骤五时的流体路径分布图；
[0031]图9F是自动提取检测分析方法中处于步骤六时的流体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微流控检测芯片，包括基板和位于基板上下表面的膜层，所述膜层和所述基板限定出多个微通道和多个腔室，该芯片还包括切换阀；其特征在于，该芯片还包括用于储存试剂的囊泡；所述基板与所述切换阀的对接位置处形成阀室，所述阀室内包括多个孔腔，各所述孔腔通过各微流道与所述囊泡和所述腔室连通；所述切换阀可旋转地设置在所述阀室上，包括多个连通槽；其中，所述连通槽凭借所述切换阀的旋转角度，切换与各所述孔腔的连通状态，进而实现连通各所述腔室和/或所述囊泡的微通道间的连通或封闭，进而切换流体的流路，以集成多个检测环节。2.如权利要求1所述的微流控检测芯片，其特征在于，部分所述孔腔设置成在所述切换阀的部分旋转角度下不与所述连通槽连通，部分所述孔腔设置成在所述切换阀的部分旋转角度下始终与所述连通槽连通。3.如权利要求2所述的微流控检测芯片，其特征在于，第一部分孔腔围成一区域，第二部分孔腔位于所述区域内或/和外，一部分所述连通槽用于连通所述第一部分孔腔的其中两个或多个，另一部分所述连通槽用于连通所述第一部分孔腔的其中一个或多个和所述第二部分孔腔的其中一个或多个。4.如权利要求1任一项所述的微流控检测芯片，其特征在于，该微流控检测芯片包括多个切换阀和多个阀室，各所述腔室通过所述微流道择一地或部分地或全部地与各所述阀室内的切换阀可开闭地连通。5.如权利要求1所述的微流控检测芯片，其特征在于，所述囊泡设置在所述膜层外部，通过刺破装置与所述微通道流体地连接；所述刺破装置包括突起刺和凹陷空间，所述微流道与所述凹陷空间连通，所述囊泡被承载于所述凹陷空间内，所述囊泡包括壳膜和所述壳膜围成的容纳空间，所述容纳空间用于装载试剂，所述壳膜与所述突起刺不刺破地预接触，并设置成在所述壳膜受外部压力时与所述突起刺接触并被刺破，以使试剂流至所述凹陷空间和所述微流道。6.如权利要求1所述的微流控检测芯片，其特征在于，所述腔室包括核酸提取腔、PCR扩增试剂腔、废液腔、定量腔和多个PCR反应腔，所述核酸提取腔预埋...

【专利技术属性】
技术研发人员：方彬彬，江浴沂，刘南，
申请(专利权)人：币冠上海生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：