【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及微流控芯片，特別是涉及一種離心式微流控核酸分析芯片及核酸檢測方法。
技術介紹
1、核酸分析是體外診斷行業的重要技術方法，具有靈敏度高、準確度好的優點，目前已被廣泛應用在腫瘤篩查、遺傳病篩查、感染性疾病診斷等方向。標準核酸檢測主要分為三個基本步驟，第一步取樣，第二步樣本核酸提取純化，第三步進行核酸擴增檢測。
2、目前臨床采用的核酸提取設備大都使用磁珠法，具有核酸提取純度高、濃度大、易于高通量及自動化的優點。而核酸擴增分為變溫擴增和恒溫擴增，無論是哪種方法學，常規通過一步法完成擴增；近年發展的兩步法又稱為巢式擴增技術，巢式擴增技術克服了單次擴增平臺期效應的限制，使擴增倍數提高，從而極大的提高了pcr的檢測限；由于模板和引物的改變，降低了非特異性反應連續放大進行的可能性，保證了反應的特異性；內側引物擴增的模板是外側引物擴增的產物，第二階段反應能否進行，也是對第一階段反應正確性的鑒定，因此可以保證整個反應的準確性及可行性。
3、因此，集成磁珠提取和巢式擴增的核酸分析系統具有更高的檢測性能優勢及臨床應用價值。但要在一張微流控芯片上將核酸磁珠提取及巢式擴增步驟全集成，依然面臨諸多挑戰：第一，磁珠的引入使原來僅有液體的單相操控轉變為液體和固體的多相操控，無疑給微流體的操控增加了難度；第二，磁珠在指定流程中的有效分散和聚集防丟失，對磁珠的精準控制提出更高要求；第三，為防止巢式兩次擴增的氣溶膠污染問題，芯片需要全密封，且兩次擴增之間需要實現定量分配轉移。目前提出的微流控核酸分析芯片，更多是部分集成，未真正集成
4、因此，如何開發一種離心式微流控核酸分析芯片及核酸檢測方法，可實現全集成全封閉自動核酸分析，僅需要手動添加采集樣本即可自動完成檢測；核酸提取可實現免磁鐵控制，進而簡化外圍控制設備；適用于不同領域的現場檢測；具有整體結構簡單、緊湊的特點是本領域技術人員亟需解決的問題。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提出了一種離心式微流控核酸分析芯片及核酸檢測方法，旨在解決上述核酸提取仍依賴磁鐵進行控制，核酸分析芯片外圍控制設備較復雜的技術問題。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、本專利技術的一個方面提供了一種離心式微流控核酸分析芯片，包括：
4、芯片本體，所述芯片本體中心開設有驅動軸孔，其內部設有腔室結構；其頂層設有用于存儲和釋放試劑的液囊結構；
5、所述腔室結構包括廢液室、緩沖液室及沿所述芯片本體徑向由內向外依次設置的核酸提取室、一級擴增室、二級擴增室；
6、所述核酸提取室頂壁開設有加樣口，其內壁開設有試劑入口；所述液囊結構通過流道連通所述試劑入口以向所述核酸提取室注入試劑；所述廢液室與所述核酸提取室沿周向間隔設置；所述廢液室與所述一級擴增室分別通過流道一和流道二連通至所述核酸提取室，且所述流道一和所述流道二上均設有控制閥，以通過控制芯片本體加速轉動來進行排廢液或轉移核酸樣本；
7、所述緩沖液室位于所述一級擴增室對應的環周內側且通過流道三相互連通，所述流道三上設有緩沖液室熱熔閥；所述一級擴增室與所述二級擴增室通過流道四連通，所述流道四上設有擴增室熱熔閥或虹吸閥；
8、所述核酸提取室遠離所述驅動軸孔的徑向側部設有磁珠暫存釋放槽室結構，以存儲或排放磁珠。
9、經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本專利技術公開提供的一種離心式微流控核酸分析芯片，試劑入口用于向核酸提取室添加所采集的核酸樣本；用于吸附核酸分子的磁珠存儲在磁珠暫存釋放槽室結構中，使用時可將磁珠暫存釋放槽室結構中暫存的磁珠排出至核酸提取室；因磁珠的密度遠大于試劑密度，通過控制芯片本體進行勻速轉動，可使磁珠在離心力作用下沉降在核酸提取室遠離芯片本體中心的側部的磁珠暫存釋放槽室結構中，以實現磁珠的回收暫存；液囊結構用于預存反應試劑，可通過擠壓液囊結構向核酸提取室中加入反應試劑；可通過控制閥及控制芯片轉動方向與轉動加速度大小來控制核酸提取室內液體從排液口一或排液口二排出。待核酸樣本一級擴增完成后，通過加熱熔化緩沖液室熱熔閥可導通緩沖液室與一級擴增室；通過控制芯片本體的轉動加速度及轉動方向，將預存在緩沖液室中的緩沖液轉移至一級擴增室并混勻；通過加熱熔化擴增室熱熔閥可導通一級擴增室與二級擴增室，通過控制芯片本體的轉動速度及轉動方向，可將核酸樣本轉移至二級擴增室進行二次擴增；二次擴增完成后即可進行擴增結果的判讀。本專利技術通過在核酸提取室內遠離驅動軸孔的側部設置磁珠暫存釋放槽室結構，通過對芯片本體進行轉動離心的控制(例如勻速率離心和加速轉動離心)，即可實現磁珠的回收存儲與釋放；可在不依賴外圍設備的復雜電磁操控系統下，實現磁珠的聚集和分散的自由切換，大大簡化了現有的基于磁珠提取法的核酸分析系統，可更廣泛地應用于現場檢測領域。本專利技術實現了全集成全封閉自動核酸分析，僅需要手動添加采集樣本即可自動完成檢測，且具有整體結構簡單、緊湊的優點。
10、作為上述技術方案的進一步改進，所述磁珠暫存釋放槽室結構包括彈性擠壓膜和開設在所述核酸提取室遠離所述驅動軸孔的徑向側壁的凹槽一；所述凹槽一上側壁和/或下側壁對應所述芯片本體表面具有開口，所述彈性擠壓膜封蓋在所述開口處。
11、可通過擠壓彈性擠壓膜，將位于所述凹槽一中的磁珠排出至核酸提取室中，利于實現磁珠的釋放。
12、作為上述技術方案的進一步改進，所述磁珠暫存釋放槽室結構為開設在所述核酸提取室一周向側壁遠離所述驅動軸孔一端的凹槽二；所述試劑入口位于所述凹槽二的槽底。
13、液囊結構釋放的反應試劑可經試劑入口噴出，以將暫存在凹槽二中的磁珠驅動分散并轉移至核酸提取室中。
14、作為上述技術方案的進一步改進，所述核酸提取室一個周向側壁遠離所述驅動軸孔的一端具有排液口一；所述廢液室與所述一級擴增室分別通過流道一和流道二連通至所述排液口一，所述排液口一處設有換向控制閥，所述換向控制閥的入口與所述排液口一連通，所述換向控制閥的出口一連通所述廢液室，所述換向控制閥的出口二連通所述一級擴增室，以切換所述廢液室、所述一級擴增室與所述核酸提取室的導通狀態；所述換向控制閥具有截止位，可將所述出口一和所述出口二同時封堵；
15、或者，所述核酸提取室兩個相對的周向側壁遠離所述驅動軸孔的兩端部分別具有所述排液口一和排液口二；所述廢液室通過流道一連通所述排液口一，所述一級擴增室通過流道二連通所述排液口二，且所述流道一和所述流道二上均設有虹吸閥；可通過控制芯片轉動以使所述核酸提取室內液體從所述排液口一或所述排液口二排出。
16、當廢液室與一級擴增室均連通排液口一時，可通過排液口一處安裝的換向控制閥切換廢液室、一級擴增室與核酸提取室的導通狀態，進而通過控制芯片加速轉動進行排液驅動；當廢液室與一級擴增室分別連通位于核酸提取室周向兩側的排液口一和排液口二時，可本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種離心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述一種離心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述磁珠暫存釋放槽室結構(1215)包括彈性擠壓膜和開設在所述核酸提取室(121)遠離所述驅動軸孔(11)的徑向側壁的凹槽一(1215a)；所述凹槽一(1215a)上側壁和/或下側壁對應所述芯片本體(1)表面具有開口，所述彈性擠壓膜封蓋在所述開口處。
3.根據權利要求1所述一種離心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述磁珠暫存釋放槽室結構(1215)為開設在所述核酸提取室(121)一周向側壁遠離所述驅動軸孔(11)一端的凹槽二(1215b)；所述試劑入口(1212)位于所述凹槽二(1215b)的槽底。
4.根據權利要求1所述一種離心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，
5.根據權利要求1所述一種離心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述芯片本體(1)內部對應所述一級擴增室(122)所在圓周和所述二級擴增室(123)所在圓周之間還設有分液結構(17)；所述分液結構(17)包括分液主流道(171)和分液池(172)；>
6.根據權利要求1所述一種離心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述芯片本體(1)內部設有氣壓平衡通道(18)；所述核酸提取室(121)、所述廢液室(124)及所述緩沖液室(125)均與所述氣壓平衡通道(18)連通。
7.根據權利要求1所述一種離心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述液囊結構(13)包括裂解液預存液囊(131)、蛋白酶K預存液囊(132)、清洗液預存液囊(133)和洗脫液預存液囊(134)，所述裂解液預存液囊(131)、所述蛋白酶K預存液囊(132)，所述清洗液預存液囊(133)和所述洗脫液預存液囊(134)沿芯片周向間隔布置且均通過流道連通所述試劑入口(1212)。
8.根據權利要求1所述一種離心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述廢液室(124)遠離所述驅動軸孔(11)的側壁開設有廢液止回槽(1242)；所述廢液止回槽(1242)為多個，多個所述廢液止回槽(1242)間隔布置構成梳齒防回流結構。
9.根據權利要求1所述一種離心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述流道一(1241)、所述流道二(1221)和所述流道四(1222)均為虹吸閥管道結構，且所述流道一(1241)、所述流道二(1221)和所述流道四(1222)上均設有截止閥結構。
10.一種離心式微流控核酸檢測方法，其特征在于，包括權利要求1-9任一項所述一種離心式微流控核酸分析芯片，檢測步驟為：
...【技術特征摘要】
1.一種離心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述一種離心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述磁珠暫存釋放槽室結構(1215)包括彈性擠壓膜和開設在所述核酸提取室(121)遠離所述驅動軸孔(11)的徑向側壁的凹槽一(1215a)；所述凹槽一(1215a)上側壁和/或下側壁對應所述芯片本體(1)表面具有開口，所述彈性擠壓膜封蓋在所述開口處。
3.根據權利要求1所述一種離心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述磁珠暫存釋放槽室結構(1215)為開設在所述核酸提取室(121)一周向側壁遠離所述驅動軸孔(11)一端的凹槽二(1215b)；所述試劑入口(1212)位于所述凹槽二(1215b)的槽底。
4.根據權利要求1所述一種離心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，
5.根據權利要求1所述一種離心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述芯片本體(1)內部對應所述一級擴增室(122)所在圓周和所述二級擴增室(123)所在圓周之間還設有分液結構(17)；所述分液結構(17)包括分液主流道(171)和分液池(172)；
6.根據權利要求1所述一種離心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述芯片本體(1)內部設有氣壓平衡通道(18)；所述核酸提...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙睿明，彭雅梅，葉嘉明，
申請(專利權)人：杭州霆科生物科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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