本發(fā)明涉及封閉式芯片，尤其涉及一體化封閉式芯片。

背景技術(shù)：

1、目前國內(nèi)外pcr平臺(tái)的缺點(diǎn)主要包括儀器設(shè)備和試劑昂貴、操作復(fù)雜、檢測時(shí)間長、成本較高、檢測范圍較窄，所使用的芯片功能上都沒有在芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)核酸提取的功能。

2、芯片只是作為樣本制備，及最終反應(yīng)液盛放所用。而一些poct產(chǎn)品采用免核酸提取相對于帶純化的核酸全提取，其檢測靈敏度也普遍有至少一個(gè)數(shù)量級的差距，因此，可以大致這么理解免純化提取：為了更簡單地實(shí)現(xiàn)核酸檢測全自動(dòng)化，犧牲了檢測靈敏度以簡化核酸提取步驟，傳統(tǒng)poct的ivd廠家，聚焦于膠體金試紙條、免疫熒光試紙條之類的產(chǎn)品的開發(fā)，精度及靈敏度較低，不能滿足精確診斷的目的，故而亟待提出相應(yīng)的一體化封閉式芯片來解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于：為了解決上述問題，而提出的一體化封閉式芯片。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、一體化封閉式芯片，包括基板，所述基板包括上片與下片，所述上片內(nèi)部集成有pcr擴(kuò)增區(qū)、crispr反應(yīng)區(qū)、核酸提取區(qū)、磁珠通道、磁珠固定區(qū)、自動(dòng)緩沖區(qū)，所述磁珠混合區(qū)與磁珠固定區(qū)相連通，所述磁珠固定區(qū)與自動(dòng)緩沖區(qū)相連通，且所述上片內(nèi)部集成有用于磁珠固定區(qū)與crispr反應(yīng)區(qū)排廢的排廢組件。

4、優(yōu)選地，所述基板由上片與下片鍵合而成，且所述上片內(nèi)部集成有低粘度的二甲基硅氧烷。

5、優(yōu)選地，所述pcr擴(kuò)增區(qū)由陣列狀態(tài)下的盤形管道組成，所述磁珠固定區(qū)與crispr反應(yīng)區(qū)之間通過pcr擴(kuò)增區(qū)相連通。

6、優(yōu)選地，所述核算提取區(qū)由豎直排列的樣本通道、磁珠通道、洗滌液通道、洗脫液通道、水通道與油通道組成，所述樣本通道與磁珠通道均與磁珠混合區(qū)相連通，所述洗滌液通道、洗脫液通道、水通道與油通道組成通過通道一相串聯(lián)，且所述通道與磁珠固定區(qū)相連通。

7、優(yōu)選地，所述crispr反應(yīng)區(qū)包括通過通道二相串聯(lián)的五組圓柱型反應(yīng)室，所述五組圓柱型反應(yīng)室中間的三組為檢測試劑通道反應(yīng)區(qū)，所述五組圓柱型反應(yīng)室中的另外兩組分別為陰性對照區(qū)與陽性對照區(qū)，且五組所述圓柱型反應(yīng)室均連通有通氣孔。

8、優(yōu)選地，所述排廢組件包括廢液口一與廢液口二，所述廢液口一與磁珠固定區(qū)相連通，所述廢液口二與通道二相連通。

9、優(yōu)選地，所述磁珠混合區(qū)與磁珠固定區(qū)之間通過通道三相連通，且所述通道三呈陣列盤繞設(shè)置。

10、優(yōu)選地，一體化封閉式芯片的使用方法，包括以下步驟：

11、s1、樣本加入裂解液注射到芯片中，然后注入磁珠提取核酸；

12、s2、將提取的核酸與rpa試劑混合進(jìn)行擴(kuò)增反應(yīng)；

13、s3、在檢測室中的crispr檢測試劑混合后讀出檢測結(jié)果。

14、綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

15、1、本申請中，首先樣本加入裂解液注射到芯片中，然后注入磁珠提取核酸，然后，將提取的核酸與rpa試劑混合進(jìn)行擴(kuò)增反應(yīng)。最后，與在檢測室中的crispr檢測試劑混合后讀出檢測結(jié)果，在核酸提取區(qū)，使用基于磁珠的核酸提取試劑，結(jié)合蛇形通道中的高效三角形微柱陣列結(jié)構(gòu)，從輸入樣品中提取核酸，在pcr擴(kuò)增區(qū)，將rpa緩沖液與核酸溶液混合進(jìn)行擴(kuò)增反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)通道流速來控制擴(kuò)增時(shí)間，在crispr反應(yīng)區(qū)，設(shè)計(jì)了5個(gè)平行的圓柱形反應(yīng)室，作為crispr特異性識別病毒核酸序列的限制性反應(yīng)空間，反應(yīng)室的每個(gè)圓柱體都有通氣孔連接空氣，一旦液體流向廢液口二，液體將同時(shí)充滿腔室，避免流體流動(dòng)的交叉污染，芯片集成了核酸提取，等溫?cái)U(kuò)增、crispr反應(yīng)檢測，使得芯片既具有快速、靈敏、準(zhǔn)備檢測單堿基突變的多靶點(diǎn)核損序列的能力，通過變換操作方式也具有多位點(diǎn)多通道熒光檢測的能力。

16、2、本申請中，上片主要為微流控通道和進(jìn)出孔及通氣孔，下片為薄片，上片與下片鍵合后成為一體形成基板，以此組成一個(gè)封閉型微流控，同時(shí)在基板中中加入低粘度的二甲基硅氧烷，形成物理屏障，從而形成獨(dú)立的隔室，防止因自由擴(kuò)散而產(chǎn)生交叉污染。

技術(shù)特征：

1.一體化封閉式芯片，包括基板(1)，其特征在于，所述基板(1)包括上片(101)與下片(102)，所述上片(101)內(nèi)部集成有pcr擴(kuò)增區(qū)(2)、crispr反應(yīng)區(qū)(3)、核酸提取區(qū)(4)、磁珠通道(16)、磁珠固定區(qū)(17)、自動(dòng)緩沖區(qū)(19)，所述磁珠混合區(qū)(16)與磁珠固定區(qū)(17)相連通，所述磁珠固定區(qū)(17)與自動(dòng)緩沖區(qū)(19)相連通，且所述上片(101)內(nèi)部集成有用于磁珠固定區(qū)(17)與crispr反應(yīng)區(qū)排廢的排廢組件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化封閉式芯片，其特征在于，所述基板(1)由上片(101)與下片(102)鍵合而成，且所述上片(101)內(nèi)部集成有低粘度的二甲基硅氧烷。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體化封閉式芯片，其特征在于，所述pcr擴(kuò)增區(qū)(2)由陣列狀態(tài)下的盤形管道組成，所述磁珠固定區(qū)(17)與crispr反應(yīng)區(qū)(3)之間通過pcr擴(kuò)增區(qū)(2)相連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一體化封閉式芯片，其特征在于，所述核算提取區(qū)(4)由豎直排列的樣本通道(5)、磁珠通道(6)、洗滌液通道(7)、洗脫液通道(8)、水通道(9)與油通道(10)組成，所述樣本通道(5)與磁珠通道(6)均與磁珠混合區(qū)(16)相連通，所述洗滌液通道(7)、洗脫液通道(8)、水通道(9)與油通道(10)組成通過通道一相串聯(lián)，且所述通道與磁珠固定區(qū)(17)相連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一體化封閉式芯片，其特征在于，所述crispr反應(yīng)區(qū)(3)包括通過通道二相串聯(lián)的五組圓柱型反應(yīng)室，所述五組圓柱型反應(yīng)室中間的三組為檢測試劑通道反應(yīng)區(qū)，所述五組圓柱型反應(yīng)室中的另外兩組分別為陰性對照區(qū)(12)與陽性對照區(qū)(13)，且五組所述圓柱型反應(yīng)室均連通有通氣孔(14)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一體化封閉式芯片，其特征在于，所述排廢組件包括廢液口一(18)與廢液口二(15)，所述廢液口一(18)與磁珠固定區(qū)(17)相連通，所述廢液口二(15)與通道二相連通。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一體化封閉式芯片，其特征在于，所述磁珠混合區(qū)(16)與磁珠固定區(qū)(17)之間通過通道三相連通，且所述通道三呈陣列盤繞設(shè)置。

8.一體化封閉式芯片的使用方法，基于權(quán)利要求1中所述的一體化封閉式芯片，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一體化封閉式芯片，包括基板，所述基板包括上片與下片，所述上片內(nèi)部集成有PCR擴(kuò)增區(qū)、CRISPR反應(yīng)區(qū)、核酸提取區(qū)、磁珠通道、磁珠固定區(qū)、自動(dòng)緩沖區(qū)。本申請中，在CRISPR反應(yīng)區(qū)，設(shè)計(jì)了5個(gè)平行的圓柱形反應(yīng)室，作為CRISPR特異性識別病毒核酸序列的限制性反應(yīng)空間，反應(yīng)室的每個(gè)圓柱體都有通氣孔連接空氣，一旦液體流向廢液口二，液體將同時(shí)充滿腔室，避免流體流動(dòng)的交叉污染，芯片集成了核酸提取，等溫?cái)U(kuò)增、CRISPR反應(yīng)檢測，使得芯片既具有快速、靈敏、準(zhǔn)備檢測單堿基突變的多靶點(diǎn)核損序列的能力，通過變換操作方式也具有多位點(diǎn)多通道熒光檢測的能力。

技術(shù)研發(fā)人員：謝廉毅,王鑄海,姚任農(nóng),移志剛,曹帥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：杭州芯格睿特科技有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9