本申請(qǐng)涉及微流控，尤其涉及一種全集成微流控芯片。

背景技術(shù)：

1、隨著微流控技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新，微流控芯片的應(yīng)用正逐漸各研究領(lǐng)域的關(guān)注的熱點(diǎn)，正是由于微流控芯片小型化、集成化和高度自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，其已被廣泛應(yīng)用到了生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域（包括生化、免疫及分子診斷等），用于裝載、運(yùn)行各類檢測(cè)試劑的微流控芯片試劑盒正逐漸成為實(shí)現(xiàn)患者床旁“即時(shí)檢驗(yàn)”（point-of-care?testing,?poct）的最有效的載體形態(tài)。

2、為滿足檢測(cè)需求，微流控芯片試劑盒需要對(duì)樣本、試劑等液體成分進(jìn)行各種處理、混合、分離和轉(zhuǎn)移操作，其中，對(duì)液體試劑進(jìn)行分流、定量和順序釋放是各類微流控芯片試劑盒實(shí)現(xiàn)內(nèi)部流體操控和運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，并且往往也是保證微流控芯片靈敏、高效運(yùn)行的關(guān)鍵所在，比如下游存在多個(gè)平行反應(yīng)腔室（如多個(gè)pcr擴(kuò)增腔室）時(shí)往往需要在上游進(jìn)行精準(zhǔn)且一致的定量和分流，又比如下游需要進(jìn)行試劑的順序反應(yīng)（如核酸提取與純化）時(shí)往往需要上游進(jìn)行試劑的順序釋放。

3、目前，雖然部分微流控方案在定量分流、順序釋放等細(xì)分技術(shù)策略上做出了一定的設(shè)計(jì)優(yōu)化與性能提升，但微流控領(lǐng)域目前在定量分流的精準(zhǔn)性以及順序釋放操作的可行性、簡(jiǎn)潔性方面仍有較大的技術(shù)提升空間與需求?，F(xiàn)有的微流控芯片的相鄰腔室存在相互交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)，且為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果，腔室設(shè)置較大，導(dǎo)致芯片小型化難度增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種全集成微流控芯片。以離心力作為液體試劑的驅(qū)動(dòng)力，通過將液體試劑填充入各功能腔；核酸裂解與純化腔室中，核酸提取物由遠(yuǎn)心側(cè)腔室向近心側(cè)腔室移動(dòng)，利用離心力對(duì)各腔室內(nèi)試劑的束縛力避免相鄰腔室的交叉污染，且基于毛細(xì)通道對(duì)核酸中的試劑進(jìn)一步排出，從而可以將腔室空間設(shè)置較小，實(shí)現(xiàn)芯片小型化。

2、本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種全集成微流控芯片，包括：裂解腔；核酸純化模塊，所述核酸純化模塊相較于所述裂解腔設(shè)置于靠近旋轉(zhuǎn)中心一側(cè)，所述核酸純化模塊具有至少一個(gè)純化腔，所述純化腔包括工作腔和密封腔，純化腔的密封腔的遠(yuǎn)心側(cè)與所述工作腔的近心側(cè)連通，所述裂解腔的近心端通過第一閥與初級(jí)純化腔的密封腔連通；密封液儲(chǔ)存腔，所述密封液儲(chǔ)存腔的遠(yuǎn)心端通過第二閥與末級(jí)純化腔的密封腔連通；下游模塊，所述下游模塊通過第三閥與末級(jí)純化腔的遠(yuǎn)心端連通。

4、進(jìn)一步的，當(dāng)純化腔為兩個(gè)及以上時(shí)，所述純化腔沿著純化方向依次靠近所述旋轉(zhuǎn)中心設(shè)置；相鄰純化腔之間通過第四閥連通；連接所述裂解腔和各純化腔的第一閥和第四閥分別連接于同一密封腔的兩側(cè)。

5、進(jìn)一步的，還包括試劑腔，所述試劑腔通過第五閥與相應(yīng)純化腔的近心端連通。

6、進(jìn)一步的，所述第一閥和和第四閥由毛細(xì)通道組成，所述毛細(xì)通道包括沿所述微流控芯片徑向延伸的第一通道和沿所述微流控芯片軸線的第二通道，所述第二通道的寬度小于第一通道；所述第一通道與裂解腔或純化腔的近心端連接，所述第二通道與純化腔的密封腔連通。

7、進(jìn)一步的，所述第二通道的寬度小于所述密封腔的寬度，且所述第二通道與所述密封腔的連接位置位于靠上部位。

8、進(jìn)一步的，還包括樣本腔；所述微流控芯片設(shè)置為兩層；所述裂解腔、核酸純化模塊、下游模塊、密封液儲(chǔ)存腔及末級(jí)試劑儲(chǔ)存腔設(shè)置于其中一層；所述樣本腔及其他試劑存儲(chǔ)腔設(shè)置于另一層。

9、進(jìn)一步的，所述樣本腔位于初級(jí)純化腔相應(yīng)位置處；除末級(jí)試劑儲(chǔ)存腔外，其他試劑儲(chǔ)存腔分別位于下游純化腔相應(yīng)位置處；優(yōu)選的，其他試劑儲(chǔ)存腔分別位于相鄰下游純化腔相應(yīng)位置處。

10、進(jìn)一步的，所述密封液儲(chǔ)存腔及末級(jí)試劑儲(chǔ)存腔呈扇環(huán)形排布在同一半徑上；所述下游模塊相較于所述裂解腔遠(yuǎn)離所述旋轉(zhuǎn)中心設(shè)置；所述密封液儲(chǔ)存腔、末級(jí)試劑儲(chǔ)存腔、核酸純化模塊及下游模塊外輪廓呈扇形排布于所述微流控芯片上。

11、進(jìn)一步的，所述裂解腔、純化腔為扇環(huán)狀；所述裂解腔和純化腔的工作腔順著核酸裂解純化工藝方向，下游工作腔的容積不大于上游工作腔的容積。

12、進(jìn)一步的，所述下游模塊包括：至少一個(gè)核酸分配腔以及與之匹配的擴(kuò)增反應(yīng)腔，所述核酸分配腔的遠(yuǎn)心端與擴(kuò)增反應(yīng)腔的近心端通過第六閥連接；至少一個(gè)核酸分配腔通過分配通道連接，所述分配通道上游通過第三閥與末級(jí)純化腔的遠(yuǎn)心端連通，所述分配通道的近心端設(shè)置有回氣通路，所述回氣通路與所述密封液儲(chǔ)存腔的近心端連通。

13、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益技術(shù)效果包括：

14、1、本發(fā)明通過設(shè)置密封液儲(chǔ)存腔，密封液儲(chǔ)存腔中存儲(chǔ)有密封液，當(dāng)裂解腔以及純化腔被相應(yīng)試劑填充完成后，密封液對(duì)各腔室進(jìn)行密封，避免不同腔室內(nèi)試劑以及核酸吸附裝置在不同腔室中流轉(zhuǎn)過程中亂竄導(dǎo)致污染。

15、2、順著核酸提取工序方向，各腔室依次朝向旋轉(zhuǎn)中心設(shè)置，上述布置方式具有以下效果：距離旋轉(zhuǎn)中心越遠(yuǎn)，離心力越大，密封液與試劑或核酸提取液的分離效果越顯著，包括核酸提取液與密封液界面的分離效果好，避免核酸提取過程中部分核酸提取液混入密封液導(dǎo)致相鄰腔室交叉污染，另一方面，裂解腔中的核酸裂解完成后，由上游腔轉(zhuǎn)移至下游腔，例如由裂解腔轉(zhuǎn)移至初級(jí)純化腔，往旋轉(zhuǎn)中心方向移動(dòng)，密封液本身具有排斥試劑的能力，在轉(zhuǎn)運(yùn)過程疊加離心力進(jìn)一步降低了相鄰腔室之間由于核酸轉(zhuǎn)移導(dǎo)致交叉污染問題。

16、3、由于遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心的腔室中核酸含雜質(zhì)量較多，密封液的排斥作用疊加較大的離心力，使得核酸中的雜質(zhì)被大量清除，減輕后續(xù)清洗負(fù)擔(dān)，因此可以將下游腔室空間設(shè)置較小，在保證核酸純化效果的同時(shí)，縮小了腔體的尺寸，實(shí)現(xiàn)小型化；同時(shí)上述效果導(dǎo)致末級(jí)純化腔尺寸小，等同于對(duì)核酸進(jìn)行了濃縮，提高了后續(xù)檢測(cè)精度。

技術(shù)特征：

1.一種全集成微流控芯片，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全集成微流控芯片，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全集成微流控芯片，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全集成微流控芯片，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全集成微流控芯片，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全集成微流控芯片，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全集成微流控芯片，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全集成微流控芯片，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述全集成微流控芯片，其特征在于，

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全集成微流控芯片，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種全集成微流控芯片，屬于微流控技術(shù)領(lǐng)域，包括：裂解腔；核酸純化模塊，所述核酸純化模塊相較于所述裂解腔設(shè)置于靠近旋轉(zhuǎn)中心一側(cè)，所述核酸純化模塊具有至少一個(gè)純化腔，所述純化腔包括工作腔和密封腔，純化腔的密封腔的遠(yuǎn)心側(cè)與所述工作腔的近心側(cè)連通，所述裂解腔的近心端通過第一閥與初級(jí)純化腔的密封腔連通；密封液儲(chǔ)存腔，所述密封液儲(chǔ)存腔的遠(yuǎn)心端通過第二閥與末級(jí)純化腔的密封腔連通；下游模塊，所述下游模塊通過第三閥與末級(jí)純化腔的遠(yuǎn)心端連通。本發(fā)明以離心力作為液體試劑的驅(qū)動(dòng)力，通過將液體試劑填充入各功能腔且核酸提取物由遠(yuǎn)心側(cè)腔室向近心側(cè)腔室移動(dòng)，利用離心力對(duì)各腔室內(nèi)試劑的束縛力避免相鄰腔室的交叉污染。

技術(shù)研發(fā)人員：白亮,王磊,鄢健
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京泰豪生物科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10