一种全集成核酸检测微流控芯片及其使用方法技术

一种全集成核酸检测微流控芯片及其使用方法，所述全集成核酸检测微流控芯片包括盖片、基片、底片、样本盒和泡罩，所述盖片和底片将所述基片的两面贴合，所述基片设有出样口、通道、样本盒凹槽、至少一个泡罩凹槽和至少一个反应池，所述通道分别与样本盒凹槽、各泡罩凹槽和各反应池连通，各反应池与出样口连接；所述样本盒设在样本盒凹槽上，所述样本盒凹槽与至少一个反应池连接，所述泡罩设在所述泡罩凹槽上，所述泡罩内放置试剂，所述泡罩凹槽分别与样本盒凹槽、至少一个反应池连接，本发明专利技术还提供了一种全集成核酸检测微流控芯片的使用方法，本发明专利技术能集成处理复杂样本，密闭性好，结构简单。

【技术实现步骤摘要】
一种全集成核酸检测微流控芯片及其使用方法
本专利技术涉及核酸扩增检测
，尤其涉及一种全集成核酸检测微流控芯片及其使用方法。
技术介绍
微流控芯片是以微机电加工技术为基础，由微管路在芯片上形成网络，以可控微流体贯穿整个系统并完成各种生物和化学过程的一种技术。在微流控芯片技术发展早期，芯片毛细管电泳是其主流技术，所用芯片结构简单，功能单一；近年来，微流控芯片开始向功能化、集成化方向飞速发展，诸如核酸扩增反应、免疫反应、细胞裂解等重要的生物和化学过程成为新的热点。随着产业的发展，微流控芯片的应用领域从实验室逐步扩展到临床医院，这就需要开发满足临床应用的全集成核酸检测微流控芯片。通常的核酸检测流程是：称量样本，使用试剂盒手工提取核酸，再将提取后的核酸与扩增试剂混合，放入PCR仪内扩增反应，之后进行数据分析。流程复杂，人工操作容易失误，耗时长效率低。为解决这些问题，微流控芯片做了很多尝试，例如CN200710158570.3、CN201510191236.2，但这些芯片均只能实现核酸检测的部分功能，且没有考虑临床用户的实际需求，很难实用化。临床医院对核酸检测微流控芯片的要求有：1、能处理复杂样本。临床上的简单样本包括鼻咽拭子、尿液、血液；复杂样本包括痰液、组织、粪便等固液混合态样本。复杂样本在核酸提取前必须进行前处理，去除干扰物并液化样本。2、包含全部流程和试剂。核酸检测流程包含四大模块：前处理-核酸提取-核酸扩增-检测分析。临床用户需要流程自动化，这样微流控芯片就要包含所有流程和配套试剂，实现样本进-结果出。3、密闭性强。核酸检测与生化、免疫检测不同的是在核酸扩增中容易产生气溶胶污染，导致假阳性结果，因此整个微流控芯片需要密闭化。另外，核酸检测的一个主要临床应用是检测传染病，样本的高传染性使得检验人员极易感染，这也要求芯片密闭化。4、成本低。微流控芯片作为一种新型医疗耗材，是面向普通临床患者，患者对检测项目价格很敏感，这就要求芯片制造成本低、材料成本低，尽量降低患者负担。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种全集成核酸检测微流控芯片及其使用方法，提供一种能集成处理复杂样本，密闭性好，结构简单的核酸检测微流控芯片。本专利技术是这样实现的：一种全集成核酸检测微流控芯片，包括盖片、基片、底片、样本盒和泡罩，所述盖片和底片将所述基片的两面贴合，所述基片设有出样口、通道、样本盒凹槽、至少一个泡罩凹槽和至少一个反应池，所述通道分别与样本盒凹槽、各泡罩凹槽和各反应池连通，各反应池与出样口连接；所述样本盒设在样本盒凹槽上，所述样本盒凹槽与至少一个反应池连接，所述泡罩设在所述泡罩凹槽上，所述泡罩内放置试剂，所述各泡罩凹槽分别与样本盒凹槽、至少一个反应池连接。使用时，先将样本放在样本盒中，使样本依次经过样本盒凹槽和各反应池，反应所需的试剂经由泡罩凹槽进入反应池，与样本进行反应，反应后得到检测前溶液，经过出样口排出，进入检测仪器中进行检测。由于复杂样本在核酸提取前必须进行前处理，去除干扰物并液化样本，采用上述技术方案，在各反应池中将负责样本处理后，使其具备检测条件，本专利技术将复杂样本的处理过程简单化，是一种全集成处理复杂样本的微流控芯片。作为本专利技术的进一步改进，所述基片上设有旋转阀和泵接口，所述旋转阀设有转换孔；将旋转阀旋转，使转换孔的一端与至少一个泡罩凹槽连接，转换孔的另一端与至少一个反应池连接；所述泵接口的一端与通道连接，所述泵接口的另一端与外部仪器连接。采用上述技术方案，通过旋转阀解决了泡罩内试剂对各反应池的流通问题，不需要单独设置多个通闭阀，节省了零件数量以及芯片的空间位置，降低了这种全集成核酸扩增微流控芯片的生产成本；所述泵接口为芯片的通道提供动力，使通道内流体的流动更加顺畅、快速。作为本专利技术的进一步改进，所述反应池包括废液池、吸附池、磁珠捕获池和扩增池，所述样本盒凹槽、吸附池、磁珠捕获池、扩增池和出样口依次连接，所述磁珠捕获池与废液池连接，所述吸附池内设有磁珠。所述样本盒凹槽用于样本的前处理，所述吸附池和磁珠捕获池用于样本的核酸提取，所述扩增池用于样本的核酸扩增反应，所述出样口与检测仪器连接，所述泡罩内设有反应所需的试剂。采用上述技术方案，使全集成核酸扩增微流控芯片集成了核酸检测反应的前处理-核酸提取-核酸扩增-检测分析四大流程，包含了反应所需的试剂，实现样本进-结果出的目标。作为本专利技术的进一步改进，所述样本盒包括盒本体和样本盒密封层，所述盒本体通过所述样本盒密封层与样本盒凹槽连接；所述样本盒凹槽内设有凸起，所述凸起处在所述样本盒密封层的下方。下压样本盒时，样本盒密封层被凸起刺破，样本从样本盒下端进入样本盒凹槽，开始样本的处理过程。采用上述技术方案，保证了核酸检测整个过程的密闭性，减少了外界对样本的影响，以及样本对检测人员的传染危害。作为本专利技术的进一步改进，所述泡罩包括泡罩本体和泡罩密封层，所述泡罩本体通过所述泡罩密封层与泡罩凹槽连接；所述泡罩凹槽内设有凸起，所述凸起处在所述泡罩密封层的下方；所述泡罩本体在受压时发生变形。挤压泡罩时，泡罩变形，泡罩内的试剂对泡罩密封层施加向下的压力，使泡罩密封层被凸起刺破，试剂从泡罩下端进入泡罩凹槽，参与样本的处理过程。采用上述技术方案，保证了核酸检测整个过程的密闭性，减少了外界对样本的影响，以及样本对检测人员的传染危害。作为本专利技术的进一步改进，所述样本盒凹槽设有过滤膜，所述吸附池、磁珠捕获池均设有搅拌子。所述过滤膜对样本进行过滤，所述搅拌子使反应均匀、快速地进行，保证了样本的检测效果。本专利技术的另一个目的是提供一种全集成核酸检测微流控芯片的使用方法，包括以下步骤：步骤S1,用户将样本加入样本盒中，使样本进入到样本盒凹槽中；使用外部仪器挤压泡罩，向样本盒凹槽内加入试剂，获得处理后样本；步骤S2,外部仪器通过泵接口推动处理后样本，使处理后样本依次通过吸附池、磁珠捕获池和扩增池，在通过各反应池时，根据反应需要，使用外部仪器挤压泡罩，向反应池中加入相应的试剂，最终获得检测前溶液；步骤S3，步骤S2获得的检测前溶液经由出样口，进入检测仪器，进行检测分析。由于复杂样本在核酸提取前必须进行前处理，去除干扰物并液化样本，采用上述技术方案，在各反应池中将负责样本处理后，使其具备检测条件，本专利技术将复杂样本的处理过程简单化，是一种全集成处理复杂样本的微流控芯片。进一步的，所述步骤S2还包括:所述样本盒凹槽设有过滤膜，所述吸附池、磁珠捕获池均设有搅拌子；所述磁珠从吸附池进入磁珠捕获池后，所述吸附池中的溶液进入废液池。所述过滤膜对样本进行过滤，所述搅拌子使反应均匀、快速地进行，保证了样本的检测效果。所述磁珠将样本中的核酸带进磁珠捕获池，将不含核酸的溶液排进废液池，减少了废液排出设备的应用，简化了核酸检测微流控芯片的结构，减少了废液对环境、检测人员的污染危害。采用上述技术方案，保证了核酸检测整个过程的快速、均匀反应以及密闭性，减少了样本对检测人员的传染危害。进一步的，所述扩增池包括依次连接的一级扩增池、称量池、二级扩增预混合池和二级扩增池，所述磁珠捕获池与一级扩增池连接，所述二级扩增池与出样口连接。本专利技术使用两级核酸扩增反应，目的是：一级核酸扩增反应是利用通用引物扩增待检测核酸片段，提高检测灵敏度；二级核本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全集成核酸检测微流控芯片，其特征在于，包括盖片、基片、底片、样本盒和泡罩，所述盖片和底片将所述基片的两面贴合，所述基片设有出样口、通道、样本盒凹槽、至少一个泡罩凹槽和至少一个反应池，所述通道分别与样本盒凹槽、各泡罩凹槽和各反应池连通，各反应池与出样口连接；所述样本盒设在样本盒凹槽上，所述样本盒凹槽与至少一个反应池连接，所述泡罩设在所述泡罩凹槽上，所述泡罩内放置试剂，所述各泡罩凹槽分别与样本盒凹槽、至少一个反应池连接。

【技术特征摘要】
1.一种全集成核酸检测微流控芯片，其特征在于，包括盖片、基片、底片、样本盒和泡罩，所述盖片和底片将所述基片的两面贴合，所述基片设有出样口、通道、样本盒凹槽、至少一个泡罩凹槽和至少一个反应池，所述通道分别与样本盒凹槽、各泡罩凹槽和各反应池连通，各反应池与出样口连接；所述样本盒设在样本盒凹槽上，所述样本盒凹槽与至少一个反应池连接，所述泡罩设在所述泡罩凹槽上，所述泡罩内放置试剂，所述各泡罩凹槽分别与样本盒凹槽、至少一个反应池连接。2.根据权利要求1所述的全集成核酸检测微流控芯片，其特征在于，所述基片上设有旋转阀和泵接口，所述旋转阀设有转换孔；将旋转阀旋转，使转换孔的一端与至少一个泡罩凹槽连接，转换孔的另一端与至少一个反应池连接；所述泵接口的一端与通道连接，所述泵接口的另一端与外部仪器连接。3.根据权利要求2所述的全集成核酸检测微流控芯片，其特征在于，所述反应池包括废液池、吸附池、磁珠捕获池和扩增池，所述样本盒凹槽、吸附池、磁珠捕获池、扩增池和出样口依次连接，所述磁珠捕获池与废液池连接，所述吸附池内设有磁珠。4.根据权利要求3所述的全集成核酸检测微流控芯片，其特征在于，所述样本盒包括盒本体和样本盒密封层，所述盒本体通过所述样本盒密封层与样本盒凹槽连接；所述样本盒凹槽内设有凸起，所述凸起处在所述样本盒密封层的下方。5.根据权利要求3所述的全集成核酸检测微流控芯片，其特征在于，所述泡罩包括泡罩本体和泡罩密封层，所述泡罩本体通过所述泡罩密封层与泡罩凹槽连接；所述泡罩凹槽内设有凸起，所述凸起处在所述泡罩密封层的下方；所述泡...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国豪，李永峰，
申请(专利权)人：北京百康芯生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11