【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微流控芯片，特别是涉及一种离心式微流控核酸分析芯片及核酸检测方法。
技术介绍
1、核酸分析是体外诊断行业的重要技术方法，具有灵敏度高、准确度好的优点，目前已被广泛应用在肿瘤筛查、遗传病筛查、感染性疾病诊断等方向。标准核酸检测主要分为三个基本步骤，第一步取样，第二步样本核酸提取纯化，第三步进行核酸扩增检测。
2、目前临床采用的核酸提取设备大都使用磁珠法，具有核酸提取纯度高、浓度大、易于高通量及自动化的优点。而核酸扩增分为变温扩增和恒温扩增，无论是哪种方法学，常规通过一步法完成扩增；近年发展的两步法又称为巢式扩增技术，巢式扩增技术克服了单次扩增平台期效应的限制，使扩增倍数提高，从而极大的提高了pcr的检测限；由于模板和引物的改变，降低了非特异性反应连续放大进行的可能性，保证了反应的特异性；内侧引物扩增的模板是外侧引物扩增的产物，第二阶段反应能否进行，也是对第一阶段反应正确性的鉴定，因此可以保证整个反应的准确性及可行性。
3、因此，集成磁珠提取和巢式扩增的核酸分析系统具有更高的检测性能优势及临床应用价值。但要在一张微流控芯片上将核酸磁珠提取及巢式扩增步骤全集成，依然面临诸多挑战：第一，磁珠的引入使原来仅有液体的单相操控转变为液体和固体的多相操控，无疑给微流体的操控增加了难度；第二，磁珠在指定流程中的有效分散和聚集防丢失，对磁珠的精准控制提出更高要求；第三，为防止巢式两次扩增的气溶胶污染问题，芯片需要全密封，且两次扩增之间需要实现定量分配转移。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，如何开发一种离心式微流控核酸分析芯片及核酸检测方法，可实现全集成全封闭自动核酸分析，仅需要手动添加采集样本即可自动完成检测；核酸提取可实现免磁铁控制，进而简化外围控制设备；适用于不同领域的现场检测；具有整体结构简单、紧凑的特点是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提出了一种离心式微流控核酸分析芯片及核酸检测方法，旨在解决上述核酸提取仍依赖磁铁进行控制，核酸分析芯片外围控制设备较复杂的技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术的一个方面提供了一种离心式微流控核酸分析芯片，包括：
4、芯片本体，所述芯片本体中心开设有驱动轴孔，其内部设有腔室结构；其顶层设有用于存储和释放试剂的液囊结构；
5、所述腔室结构包括废液室、缓冲液室及沿所述芯片本体径向由内向外依次设置的核酸提取室、一级扩增室、二级扩增室；
6、所述核酸提取室顶壁开设有加样口，其内壁开设有试剂入口；所述液囊结构通过流道连通所述试剂入口以向所述核酸提取室注入试剂；所述废液室与所述核酸提取室沿周向间隔设置；所述废液室与所述一级扩增室分别通过流道一和流道二连通至所述核酸提取室，且所述流道一和所述流道二上均设有控制阀，以通过控制芯片本体加速转动来进行排废液或转移核酸样本；
7、所述缓冲液室位于所述一级扩增室对应的环周内侧且通过流道三相互连通，所述流道三上设有缓冲液室热熔阀；所述一级扩增室与所述二级扩增室通过流道四连通，所述流道四上设有扩增室热熔阀或虹吸阀；
8、所述核酸提取室远离所述驱动轴孔的径向侧部设有磁珠暂存释放槽室结构，以存储或排放磁珠。
9、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供的一种离心式微流控核酸分析芯片，试剂入口用于向核酸提取室添加所采集的核酸样本；用于吸附核酸分子的磁珠存储在磁珠暂存释放槽室结构中，使用时可将磁珠暂存释放槽室结构中暂存的磁珠排出至核酸提取室；因磁珠的密度远大于试剂密度，通过控制芯片本体进行匀速转动，可使磁珠在离心力作用下沉降在核酸提取室远离芯片本体中心的侧部的磁珠暂存释放槽室结构中，以实现磁珠的回收暂存；液囊结构用于预存反应试剂，可通过挤压液囊结构向核酸提取室中加入反应试剂；可通过控制阀及控制芯片转动方向与转动加速度大小来控制核酸提取室内液体从排液口一或排液口二排出。待核酸样本一级扩增完成后，通过加热熔化缓冲液室热熔阀可导通缓冲液室与一级扩增室；通过控制芯片本体的转动加速度及转动方向，将预存在缓冲液室中的缓冲液转移至一级扩增室并混匀；通过加热熔化扩增室热熔阀可导通一级扩增室与二级扩增室，通过控制芯片本体的转动速度及转动方向，可将核酸样本转移至二级扩增室进行二次扩增；二次扩增完成后即可进行扩增结果的判读。本专利技术通过在核酸提取室内远离驱动轴孔的侧部设置磁珠暂存释放槽室结构，通过对芯片本体进行转动离心的控制(例如匀速率离心和加速转动离心)，即可实现磁珠的回收存储与释放；可在不依赖外围设备的复杂电磁操控系统下，实现磁珠的聚集和分散的自由切换，大大简化了现有的基于磁珠提取法的核酸分析系统，可更广泛地应用于现场检测领域。本专利技术实现了全集成全封闭自动核酸分析，仅需要手动添加采集样本即可自动完成检测，且具有整体结构简单、紧凑的优点。
10、作为上述技术方案的进一步改进，所述磁珠暂存释放槽室结构包括弹性挤压膜和开设在所述核酸提取室远离所述驱动轴孔的径向侧壁的凹槽一；所述凹槽一上侧壁和/或下侧壁对应所述芯片本体表面具有开口，所述弹性挤压膜封盖在所述开口处。
11、可通过挤压弹性挤压膜，将位于所述凹槽一中的磁珠排出至核酸提取室中，利于实现磁珠的释放。
12、作为上述技术方案的进一步改进，所述磁珠暂存释放槽室结构为开设在所述核酸提取室一周向侧壁远离所述驱动轴孔一端的凹槽二；所述试剂入口位于所述凹槽二的槽底。
13、液囊结构释放的反应试剂可经试剂入口喷出，以将暂存在凹槽二中的磁珠驱动分散并转移至核酸提取室中。
14、作为上述技术方案的进一步改进，所述核酸提取室一个周向侧壁远离所述驱动轴孔的一端具有排液口一；所述废液室与所述一级扩增室分别通过流道一和流道二连通至所述排液口一，所述排液口一处设有换向控制阀，所述换向控制阀的入口与所述排液口一连通，所述换向控制阀的出口一连通所述废液室，所述换向控制阀的出口二连通所述一级扩增室，以切换所述废液室、所述一级扩增室与所述核酸提取室的导通状态；所述换向控制阀具有截止位，可将所述出口一和所述出口二同时封堵；
15、或者，所述核酸提取室两个相对的周向侧壁远离所述驱动轴孔的两端部分别具有所述排液口一和排液口二；所述废液室通过流道一连通所述排液口一，所述一级扩增室通过流道二连通所述排液口二，且所述流道一和所述流道二上均设有虹吸阀；可通过控制芯片转动以使所述核酸提取室内液体从所述排液口一或所述排液口二排出。
16、当废液室与一级扩增室均连通排液口一时，可通过排液口一处安装的换向控制阀切换废液室、一级扩增室与核酸提取室的导通状态，进而通过控制芯片加速转动进行排液驱动；当废液室与一级扩增室分别连通位于核酸提取室周向两侧的排液口一和排液口二时，可本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种离心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述一种离心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述磁珠暂存释放槽室结构(1215)包括弹性挤压膜和开设在所述核酸提取室(121)远离所述驱动轴孔(11)的径向侧壁的凹槽一(1215a)；所述凹槽一(1215a)上侧壁和/或下侧壁对应所述芯片本体(1)表面具有开口，所述弹性挤压膜封盖在所述开口处。
3.根据权利要求1所述一种离心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述磁珠暂存释放槽室结构(1215)为开设在所述核酸提取室(121)一周向侧壁远离所述驱动轴孔(11)一端的凹槽二(1215b)；所述试剂入口(1212)位于所述凹槽二(1215b)的槽底。
4.根据权利要求1所述一种离心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，
5.根据权利要求1所述一种离心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述芯片本体(1)内部对应所述一级扩增室(122)所在圆周和所述二级扩增室(123)所在圆周之间还设有分液结构(17)；所述分液结构(17)包括分液主流道(171)和分液池(172)；>
6.根据权利要求1所述一种离心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述芯片本体(1)内部设有气压平衡通道(18)；所述核酸提取室(121)、所述废液室(124)及所述缓冲液室(125)均与所述气压平衡通道(18)连通。
7.根据权利要求1所述一种离心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述液囊结构(13)包括裂解液预存液囊(131)、蛋白酶K预存液囊(132)、清洗液预存液囊(133)和洗脱液预存液囊(134)，所述裂解液预存液囊(131)、所述蛋白酶K预存液囊(132)，所述清洗液预存液囊(133)和所述洗脱液预存液囊(134)沿芯片周向间隔布置且均通过流道连通所述试剂入口(1212)。
8.根据权利要求1所述一种离心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述废液室(124)远离所述驱动轴孔(11)的侧壁开设有废液止回槽(1242)；所述废液止回槽(1242)为多个，多个所述废液止回槽(1242)间隔布置构成梳齿防回流结构。
9.根据权利要求1所述一种离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)均为虹吸阀管道结构，且所述流道一(1241)、所述流道二(1221)和所述流道四(1222)上均设有截止阀结构。
10.一种离心式微流控核酸检测方法，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述一种离心式微流控核酸分析芯片，检测步骤为：
...【技术特征摘要】
1.一种离心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述一种离心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述磁珠暂存释放槽室结构(1215)包括弹性挤压膜和开设在所述核酸提取室(121)远离所述驱动轴孔(11)的径向侧壁的凹槽一(1215a)；所述凹槽一(1215a)上侧壁和/或下侧壁对应所述芯片本体(1)表面具有开口，所述弹性挤压膜封盖在所述开口处。
3.根据权利要求1所述一种离心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述磁珠暂存释放槽室结构(1215)为开设在所述核酸提取室(121)一周向侧壁远离所述驱动轴孔(11)一端的凹槽二(1215b)；所述试剂入口(1212)位于所述凹槽二(1215b)的槽底。
4.根据权利要求1所述一种离心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，
5.根据权利要求1所述一种离心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述芯片本体(1)内部对应所述一级扩增室(122)所在圆周和所述二级扩增室(123)所在圆周之间还设有分液结构(17)；所述分液结构(17)包括分液主流道(171)和分液池(172)；
6.根据权利要求1所述一种离心式微流控核酸分析芯片，其特征在于，所述芯片本体(1)内部设有气压平衡通道(18)；所述核酸提...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵睿明，彭雅梅，叶嘉明，
申请(专利权)人：杭州霆科生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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