[發明專利]一種用于核酸自動化提取和檢測的微流控芯片

有效

• 申請號: 201810045288.2
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108300640B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 朱靈;楊柯;朱燦燦;趙俊;李志剛;周喃;王貽坤;吳曉松;劉勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院;合肥中科易康達生物醫學有限公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;B01L3/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

本發明涉及一種用于核酸自動化提取和檢測的微流控芯片，包括微流控芯片主體(1)和微流控芯片基底(2)；微流控芯片基底(2)位于微流控芯片主體(1)的底端，與微流控芯片主體(1)共同組成封閉結構；微流控芯片主體(1)上設計有多個獨立腔體以及相應的微流控管道，獨立腔體與相應微流控管道連通形成U?型管結構，并與中間腔體(31)相互連接，可有效避免原始樣品在核酸提取過程中的交叉污染，從而實現核酸自動化提取和檢測的操作。

技術領域

本發明涉及核酸檢測領域，尤其涉及一種用于自動化核酸提取、純化和擴增檢測的微流控芯片。

背景技術

微流控芯片把化學或生物等領域中所涉及的樣品制備、混合、反應、分離、檢測，以及細胞培養、分選、裂解等基本操作單元移植到在一塊很小的芯片上，并構建貫穿整個芯片的微通道網絡。微流控芯片可以作為生物、化學微反應器或微系統。

核酸檢測具有靈敏度高、特異性好的特點，在生命科學、醫學檢驗中，占據了極其重要的位置。實現核酸檢測，需要經歷一系列繁瑣的核酸純化步驟，以獲取高純度核酸模板。常規手工提取核酸存在效率較低，容易出錯等不足。大型自動化設備則存在昂貴，試劑消耗量大等缺陷。

微流控芯片通過微閥、微泵、微通道構成的可控性微流體網絡，為樣品處理及核酸自動提取所涉及的樣品流動、樣品混合、核酸純化、廢液移除等多個步驟提供了一個理想的自動化平臺。

基于微流控芯片技術實現核酸提取的自動化，一方面可以提高核酸檢測的效率，另一方面也為構建一體化核酸自動檢測系統打下堅實的基礎。

發明內容

本發明目的在于設計一種用于核酸自動化提取和檢測的微流控芯片，該微流控芯片可以對原始樣品，如血液核酸進行裂解，漂洗以純化核酸，最后洗脫得到高純度的核酸模板，進一步進行聚合酶鏈式反應（Polymerase Chain Reaction, PCR），并結合熒光檢測技術對擴增產物進行分析。

本發明采用的技術方案為微流控芯片主體設計有多個獨立腔體以及相應的微流控管道，獨立腔體與相應微流控管道連通形成U-型管結構，實現病原體核酸的自動化提取及檢測的操作。

本發明提供的用于核酸自動化提取和檢測的微流控芯片包括微流控芯片主體1和微流控芯片基底2；微流控芯片基底2位于微流控芯片主體1的底端，與微流控芯片主體1共同組成封閉結構。所述微流控芯片主體1的材料為聚二甲基硅氧烷等硅氧鍵為主鏈的聚合物材料，或者是聚碳酸酯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、環烯烴共聚物等以碳碳鍵為主鏈的透明聚合物材料；所述微流控芯片基底2的材料為能夠與微流控芯片主體1的材料鍵合或粘合的材料，包括玻璃、石英、硅片及熱塑性塑料。

所述微流控芯片主體1和所述微流控芯片基底2通過物理鍵合或化學粘結進行封閉，構成一個無流體泄露的密閉微流控芯片。

微流控芯片主體1頂部設有多個試劑注入接口，包括有機溶劑注入口4、數個清洗液注入口、洗脫液注入口8、反應液mix注入口9、混合腔接口10、廢液腔接口11。

微流控芯片主體1中設有多個獨立腔體，包括有機溶劑存儲腔41、數個清洗液存儲腔、洗脫液存儲腔81、反應液mix存儲腔91、混合腔101、廢液腔111。

微流控芯片主體1中設有多條獨立的微流管道，包括有機溶劑微流通道42、數個清洗液微流通道、洗脫液微流通道82、反應液mix微流通道92、混合微流通道102、廢液微流管道112。

微流控芯片主體1中設有PCR反應腔17，其兩端設置有氣動微閥接口一12，氣動隔膜閥一121，氣動微閥接口二13和氣動隔膜閥二131。

微流控芯片主體1中設有磁鐵放置區15，用于放置吸附磁珠的磁鐵16，所述磁鐵16在整個核酸提取擴增中起到吸附磁珠在中間腔體31邊緣的作用，以利于清洗磁珠并防止磁珠流失。