[發明專利]一種具有翻蓋式控溫腔室的離心式微流控檢測儀

有效

• 申請號: 201811541469.0
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109444440B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 潘良斌;盛濤;程振;岳成亮;潘漢靈
• 申請（專利權）人: 北京博奧晶典生物技術有限公司
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00;B01L3/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;王春霞

本發明公開了一種具有翻蓋式控溫腔室的離心式微流控檢測儀。所述檢測儀包括檢測儀腔體和設于腔體內的控溫腔室、旋轉電機組件和檢測器組件；控溫腔室為由上端蓋、筒體和下端蓋由上而下依次配合形成的密閉腔室；上端蓋全部或部分連接于上蓋內；上蓋設于檢測儀腔體頂部的開口處，且與檢測儀腔體為翻蓋式配合，當上蓋關閉時，上端蓋與筒體密封配合；上端蓋和下端蓋的外表面均貼附控溫器；控溫腔室內設有托盤。本發明采用了扁平腔室縮小了控溫空間的體積，并優化了控溫扁平腔室的外部風道結構，設計了特定位置的進出風口、引導風道和導風板，增加了各接縫處、翻蓋活動部件的密封特性，從而能夠快速準確地進行控制內部腔室的溫度。

技術領域

本發明涉及一種離心式微流控檢測儀，具體涉及一種具有翻蓋式控溫腔室的離心式微流控檢測儀。

背景技術

離心式微流控技術是微流控技術的一個分支，指的是采用離心力來驅動液體的微流控技術，通過芯片設計和離心程序的控制等可以將樣品處理、生化反應、結果檢測等單元操作集成于一張芯片中。該技術可追溯至二十世紀六十年代末，Anderson等人于1969年報道了一款離心式的分析儀，樣品和試劑加在碟片的中央，離心可使其流入外側的小室，通過電機的旋轉可以讓外側的各個小室依次經過光源處并檢測反應結果，從而實現多個樣本的同時分析。在該領域內已有一些成功案例，如1995年美國Abaxis公司推出一款便攜式的血液生化分析儀Piccolo Xpress，整個系統可自動化地實現樣品處理、生化反應、結果檢測等過程，實現了“樣本進-結果出”的分析。2014年，博奧生物推出的RTisochip恒溫核酸分析儀。同時3M、Roche、Samsung等公司也開始有離心式微流控分析系統的產品問世。

在現有的微流控設備中均需在對微流控芯片進行高速離心的同時，控制并調節微流控芯片所在腔室內的溫度，目前采用的方案都是托盤水平出倉式設計，如PiccoloXpress所采用只彈出芯片托盤的結構(類似DVD機光盤出倉)，以及RTisochip所采用的彈出電機軸和芯片托盤的結構。水平出倉的方案對用戶產生機械損傷的風險較大，需要預留出倉空間占地面積較大；而且由于電機軸和芯片托盤結構相對內部光學檢測器件的位置，在進出倉過程中在不停變化，難以保證離心電機的軸心與光檢測點的相對位置，即芯片的定位精度較差，適用于對微流控芯片偏心度、定位精度要求不高的場合。

而采用從頂部打開的翻蓋式結構，占地空間小，更適合便攜、床旁或快速檢測的需求；上翻蓋式無需調整離心部件的結構，對離心電機軸心定位、轉速精度等無影響，更符合模塊化設計的思路。上翻蓋式結構在傳統的離心機中已廣泛應用，且其成本和性能已較為優異，其中冷凍離心機也具備控溫功能，但冷凍離心機的控溫腔依然存在三大主要問題：

1、冷凍腔室的溫度從室溫調整到設定溫度的時間較長，通常需要10～20min，變溫(預冷)時間長，不適用于快速檢測的應用，也不適用于溫度快速響應(如PCR)等的應用場合；且冷凍離心機的溫度調整范圍通常適用于低溫區間，如-5～30℃，不適用于體外診斷試劑(37℃)、核酸擴增儀(60～95℃)等較高溫度的應用場景。

2、冷凍離心機常用于較大尺寸的離心管，儀器尺寸大，不適用于床旁、便攜式的應用場景；腔室多為高度較高的圓環柱，并不適用于扁平狀的微流控芯片；最為關鍵的是，該結構不具備對離心管、離心部件進行檢測分析的功能。

3、離心機在長期運轉后，由于電機發熱并軸向傳導、轉子與空氣高速摩擦生熱等導致的，離心組件內(如離心管、離心部件中的)試液溫升通常能達到數度，這些影響通常是由制冷控溫模塊消除掉，采用的空氣壓縮機方案體積大成本高。

因此，針對當前離心式微流控檢測設備的離心功能、控溫功能、占地面積、定位精度等的綜合需求，亟需提供一套創新型、緊湊型、經濟實用的解決方案。

發明內容