[實用新型]離心微流控芯片結構及核酸分析裝置

有效

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• 申請日: 2019-02-19
• 公開（公告）號: CN209778827U
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發(fā)明（設計）人: 湯明輝
• 申請（專利權）人: 深圳市剛竹醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/34
• 代理公司: 44224 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司
• 代理人: 黃鴻華

本申請涉及一種離心微流控芯片結構及核酸分析裝置，其中，離心微流控芯片結構包括：芯片基體、磁吸附件以及磁性件；芯片基體具有轉動中心；芯片基體還開設有攪拌腔室以及連通攪拌腔室的注液孔，攪拌腔室相對于轉動中心具有相異距離的位置；磁吸附件容置于攪拌腔室中；磁性件設置于芯片基體外且位于攪拌腔室靠近轉動中心的位置。一方面當磁吸附件移動至遠離磁性件的位置時，在離心力作用下，磁吸附件移動至攪拌腔室遠離轉動中心的位置；另一方面當磁吸附件移動至靠近磁性件的位置時，磁吸附件在磁性吸附作用下移動至攪拌腔室靠近轉動中心的位置；從而實現了較為理想的混合效果，進而在簡化結構及無需復雜儀器設備的前提下具有一定的裂解效果。

技術領域

本申請涉及離心微流控領域，特別是涉及離心微流控芯片結構及核酸分析裝置。

背景技術

微流控(Microfluidics)是指在亞毫米尺度上操控液體，其中，亞毫米尺度一般為幾微米到幾百微米。微流控技術將生物和化學領域所涉及的基本操作單位，甚至于把整個化驗室的功能，包括采樣、稀釋、反應、分離、檢測等集成在一個小型芯片上，故又稱芯片實驗室(Lab-on-a-Chip)。這種芯片一般是由各種儲液池和相互連接的微通道網絡組成，能很大程度縮短樣本處理時間，并通過精密控制液體流動，實現試劑耗材的最大利用效率。

微流控系統(tǒng)是指在亞毫米尺度上操控液體的裝置。離心微流控隸屬于微流控的一個分支，特指通過轉動離心微流控芯片來驅動液體的流動，從而實現使用離心力在亞毫米尺度上操控液體。離心微流控將生物和化學領域所涉及的基本操作單位集成在一個小型碟式的(disc-shaped)芯片上。除了微流控所特有的優(yōu)點外，由于離心微流控只需要一個電機來提供液體操控所需要的力，所以整個設備更為簡潔緊湊。而碟片式芯片上的無處不在的離心場既能使得液體驅動更為有效，確保管道內沒有殘留液體，又能有效的實現基于密度差異的樣本分離，也能讓并行處理更為簡單。微流控為生物醫(yī)學研究、藥物合成篩選、環(huán)境監(jiān)測與保護、衛(wèi)生檢疫、司法鑒定、生物試劑的檢測等眾多領域的應用提供了極為廣闊的前景。特別地，微流控能很好地滿足即時診斷(Point-of-care testing，POCT)小型化儀器的需求，所以被廣泛的應用在POCT中。在產業(yè)化中，微流控一般分為以下幾大類型：壓力(氣壓或者液壓)驅動式微流控，離心微流控，液滴微流控，數字化微流控，紙質微流控等。

在微流控中，由于液體體積為微升甚至納升級別，而且微流控芯片的腔室和管道尺寸均有限，所以微流控芯片內部試劑的混合比較難以實現。在離心微流控中，液體試劑的混合最常見的有兩種方式。一種方式是通過改變微流控芯片的轉動速度，利用微流控芯片加減速過程中產生的歐拉力來實現混合效果。第二種是，通過液體流經不斷彎折的蛇形液流管道來實現混合效果。第一種方式的混合往往對離心電機提出較大的要求，與此同時，由于離心微流控中轉速是操縱整個芯片上液體流動的動力，改變轉速勢必會對微流控芯片上的其他部位的液體試劑的流動產生影響，增加了芯片的設計難度。第二種方式會增大整個微流控芯片的加工難度，同時不斷彎折的蛇形液流管道的混合效果往往并沒有那么理想。

另外，當前整個微流控技術的很大的一塊的應用場景是微流控分子診斷。其核心目的是把分子診斷的整個樣本富集，裂解，核酸提取與純化，PCR擴增集成在一張微流控芯片上。這里面，樣本的裂解一直是整個微流控分子診斷的一大技術難點。分子診斷中的樣本的裂解一般分為物理法和化學法。對于化學法而言，一般用酶來對細胞膜或者細胞壁進行水解，但是對于不同的病原體的裂解的所需試劑的組分不同，使得該方法通用性并沒有那么好。另一方面，化學法裂解所需時間較長，很多時候裂解效果并不理想。物理法裂解一般使用機械方式來使得樣本細胞膜或者細胞壁破裂，從而釋放DNA。物理法一般包括超聲波法，激光照射法等。在離心微流控中，這些物理方法往往會大大增大儀器的復雜度。而且由于操作過程中，微流控芯片處于離心狀態(tài)中，超聲波探頭往往難以跟微流控芯片進行直接接觸，裂解效果很難達到預期。另一個方面，激光照射法裂解，激光的光斑也很難對準微流控芯片的裂解腔。

實用新型內容

基于此，有必要提供一種離心微流控芯片結構及核酸分析裝置。