[發明專利]一種集成液路切換閥的微流控芯片及核酸檢測方法

有效

• 申請號: 202010629977.5
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111760601B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 朱靈;楊柯;朱燦燦;趙俊;汪磊;王貽坤;鄧國慶;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: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;C12M1/34;C12M1/00;C12Q1/686
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 張乾楨

本發明公開了一種集成液路切換閥的微流控芯片及核酸檢測方法，包括微流控芯片本體、試劑通道、液路切換閥、廢液存儲腔、樣本存儲腔、第一清洗液存儲腔、第二清洗液存儲腔、擴增液存儲腔、核酸提取和擴增檢測腔，整體形成一個全集成核酸檢測微流控芯片。不同存儲腔與核酸提取和擴增檢測腔之間的連接使用液路切換閥進行切換。核酸提取和擴增檢測時，液路切換閥需要切換到不同的位置，導通不同的試劑存儲腔與核酸提取和擴增檢測腔，外接動力源與不同存儲腔的壓帽相互對接，由一體化核酸檢測儀控制微流控芯片內的試劑流動，在核酸提取和擴增檢測腔內完成核酸吸附、雜質清洗、廢液轉移等核酸提取過程，最后直接在核酸提取和擴增檢測腔中對反應液中的核酸進行檢測。

技術領域

本發明涉及核酸檢測技術領域，具體涉及一種集成液路切換閥的微流控芯片及核酸檢測方法。

背景技術

分子檢測平臺對病原體基因即時檢測具有重要意義。核酸檢測技術(Nucleicacid testing，NAT)是一種廣泛使用的分子檢測方法，與病毒分離和免疫學測定等方法相比，具有速度快、靈敏度高、特異性強等優點。目前較流行的聚合酶鏈式反應(PolymeraseChain Reaction，PCR)及實時熒光定量PCR檢測方法具有檢測范圍廣、敏感度高、特異性強等優點。在疾病爆發時，采用PCR技術在資源有限的地區可以方便地實現現場即時檢測，對于重大傳染病疫情和生物恐怖事件的防控意義重大。

微流控芯片技術有望實現這一目標，該技術以分析化學為基礎，以微通道為結構特征，是一種集樣品處理、生化反應和結果檢測等幾個典型步驟為一體的微型生化分析儀器，為生物分析提供了一個嶄新的技術平臺，已在生命科學等眾多領域展現出前所未有的發展潛力和應用價值。然而，為避免氣溶膠污染和減少人為因素對核酸檢測實驗結果的影響，有必要將完整的核酸檢測流程集成在微流控芯片上。值得注意的是，完整的核酸檢測流程由包括樣本在內的多種液體參與，整個核酸檢測流程中涉及大量的液體定向、依序的流動控制。因此，對于核酸檢測用微流控芯片，需要集成能夠實現對樣本、試劑以及廢液進行流動和轉移控制的液路切換閥。該液路切換閥需滿足以下要求：1)加工簡單，滿足商品批量化生產的需求；2)可以與微流控芯片相互集成，加工難度小，易于實現；3)可以實現微流控芯片內部試劑的導流和通道關斷；4)液路切換閥可以使用外部一體化核酸檢測儀進行控制。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案，一種集成液路切換閥的微流控芯片，包括微流控芯片主體、微流控芯片基板、樣本存儲腔、樣本進樣通道、第一清洗液存儲腔、第一清洗液進樣通道、第二清洗液存儲腔、第二清洗液進樣通道、擴增液存儲腔、擴增液進樣通道、廢液存儲腔、廢液排出通道、核酸提取和擴增檢測腔、檢測腔進樣通道、檢測腔出樣通道、多個進樣通道、多個潤滑墊、多個進樣通孔、多個出樣通孔、第一壓帽、第二壓帽、第一液路切換閥、第二液路切換閥、第一旋轉機構、第二旋轉機構、八個螺釘，整體形成一個封閉空間；

所述微流控芯片主體位于微流控芯片基板上，所述樣本存儲腔通過樣本進樣通道連接到第一液路切換閥；所述第一清洗液存儲腔通過第一清洗液進樣通道連接到第一液路切換閥；所述第二清洗液存儲腔通過第二清洗液進樣通道連接到第一液路切換閥；所述擴增液存儲腔通過擴增液進樣通道連接到第一液路切換閥；所述第一液路切換閥通過檢測腔進樣通道連接到核酸提取和擴增檢測腔，核酸提取和擴增檢測腔通過檢測腔出樣通道連接到第二液路切換閥，第二液路切換閥再通過廢液排出通道連接到廢液存儲腔；所述第一液路切換閥、第二液路切換閥上分別設置有第一旋轉機構、第二旋轉機構。

所述微流控芯片基板為一種壓敏薄膜，其可以通過熱壓鍵合工藝與微流控芯片主體相互鍵合，而不產生任何液體滲漏。微流控芯片本體頂部設置有動力源，用于提供微流控芯片內部試劑轉移所需的動力。

所述樣本存儲腔用于存放樣本和裂解液的混合液體；所述樣本存儲腔頂部分別設計有第一密封蓋，第一密封蓋上安裝有第一透氣不透液膜，用于樣本存儲腔內的氣壓平衡和防止氣溶膠污染。第一密封蓋可與動力源連接，以提供微流控芯片內部試劑流動所需的動力。