[發明專利]一種可多步時序反應的微流控芯片、微流控方法及其應用

有效

• 申請號: 202111058453.6
• 申請日: 2021-09-10
• 公開（公告）號: CN113528295B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 楊啟文;潘良斌;邵昊英;殷雙
• 申請（專利權）人: 中國醫學科學院北京協和醫院;北京博奧晶典生物技術有限公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/34;C12M1/36;C12M3/00
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 向群

本發明“一種可多步時序反應的微流控芯片、微流控方法及其應用”屬于微流控芯片技術領域。所述微流控芯片包括：反應腔、緩沖分流單元、以及可連通反應腔和緩沖分流單元的管路；所述反應腔沿流體流動方向從上游、中游至下游依次設置若干個；上游反應腔的出口可通過管路與中游反應腔的入口相連通；中游反應腔可通過管路與下游反應腔相連通；緩沖分流單元可暫時儲存或緩沖流體并分流流體；緩沖分流單元的出口可經管路與中游反應腔相連通；中游反應腔上、緩沖分流單元內均設有定量分流機構。采用本發明的芯片、方法進行反應檢測，能保持很高的檢測靈敏度，能滿足各類生物實驗，尤其適用于大規模臨床診斷，高效靈敏、操作便捷、應用范圍極為廣泛。

技術領域

本發明涉及微流控芯片技術領域，特別涉及一種可多步時序反應的微流控芯片、微流控方法及其應用。

背景技術

微流控芯片是一種以在微米尺度空間對流體進行操控為主要特征的科學技術，具有將生物、化學等實驗室基本功能微縮到一個幾平方厘米芯片上的能力，因此又被稱為芯片實驗室，其在化學分析、生物檢測等眾多領域都有著廣泛的應用。面對突發性傳染性疾病時，往往需要區分與溯源致病病菌，這時就需要對樣品進行多病原體的并行檢測分析。而要實現對同一樣品的多指標并行檢測分析，通常會將核酸提取樣品分配到用于分析不同靶標的多個反應孔中。利用微流控芯片的多個并行腔體來進行多靶標的反應和檢測是一種靈活的解決思路，但其帶來一個潛在的問題，即待分析樣本被分配到多個反應腔體中，導致每個腔體中的樣本含量就減少了，相當于降低了整個系統的檢測靈敏度。因而多腔體分配與高靈敏度檢測之間存在矛盾。

綜上所述，如何提供一種芯片能夠同時滿足高靈敏度和多指標的檢測需求，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

為解決本領域存在的上述問題，本發明旨在提供一種全新結構的可多步時序反應的微流控芯片，及基于該微流控芯片的微流控方法及其應用。本發明的微流控芯片不僅可用于常規的核酸提取及擴增反應，還可用于多指標反應，同時確保反應結果的靈敏度，不因原始樣品的分配而降低靈敏度。

本發明的技術方案如下：

一種可多步時序反應的微流控芯片，其特征在于，包括：反應腔、緩沖分流單元、以及可連通反應腔和緩沖分流單元的管路；所述反應腔沿流體流動方向從上游、中游至下游依次設置若干個；

上游反應腔的出口可通過管路與中游反應腔的入口相連通；中游反應腔可通過管路與下游反應腔相連通；

緩沖分流單元可暫時儲存或緩沖流體并分流流體；緩沖分流單元的出口可經管路與中游反應腔相連通；

中游反應腔上、緩沖分流單元內均設有定量分流機構。

所述反應腔內設有防接觸機構；

所述防接觸機構選自：設置在反應腔出口處的反應腔底部內壁上的凸起、或，與反應腔出口外接的凸起空間、或，設置在反應腔的腔壁上遠離下游端延伸出的突出空間、或，毛細管向遠離下游端方向伸出的折彎結構；

所述凸起優選呈三角形的臺階，三角形的斜面朝向流體流入反應腔的方向，三角形的臺階與反應腔出口所在的側壁之間存在空隙，該空隙與出口相通；

優選地，中游反應腔與下游反應腔之間的管路上設有界面閥，所述界面閥直徑大于所述管路直徑；

進一步優選地，所述微流控芯片還包括流體儲存單元；流體儲存單元位于反應腔的上游；所述流體儲存單元可通過管路與緩沖分流單元相連通；

優選地，所述緩沖分流單元按流體流動方向包括至少2個緩沖腔；相鄰的緩沖腔之間可通過管路相連通；

優選地，按流體進入的先后順序設置至少2個中游反應腔；相鄰的中游反應腔之間可通過管路相連通；

優選地，所述定量分流機構為設置在反應腔或緩沖腔的腔壁上的高度可調的開口。