[發明專利]微流控囊袋、流體樣本處理裝置及核酸提取方法

有效

• 申請號: 202210924960.1
• 申請日: 2022-08-03
• 公開（公告）號: CN114950590B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 周朋;李曉寧;馬俊杰;陳國禮;黃真光;海興偉;郭琦
• 申請（專利權）人: 翊新診斷技術（蘇州）有限公司
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;C12N15/10
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒;王茹

本申請公開了一種微流控囊袋、流體樣本處理裝置及核酸提取方法。所述微流控囊袋包括層疊膜和分布在層疊膜內的固定結合區、功能腔室、閥門區、進液口、出液口等。各功能腔室的大小和形狀由固定結合區的邊界定義。層疊膜包括層疊的第一、第二薄膜，且在固定結合區內第一、第二薄膜不可逆地結合，而在功能腔室內第一、第二薄膜可在壓力作用下于相互分離和相互貼合狀態之間切換；閥門區用于連接相鄰功能腔室，其中設有不可逆的一次性閥門結構；每一進液口與相應的一個功能腔室連接；出液口與選定的一個功能腔室連接。本申請的微流控囊袋具有功能集成、結構簡單、使用方便、可規模化生產等優點，可便捷、高效地應用于核酸提取等場景。

技術領域

本申請特別涉及一種微流控囊袋、流體樣本處理裝置及核酸提取方法，屬于微流控技術領域。

背景技術

核酸是遺傳信息的載體，是最重要的生物信息分子，是分子生物學研究的主要對象，因此，核酸的提取是分子生物學實驗技術中最重要、最基本的操作。

傳統的全自動核酸提取技術幾乎完全是以大型的XYZ三維平臺為基礎，在Z軸加裝可精確定量轉移液體的移液槍為設計基礎實現的。這種方式的技術優點在于機械運動部分設計成熟，制作的工作站通量大，使用成本相對低廉可控，因而得到了廣泛的應用。

在核酸提取過程中，樣本需要經過細胞裂解、核酸的吸附和純化以及核酸的洗脫和收集等幾個步驟。對絕大多數的核酸檢測樣本，這些步驟都是在液體反應環境條件下完成的。為了完成多步驟的反應流程，吸附核酸用的載體如磁珠會經歷數次從一個反應器到另一個反應器的轉移，或者持續使用同一個反應器但在每個步驟之后需要將所用試劑轉移出反應器。若采用前述全自動核酸提取系統進行核酸提取，則這些轉移都是在暴露的環境下完成的。無論系統的設計如何精巧，將大量檢測樣本相鄰置放于開發的空間并通過XYZ三維平臺的移動進行液體轉移時，樣本間的交叉污染，尤其是高濃度樣本形成氣溶膠而導致的交叉污染幾乎是不可能完全消除的。至少是難以證明氣溶膠污染的可控性，尤其是考慮到儀器設備的使用狀況和使用環境的不可控因素。

使用XYZ三維平臺的另一個問題是其使用的靈活性高度受限。對絕大多數的醫療單位如醫院而言，通常每個檢測項目的日檢測量以數個或十數個為計，且收樣時間和檢測時間都具有不確定性時，XYZ三維平臺的技術特點使得它的設置和使用都極不適用于這種小通量、多批次的使用方式。

微流控技術的誕生使得在微小密閉空間內進行連續的、高度集成化的實驗操作成為可能。這類產品因為其便攜性和操作簡單，通常被稱為POCT（Point Of Care Test）檢測產品。其中以美國Cepheid GeneXpert和法國梅里埃的FilmArray最為著名。但另一方面，微流控產品的功能需求與其一次性耗材的特點往往會導致其生產成本與市場現行的價格體系無法融合。出現了微流控技術越來越普及但卻鮮有大規模應用的檢測產品。

微流控技術從出生便以“樣本到結果”（Sample to Answer）的目標作為產品特征，強調的是流程的完整性和操作的簡單性。但這種對流程完整性的追求卻忽略了一個應用現狀，那就是醫療診斷行業現存的大量檢測需求因為體系和管理、使用者的習慣或者檢測試劑合規供應商的限制，從而無法從完全的實驗室手工操作變為樣本到結果的全自動化操作。這些現存檢測更需要的是操作簡單，使用靈活，能夠解決分子檢測中最費時費力的“樣本到核酸”過程的自動化核酸提取產品。另外，世界范圍內存在的“實驗室自開發檢查項目”(Laboratory Developed Test, LDT)也無法借助一體化的微流控“樣本到結果”的自動化技術來提高效率，而只能止步于“樣本到核酸”。將“樣本到結果”的傳統微流控產品拓展到包括較少操作步驟但應用更為靈活的全自動“樣本到核酸”的需求是明確且緊急的。