[发明专利]核酸自动提取微流控装置

权利要求书

1.核酸自动提取微流控装置，其特征在于：该装置包括微流控芯片和驱动装置，通过微流控芯片与驱动装置之间的相互配合，实现了操作简单、自动化的核酸提取；

其中，微流控芯片包括芯片上盖(1)、芯片结构片(2)、芯片下盖(3)；芯片结构片(2)中包括注入孔(4)、注入通道(5)、裂解腔(6)、洗涤腔(7)、洗脱腔(8)、挡板(9)、转移通道(10)；

所述芯片上盖(1)和芯片下盖(3)设置在芯片结构片(2)的上下两端；芯片结构片(2)中设有注入通道(5)、裂解腔(6)、洗涤腔(7)、洗脱腔(8)、转移通道(10)；所述芯片上盖(1)、芯片结构片(2)、芯片下盖(3)共同组成封闭结构；

所述芯片结构片(2)中共有一个裂解腔(6)、三个洗涤腔(7)和一个洗脱腔(8)；其中，裂解腔(6)、洗涤腔(7)、洗脱腔(8)组成一个闭合的微流控芯片网络；所述裂解腔(6)、洗脱腔(8)设在该闭合微流控芯片网络的两端，三个洗涤腔(7)设在裂解腔(6)、洗脱腔(8)之间且各洗涤腔(7)相互连接；所述裂解腔(6)、洗涤腔(7)、洗脱腔(8)之间通过转移通道(10)相连接；所述裂解腔(6)、洗涤腔(7)、洗脱腔(8)的各个腔的侧面均设有一个注入孔(4)，注入孔(4)与各腔之间通过注入通道(5)相连接；

所述各洗涤腔(7)的每个入口端设有挡板(9)，用于样品转移过程中截留磁珠，使其停留在当前反应腔，防止磁珠流失；

洗脱腔(8)所对应的注入孔(4)同时用于洗脱液的注入及纯化后核酸的移出；

驱动装置包括芯片托盘(11)、定位槽(12)、磁铁架(13)、上磁铁(14)、下磁铁(15)、光耦架(16)、槽型光耦(17)、电机固定板(18)、步进电机(19)、支撑架(20)、底板(21)；

所述芯片托盘(11)的上方固定有上磁铁(14)，上磁铁(14)吸附芯片结构片(2)内的磁珠用以完成样品的逐步转移，芯片托盘(11)的下方固定有下磁铁(15)，下磁铁(15)吸附芯片结构片(2)内的磁珠，芯片托盘(11)带动芯片结构片(2)内的试剂往复运动，上磁铁(14)与下磁铁(15)均为永久磁铁，并与芯片结构片(2)中各个腔的中心在同一垂直方向；上磁铁(14)、下磁铁(15)均安装在磁铁架(13)上；

所述芯片托盘(11)的边缘有距离不等的定位槽(12)，定位槽(12)位于芯片托盘(11)边缘，各定位槽(12)与各个腔相对应；

所述芯片托盘(11)与步进电机(19)紧密配合，通过步进电机(19)带动芯片托盘(11)和微流控芯片的转动；步进电机(19)安装在电机固定板(18)上；

槽型光耦(17)安装在光耦架(16)上，且定位槽(12)与槽型光耦(17)相互配合，用以完成转盘转动过程中的定位控制；

磁铁架(13)、光耦架(16)、电机固定板(18)均安装在支撑架(20)上，所述支撑架(20)的底部设有底板(21)。

2.根据权利要求1所述的核酸自动提取微流控装置，其特征在于：所述芯片上盖(1)、芯片结构片(2)、芯片下盖(3)的材料为聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯材料。

3.根据权利要求1所述的核酸自动提取微流控装置，其特征在于：所述芯片上盖(1)、芯片结构片(2)、芯片下盖(3)通过化学粘结或者物理键合进行封闭，构成一个无流体泄露的微流控网络。

4.根据权利要求1所述的核酸自动提取微流控装置，其特征在于：所述芯片上盖(1)、芯片结构片(2)、芯片下盖(3)组成的微流控芯片中部设有梯形凹槽，用以安装固定整个芯片。

5.根据权利要求1所述的核酸自动提取微流控装置，其特征在于：裂解腔(6)内通过注射器或移液枪将样品、裂解液、磁珠注入，三个洗涤腔(7)注入有清洗液，洗脱腔(8)注入有洗脱液。

6.根据权利要求1所述的核酸自动提取微流控装置，其特征在于：该装置操作过程为通过注入孔(4)，将样品、裂解液、磁珠等注入微流控芯片中的裂解腔(6)，将清洗液注入三个洗涤腔(7)，将洗脱液注入洗脱腔(8)，然后，将微流控芯片放入芯片托盘(11)，并形成紧密配合；

通过步进电机(19)带动芯片托盘(11)的转动和槽型光耦(17)的定位控制，将裂解腔(6)转动到下磁铁(15)的正上方，利用下磁铁(15)对磁珠的吸附作用，驱使裂解腔(6)作小范围往复转动，促使样品与裂解液、磁珠充分混合；

混合一段时间后，将裂解腔(6)转动到上磁铁(14)的正下方，利用上磁铁(14)对磁珠的吸附作用，将吸附了核酸的磁珠通过转移通道(10)转移到洗涤腔(7)，利用洗涤腔(7)入口端的挡板(9)将磁珠截留在洗涤腔(7)，防止磁珠流入下一个反应腔；接下来，将装有磁珠的洗涤腔(7)转动到下磁铁(15)的正上方，利用下磁铁(15)对磁珠的吸附作用，驱使洗涤腔(7)作小范围往复转动，促使磁珠与清洗液充分反应；

同样方法将吸附了核酸的磁珠转移到第二个和第三个洗涤腔(7)完成核酸纯化过程，直至进入洗脱腔(8)，洗脱液与磁珠充分反应，将吸附在磁珠上的核酸洗脱下来，利用上磁铁(14)将完成反应的磁珠转移到前一个洗涤腔(7)，洗脱后的核酸留在洗脱腔(8)，由此完成核酸的纯化。