[发明专利]一种单反应控温高通量微流控芯片核酸扩增装置

权利要求书

1.一种变温度高通量LAMP微流控芯片扩增装置，其特征在于：包括微流控芯片、加热模块、检测模块；通过微流控芯片与加热模块、检测模块的相互配合，实现变温度多反应腔LAMP实时检测；

其中，微流控芯片包括盖片（3）、结构片（4）和底片（5）；

所述盖片（3）位于结构片（4）的顶部，用以封闭结构片（4），结构片（4）中间内部平行分布有数个反应腔（6），各个反应腔（6）的两端分别设置有注入通道（10）和气孔通道（11）；盖片（3）有注入孔（1）和气孔（2）；注入通道（10）与气孔通道（11）的底端分别构建有弹性薄膜（7）；

平行分布的反应腔（6）之间设置有绝热槽（8），与结构片（4）中绝热槽（8）相对应的位置，盖片（3）与底片（5）均设有绝热槽（8）；绝热槽（8）中配置有绝热板（19）；

所述底片（5）固定在结构片（4）的底部，底片（5）内部设置有与各注入通道（10）和气孔通道（11）相对应的空腔，空腔中存放着热膨胀微球颗粒（9）；

盖片（3）、底片（5）与结构片（4）相互配合，最终成为一个完整的LAMP反应芯片；

加热模块包括导热铝片（12）和数组功率电阻（13）；每组功率电阻（13）以串联形式紧密贴合在导热铝片（12）的底部；

检测装置包括一体化光电检测模块（15）、运动导轨（14）、底座（16）；

一体化光电检测模块（15）固定在运动导轨（14）上，通过步进电机的作用在运动导轨（14）上做水平直线运动；一体化光电检测模块（15）的底部有光电探测头（18）；

底座（16）上有芯片托台（17），加热模块固定在芯片托台（17）的底部，导热铝片（12）即为芯片托台（17）的上端面，导热铝片（12）与微流控芯片能够紧密贴合；

芯片上自带微阀中的热膨胀微球颗粒（9）为聚合物材料，其内部封闭有气体，在加热条件下发生膨胀，弹性薄膜（7）为软的弹性材料PDMS；热膨胀微球颗粒（9）在加热过程中迅速膨胀，体积变大，使弹性薄膜（7）变形，堵塞注入通道（10）和气孔通道（11），封闭反应腔（6）与外界的连接通道；

所述反应腔（6）之间有绝热槽（8），盖片（3）和底片（5）在其相同位置均设有绝热槽（8），绝热槽（8）中配备有黑色绝热板（19），将各个反应腔（6）隔离成温度独立的反应区间，同时防止各反应腔（6）之间的荧光串扰。

2.根据权利要求1所述的一种变温度高通量LAMP微流控芯片扩增装置，其特征在于：导热铝片（12）通过绝热槽（8）隔离出多个温度独立的加热区间，每个独立的加热区间均配备有若干个功率电阻（13），功率电阻（13）以串联的方式连接，实现各个加热区间温度的独立控制；导热铝片（12）经过发黑处理，以克服激发光对荧光检测的影响。

3.根据权利要求1所述的一种变温度高通量LAMP微流控芯片扩增装置，其特征在于：通过步进电机的作用，一体化光电检测模块（15）能够在运动导轨（14）上做水平直线运动，一体化光电检测模块（15）底部的光电探测头（18）位于各反应腔（6）的正上方，在软件的调控下能够快速精确定位到每个反应腔（6）的正上方，以实现加热过程中实时荧光检测。

4.根据权利要求1所述的一种变温度高通量LAMP微流控芯片扩增装置，其特征在于：一体化光电检测模块（15）中有一组或两组不同波长的激发光路和接收光路，可以实现多波长的荧光检测。

5.根据权利要求1所述的一种变温度高通量LAMP微流控芯片扩增装置，其特征在于：所述盖片（3）与结构片（4），结构片（4）与底片（5）之间的连接方式为有机溶剂、热粘接方式实现化学粘接或采用压敏双面胶实现物理粘接。

6.根据权利要求1所述的一种变温度高通量LAMP微流控芯片扩增装置，其特征在于：所述盖片（3）、结构片（4）、底片（5）的材料是聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。

7.根据权利要求1所述的一种变温度高通量LAMP微流控芯片扩增装置，其特征在于：通过移液枪将LAMP扩增体系通过注入孔（1）注入到反应腔（6）中，将微流控芯片推入芯片托台（17）中，分别设置导热铝片（12）中各组功率电阻（13）的加热温度，启动加热过程，功率电阻（13）加热微流控芯片，在加热初始阶段，底片（5）中的热膨胀微球颗粒（9）迅速膨胀，使弹性薄膜（7）变形，关闭注入通道（10）和气孔通道（11）；

启动加热后，选择一体化光电检测模块（15）的荧光检测波长，开启荧光检测；一体化光电检测模块（15）通过步进电机的作用在运动导轨（14）上做水平直线运动，对每个反应腔（6）进行精确定位和荧光检测，最终，实现变温度高通量LAMP扩增检测。