[发明专利]一种全血核酸检测的微流控芯片

说明书

本发明涉及核酸提取、检测技术领域，尤其涉及一种全血核酸提取、扩增和检测的多腔室、多通道的微流控芯片。该芯片可实现全血样品核酸的自动化提取、扩增和检测过程。该芯片由外功能区和内功能区组成，外功能区包括纯化试剂存储单元、废液单元和扩增检测单元；内功能区包括核酸提取单元，外功能区和内功能区之间有密封圈，密封圈上的凸起式微通道可实现外功能区和内功能区的连通或封闭。芯片内部预装核酸纯化、扩增和检测试剂，可常温保存，封闭式操作，避免了样本交叉污染和扩增产物气溶胶污染。

技术领域

本发明涉及核酸提取、检测技术领域，尤其涉及一种全血核酸提取、扩增和检测的多腔室、多通道的微流控芯片。

背景技术

全血是指未经离心、分离处理的完整血液成分，是临床检测和现场级检测的重要样本来源之一。因其成分复杂常常会对核酸纯化、检测方法产生干扰，因此针对全血样品的成分特性开发快速、高效的核酸提取、纯化试剂体系具有重要意义。常用的核酸提取、纯化方法包括酚氯仿抽提法、离心柱法、磁珠法。提取过程复杂，操作繁琐，耗时长，还可能使用有毒试剂，降低了纯化核酸的得率、纯度及操作的安全性、一致性和重复性。

微流控芯片技术是在微尺度空间下，利用高度集成的功能单元实现多步骤的生化反应过程，减少人工操作，实现样品入-结果出（Sample in- Answer out），为生物医学诊断、分析化学、生命科学等领域提供自动化解决方案。微流控芯片的优势在于减小反应体系和所需试剂用量，大幅缩短样品处理时间，全封闭的芯片-试剂体系避免交叉污染，自动化控制减少人工操作过程，提高操作的一致性。利用微流控芯片集成核酸样本提取和检测分析等过程是近年来研究的热点。目前市场上缺少集成核酸纯化、扩增检测的微流控芯片产品，现有的微流控芯片研究主要集中在科研领域，集成度较高，芯片上设计大量微阀或精密结构，加大了芯片制作工艺的复杂度，批量生产困难，成本偏高，且外部控制系统复杂。

核酸扩增分析是核酸纯化后的主要检测技术之一，包括变温扩增和等温扩增。变温扩增又称聚合酶链式反应（PCR），是最早的核酸扩增技术，通过温度循环实现特异性引物探针与模版DNA之间的变性-复性而得到指数扩增的DNA片段。等温扩增技术可以在恒定温度下实现DNA分子的指数级扩增，摆脱了对精良设备的依赖，在临床和现场快速诊断中显示了良好的应用前景。但是，由于核酸提取过程的复杂性和扩增检测技术的灵敏性，容易产生交叉污染，尤其是气溶胶污染，导致假阳性结果。

发明内容

为了解决上述技术中的问题，本发明提供了一种全血核酸检测的微流控芯片。

该芯片由外功能区和内功能区两部分组成。

其中，外功能区包含纯化试剂存储单元、废液单元和扩增检测单元，外功能区含有限位槽，可用于固定功能。内功能区为圆形包含核酸提取单元和限位槽，核酸提取单元包含一个入口、一个出口、一个纯化室和一个U型连通管。当内功能区和外功能区发生相对转动时，纯化室的入口每次只可以连通纯化试剂存储单元的一个试剂室，纯化室的出口则与废液室相连，液体可以依次通过纯化室和废液室，U型连通管的功能是连通扩增室和废液室，在特定位置可以实现扩增室进液，旋转后可实现扩增室密封；内功能区的限位槽可以固定芯片外部辅助结构用于驱动内功能区转动。

外功能区和内功能区之间有密封圈，密封圈材质为具有弹性的硅胶或者橡胶，具有特殊的凸起结构设计，在自然状态下为开通状态，发生挤压变形时则为封闭状态。

纯化试剂存储单元包含预处理液室、样品室、洗涤液I室、洗涤液II室、脱醇液室和洗脱液室。

废液单元包括废液室，其内含有吸水材料。

扩增检测单元包含冻干试剂室、干燥剂室、扩增反应室和连通管道，冻干试剂室含有扩增反应冻干试剂，该扩增反应冻干试剂可室温长期保存，因含有探针，需要避光；冻干试剂室附近的干燥剂室含有干燥剂，用于避免扩增反应冻干试剂受潮失活。