[发明专利]一种核酸全分析微流控芯片系统及其使用方法

权利要求书

1.一种核酸全分析微流控芯片系统，其特征在于：包括旋转三维磁场控制模块(1)、一维移动磁场控制模块(2)、温度控制模块(3)、信号检测模块(4)和微流控芯片(5)，其中：

所述的旋转三维磁场控制模块(1)包括上圆板(11)、上圆板磁体(12)、下圆板(13)、下圆板磁体(14)、驱动电机(15)、转轴(16)和转轴底座(17)；所述上圆板(11)和下圆板(13)为相对应水平平行设置，所述上圆板(11)和下圆板(13)上设有转轴(16)，所述转轴(16)设于偏离圆心的位置且垂直贯穿于上圆板(11)和下圆板(13)；所述转轴(16)顶端设有驱动电机(15)，所述转轴(16)底端设有转轴底座(17)，所述上圆板(11)和下圆板(13)通过转轴(16)由驱动电机(15)驱动；所述上圆板(11)和下圆板(13)的边缘依次分别设有形状相同、均匀排布的多个上圆板磁体(12)和下圆板磁体(14)，所述上圆板磁体(12)和下圆板磁体(14)的长边与转轴(16)垂直，并且所述上圆板磁铁(12)和下圆板磁铁(14)在垂直位置上相互交错；

所述的一维移动磁场控制模块(2)包括微流控芯片(5)、长方形永磁铁固定组件(21)和微流控芯片移动控制组件(22)；所述微流控芯片(5)的一端设有三维混合池(51)，所述三维混合池(51)位于上圆板(11)和下圆板(13)之间的磁场区域中，所述微流控芯片(5)的另一端的侧面设有微流控芯片移动控制组件(22)，所述微流控芯片(5)的下端临近于微流控芯片移动控制组件(22)一侧设有长方形永磁铁固定组件(21)，所述长方形永磁铁固定组件(21)的另一侧设有温度控制模块(3)，所述温度控制模块(3)紧贴微流控芯片(5)下端，所述微流控芯片(5)上端设有信号检测模块(4)，所述信号检测模块(4)位于温度控制模块(3)上方。

2.根据权利要求1所述的核酸全分析微流控芯片系统，其特征在于：所述微流控芯片(5)上至少有两个通道，所述通道为平行排布，所述每个通道上依次设有一个三维混合池(51)和至少两个反应池(52)，所述三维混合池(51)和反应池(52)之间设有隔离池(54)，所述相邻的反应池(52)之间设有隔离池(54)，所述三维混合池(51)、反应池(52)和隔离池(54)上均设有加液孔(53)，所述通道的一侧端点为三维混合池(51)，所述通道的另一侧端点为隔离池(54)。

3.根据权利要求1所述的核酸全分析微流控芯片系统，其特征在于：所述三维混合池(51)为封闭结构，深度＞1mm，所述反应池(52)为扁平型，深度＜0.5mm，所述三维混合池(51)与反应池(52)的体积比＞4：1。

4.根据权利要求1所述的核酸全分析微流控芯片系统，其特征在于：所述温度控制模块(3)的温控区域覆盖反应池(52)，所述温度控制模块(3)包括温度控制元件和控制电路。

5.根据权利要求1所述的核酸全分析微流控芯片系统，其特征在于：所述信号检测模块(4)的检测区域覆盖反应池(52)，所述信号检测模块(4)包括信号采集单元和数据处理单元。

6.根据权利要求1所述核酸全分析微流控芯片系统的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

①在三维混合池(51)中加入表面改性磁珠和待检测核酸样品，反应池(52)中加入相应的试剂，隔离池(54)中加入间隔介质，随后采用封口膜封闭各液池的加液孔；

②将三维混合池(51)完全放置于旋转三维磁场控制区域，启动旋转三维磁场控制模块(1)，通过驱动转轴(16)带动上圆板(11)和下圆板(13)旋转，使磁珠与核酸样品充分接触、混合；

③步骤②完成后，关闭旋转三维磁场控制模块(1)，启动微流控芯片移动控制组件(22)，使磁珠离开三维混合池并经过隔离池进入下一反应池中；

④步骤③完成后，控制微流控芯片移动控制组件(22)，使磁珠在反应池中进行一维往复运动，实现磁珠与反应池中试剂的充分混合、反应；

⑤步骤④完成后，控制微流控芯片移动控制组件(22)，使磁珠依次进入后续反应池，顺次完成后续混合、反应过程，并在最后的反应池中进行反应和检测，从而实现核酸全分析流程。