[发明专利]一种集成液路切换阀的微流控芯片及核酸检测方法

说明书

本发明公开了一种集成液路切换阀的微流控芯片及核酸检测方法，包括微流控芯片本体、试剂通道、液路切换阀、废液存储腔、样本存储腔、第一清洗液存储腔、第二清洗液存储腔、扩增液存储腔、核酸提取和扩增检测腔，整体形成一个全集成核酸检测微流控芯片。不同存储腔与核酸提取和扩增检测腔之间的连接使用液路切换阀进行切换。核酸提取和扩增检测时，液路切换阀需要切换到不同的位置，导通不同的试剂存储腔与核酸提取和扩增检测腔，外接动力源与不同存储腔的压帽相互对接，由一体化核酸检测仪控制微流控芯片内的试剂流动，在核酸提取和扩增检测腔内完成核酸吸附、杂质清洗、废液转移等核酸提取过程，最后直接在核酸提取和扩增检测腔中对反应液中的核酸进行检测。

技术领域

本发明涉及核酸检测技术领域，具体涉及一种集成液路切换阀的微流控芯片及核酸检测方法。

背景技术

分子检测平台对病原体基因即时检测具有重要意义。核酸检测技术(Nucleicacid testing，NAT)是一种广泛使用的分子检测方法，与病毒分离和免疫学测定等方法相比，具有速度快、灵敏度高、特异性强等优点。目前较流行的聚合酶链式反应(PolymeraseChain Reaction，PCR)及实时荧光定量PCR检测方法具有检测范围广、敏感度高、特异性强等优点。在疾病爆发时，采用PCR技术在资源有限的地区可以方便地实现现场即时检测，对于重大传染病疫情和生物恐怖事件的防控意义重大。

微流控芯片技术有望实现这一目标，该技术以分析化学为基础，以微通道为结构特征，是一种集样品处理、生化反应和结果检测等几个典型步骤为一体的微型生化分析仪器，为生物分析提供了一个崭新的技术平台，已在生命科学等众多领域展现出前所未有的发展潜力和应用价值。然而，为避免气溶胶污染和减少人为因素对核酸检测实验结果的影响，有必要将完整的核酸检测流程集成在微流控芯片上。值得注意的是，完整的核酸检测流程由包括样本在内的多种液体参与，整个核酸检测流程中涉及大量的液体定向、依序的流动控制。因此，对于核酸检测用微流控芯片，需要集成能够实现对样本、试剂以及废液进行流动和转移控制的液路切换阀。该液路切换阀需满足以下要求：1)加工简单，满足商品批量化生产的需求；2)可以与微流控芯片相互集成，加工难度小，易于实现；3)可以实现微流控芯片内部试剂的导流和通道关断；4)液路切换阀可以使用外部一体化核酸检测仪进行控制。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案，一种集成液路切换阀的微流控芯片，包括微流控芯片主体、微流控芯片基板、样本存储腔、样本进样通道、第一清洗液存储腔、第一清洗液进样通道、第二清洗液存储腔、第二清洗液进样通道、扩增液存储腔、扩增液进样通道、废液存储腔、废液排出通道、核酸提取和扩增检测腔、检测腔进样通道、检测腔出样通道、多个进样通道、多个润滑垫、多个进样通孔、多个出样通孔、第一压帽、第二压帽、第一液路切换阀、第二液路切换阀、第一旋转机构、第二旋转机构、八个螺钉，整体形成一个封闭空间；

所述微流控芯片主体位于微流控芯片基板上，所述样本存储腔通过样本进样通道连接到第一液路切换阀；所述第一清洗液存储腔通过第一清洗液进样通道连接到第一液路切换阀；所述第二清洗液存储腔通过第二清洗液进样通道连接到第一液路切换阀；所述扩增液存储腔通过扩增液进样通道连接到第一液路切换阀；所述第一液路切换阀通过检测腔进样通道连接到核酸提取和扩增检测腔，核酸提取和扩增检测腔通过检测腔出样通道连接到第二液路切换阀，第二液路切换阀再通过废液排出通道连接到废液存储腔；所述第一液路切换阀、第二液路切换阀上分别设置有第一旋转机构、第二旋转机构。

所述微流控芯片基板为一种压敏薄膜，其可以通过热压键合工艺与微流控芯片主体相互键合，而不产生任何液体渗漏。微流控芯片本体顶部设置有动力源，用于提供微流控芯片内部试剂转移所需的动力。

所述样本存储腔用于存放样本和裂解液的混合液体；所述样本存储腔顶部分别设计有第一密封盖，第一密封盖上安装有第一透气不透液膜，用于样本存储腔内的气压平衡和防止气溶胶污染。第一密封盖可与动力源连接，以提供微流控芯片内部试剂流动所需的动力。