[发明专利]一种全集成病原体核酸检测微流控芯片

说明书

本发明公开了一种全集成病原体核酸检测微流控芯片，包括流体管道层、弹性胶带层和试剂存储层，所述试剂存储层用于分别存储采集液、清洗液、反应试剂和废液的腔室，所述流体管道层内设有带有捕获滤纸的原位提取扩增腔室，所述弹性胶带层夹设在流体管道层和试剂存储层之间，所述试剂存储层中的储采集液、清洗液和反应试剂在外力作用下穿过弹性胶带层流至流体管道层，并通过流体管道层的流道流至原位提取扩增腔室进行反应。本发明的全集成病原体核酸检测微流控芯片可将病原体样本处理、核酸提取、原位扩增集成于同一微流控芯片装置中，因而摆脱了实际进行病原体核酸检测时的繁琐操作以及对专业实验室的依赖。

技术领域

本发明涉及生物分析检测领域，具体的说，涉及一种全集成病原体核酸检测微流控芯片。

背景技术

作为体外诊断领域的主要检测方式之一，核酸检测是实现病原体早期、快速、特异检测的最直接、最可靠、最灵敏的方法，其能快速对检测样本中病原体核酸进行检测， 为感染病例确诊提供科学检验依据。

传统的核酸检测方法如Southern blot印迹杂交、琼脂糖凝胶电泳等，具有费时费力，灵敏度低，难以实现高通量检测，甚至还需使用放射性试剂等缺点。核酸扩增的 方法如聚合酶链式反应PCR、环介导等温扩增LAMP，重组酶聚合酶扩增RPA等，可极 大地提高检测灵敏度，同时还因操作相对简单使其成为现代分子生物学实验常用方法。 通过核酸扩增进行病原体检测一般包含样本前处理、核酸提取、扩增、检测四个步骤。 传统的在实验室进行病原体检测的方法需要有专业人员在具有专业条件的实验室中完 成，需要人工操作来完成试剂的转移和添加，依旧需要完成大量繁琐操作，在操作的 过程中还可能会将反应试剂暴露在空气中，极易造成污染，而且还需借助于温度控制 仪来提高精确地温度控制，因而限制了传统的实验室核酸检测实现对病原体的快速、 灵敏检测。

微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、 分离、检测等基本操作单元集成到一个微尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为进行核酸检测的一个重要的 载体工具之一。微流控芯片在核酸提取扩增检测上已有诸多引用，但是大多数都依旧 停留在实验室阶段。究其因是其需要各种微阀、微泵和辅助设备，增加了芯片应用的 复杂度，使得制造难度、成本大大升高，限制了其进一步在临床上的应用，而且难以 实现全集成式的病原体核酸检测，因此急需一种全集成、高灵敏度的微流控芯片，在 改进核酸检测过程的同时，降低检测时间和芯片制造难度与成本。

发明内容

为了解决现有核酸检测技术中存在的不足，提供一种可以快速、高灵敏的集核酸捕获及原位扩增于一体的全集成病原体核酸检测微流控芯片。

本发明提供一种全集成病原体核酸检测微流控芯片，包括流体管道层、弹性胶 带层和试剂存储层，所述试剂存储层设有用于分别存储采集液、清洗液、反应试剂 和废液的腔室，所述流体管道层内设有带有捕获滤纸的原位提取扩增腔室，所述弹 性胶带层夹设在流体管道层和试剂存储层之间，所述试剂存储层中的储采集液、清 洗液和反应试剂在外力作用下穿过弹性胶带层流至流体管道层，并通过流体管道层 的流道流至原位提取扩增腔室进行反应。

进一步，所述试剂存储层上依次设置的采集液腔室、清洗液腔室、混匀腔室和 废液池，所述试剂存储层上可拆卸的连接有反应试剂存储套管，所述采集液、清洗 液、反应试剂分别密封存储在采集液腔室、清洗液腔室、反应试剂存储套管中。

进一步，所述反应试剂存储套管包括由下至上一次连接的下端旋冒、储液腔室 和上端旋冒，所述上端旋冒上连接有推杆，所述胶塞球位于储液腔室的底壁与推杆 之间，所述试剂存储层上设有与储液腔室下端相匹配的接口。

进一步，所述流体管道层上与混匀腔室对应位置设有原位提取扩增腔室中设有捕获滤纸固定位，用于捕获核酸的捕获滤纸连接在捕获滤纸固定位处；所述混匀腔 室对应位置设有原位提取扩增腔室之间的弹性胶带层设有去粘性层。