[发明专利]一种基于特高频声流体核酸光电检测设备

权利要求书

1.一种基于特高频声流体核酸光电检测设备，其特征在于，包括核酸提取装置与核酸扩增及检测装置，核酸提取装置和核酸扩增及检测装置通过连接管（7）相连接，核酸提取装置包括依次设置的过滤芯片（1）、声流体芯片（2）和芯片基板（3），过滤芯片（1）和声流体芯片（2）均与芯片基板（3）固定连接，过滤芯片（1）与连接管（7）相连接，核酸扩增及检测装置包括多功能芯片（4）、样本承载芯片（5）、上位机、LED光源（6）和温控装置，样本承载芯片（5）与连接管（7）相连接，样本承载芯片（5）与多功能芯片（4）从上到下依次设置在固定架上，LED光源（6）设置在在样本承载芯片（5）顶部，温控装置设置在多功能芯片（4）底部，LED光源（6）和温控装置均与上位机相连接。

2.根据权利要求1所述的基于特高频声流体核酸光电检测设备，其特征在于，所述过滤芯片（1）包括入口（11）、过滤微柱阵列（12）、流道（13）和出口（14），入口（11）与过滤微柱阵列（12）相连接，出口（14）通过流道（13）与过滤微柱阵列（12）相连接，出口（14）通过连接管（7）与样本承载芯片（5）相连接，过滤芯片（1）下侧底面与芯片基板（3）固定连接。

3.根据权利要求2所述的基于特高频声流体核酸光电检测设备，其特征在于，所述过滤微柱阵列（12）的微柱间距离小于核酸提取试剂中微球的直径。

4.根据权利要求2或3所述的基于特高频声流体核酸光电检测设备，其特征在于，所述声流体芯片（2）为固体安装谐振器，固体安装谐振器包括从上至下依次设置的终端、压电材料层和接地端，终端和接地端均与芯片基板（3）相连接，过滤芯片（1）的入口（11）与声流体芯片（2）的终端上下对应。

5.根据权利要求4所述的基于特高频声流体核酸光电检测设备，其特征在于，所述芯片基板（3）包括基板终端、接地端衬底和信号接头（31），基板终端与声流体芯片（2）的终端相连接，接地端衬底与声流体芯片（2）的接地端相连接，信号接头（31）固定设置在芯片基板（3）边缘。

6.根据权利要求5所述的基于特高频声流体核酸光电检测设备，其特征在于，所述多功能芯片（4）包括从上至下依次设置的薄膜滤波层（41）、光电检测及温度传感层（42）、玻璃基底和功能层（43），薄膜滤波层（41）和光电检测及温度感应层（42）均设置在玻璃基底的同一侧，功能层（43）设置在玻璃基底的另一侧，薄膜滤波层（41）为氧化钛电介质层或氧化硅电介质层，光电检测及温度感应层（42）由a-Si:H组成，功能层（43）为铝或铬真空蒸发堆积并通过标准光学光刻和湿法蚀刻工艺对其进行图案化处理形成的薄膜加热器。

7.根据权利要求6所述的基于特高频声流体核酸光电检测设备，其特征在于，所述样本承载芯片（5）包括固定连接的基底和样品承载层，基底为透明玻璃片，样品承载层为多孔的PDMS层或PMMA层，基底与多功能芯片（4）相连接。

8.根据权利要求6或7所述的基于特高频声流体核酸光电检测设备，其特征在于，所述温控装置包括电路板和风扇，电路板和风扇均与上位机相连接，电路板两侧分别设置有上层电路与下层电路，上层电路与光电检测及温度传感层（42）相连接，下层电路与功能层（43）相连接。

9.根据权利要求8所述的基于特高频声流体核酸光电检测设备的核酸提取方法，其特征在于，首先在入口（11）注入样本、裂解试剂和提取微球，随后声流体芯片（2）开始震动，使入口（11）处的液体混合，将裂解试剂裂解出的核酸吸附在提取微球上，通过一段时间充分混合后，关闭声流体芯片（2），并从出口（14）处排出液体，而吸附了核酸的微球无法通过过滤微柱阵列（12），实现核酸的提取过滤。

10.根据权利要求9所述的基于特高频声流体核酸光电检测设备的核酸提取方法，其特征在于，对吸附了核酸的微球加入洗脱试剂，使核酸样本洗脱至液体中，随后通过出口（14）处的连接管（7）将液体转移至样本承载芯片（5），通过上位机控制温度，同时利用LED光源（6）对液体进行照射激发荧光，通过光电检测及温度传感层（42）进行光电检测收集光学信号，通过分析光学判断产生扩增现象，进而判断液体中是否存在特定样本。