CN111205966A - 样本提取芯片和生物反应装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种样本提取芯片和生物反应装置，样本提取芯片包括：芯片主体，设置在芯片主体上的样本提取模块；其中，样本提取模块包括：通过流道按照提取顺序连通的加样裂解单元、液体控释单元、萃取单元、液体控切单元、液体收纳单元以及样本收集单元；液体控释单元用于存储和释放液体试剂，液体控切单元切换液体收纳单元和样本收集单元与萃取单元连通；样本收集单元包括均与液体控切单元连通的前收集部和后收集部，前收集部和后收集部沿芯片主体的旋转方向依次分布，前收集部先于后收集部供样本流入，且至少一个后收集部具有取样口。上述样本提取芯片实现了对样本分段收集，可提取后段样本，从而有效提高了提取的样本纯度。

Description

样本提取芯片和生物反应装置

技术领域

本发明涉及样本提取技术领域，更具体地说，涉及一种样本提取芯片和生物反应装置。

背景技术

微流控芯片技术是把生物、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块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。具体地，微流控芯片可用于样本提取，例如核酸提取。

目前，样本提取芯片具有至少两个样本提取模块，每个样本提取模块具有一个样本收集池。样本提取模块中，提取后的样本均位于一个样本收集池中。受各种因素的影响，样本收集池中的样本存在杂质，导致最终提取的样本纯度较低，影响后续对样本的操作，最终影响检测结果。

综上所述，如何提供一种样本提取芯片，以提高提取的样本纯度，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种样本提取芯片，以提高提取的样本纯度。本发明的另一目的是提供一种具有上述样本提取芯片的生物反应装置。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种样本提取芯片，包括：芯片主体，设置在所述芯片主体上的样本提取模块；

其中，所述样本提取模块包括：通过流道按照提取顺序连通的加样裂解单元、液体控释单元、萃取单元、液体控切单元、液体收纳单元以及样本收集单元；

所述液体控释单元用于存储和释放液体试剂，所述液体控切单元切换所述液体收纳单元和所述样本收集单元与所述萃取单元连通；

所述样本收集单元包括均与所述液体控切单元连通的前收集部和后收集部，所述前收集部和所述后收集部沿所述芯片主体的旋转方向依次分布，所述前收集部先于所述后收集部供样本流入，且至少一个所述后收集部具有取样口。

优选地，所述前收集部和所述后收集部均为收集部，所述收集部沿所述芯片主体的旋转方向等间距分布。

优选地，所述前收集部具有取样口。

优选地，任意一个所述前收集部的容积大于任意一个所述后收集部的容积，或所述前收集部和所述后收集部中最后一个所述后收集部的容积最大；

所述样本收集单元的容积为所述前收集部和所述后收集部的容积之和，所述前收集部的容积为所述样本收集单元的容积的20%-30%。

优选地，所述取样口通过封堵件封堵，所述封堵件为吸囊。

优选地，所述加样裂解单元包括：裂解装置，和设置在所述裂解装置上的加样口；其中，所述加样口与所述裂解装置连通，所述裂解装置与所述芯片主体为两个单独的部件。

优选地，所述裂解装置包括：两端具有端口的裂解壳体，与所述裂解壳体相连且密封一个所述端口的密封膜，与所述裂解壳体相连且密封另一个所述端口的密封盖，所述密封盖设置有与所述加样口连通的开口。

优选地，所述液体控释单元包括：

液体存储囊，所述液体存储囊具有受压可变形的储液盖和密封所述储液盖的封口层，所述封口层与所述储液盖围成的空间用于盛放液体，所述封口层与所述储液盖二者之间的封接区域的连接强度大于所述封口层受力破裂所需强度；

与所述液体存储囊紧密相连的定点释放腔室，所述定点释放腔室具有收集液体的导引腔室和液体释放位点，当有外力施加在所述储液盖时，所述液体释放位点仅突破所述封口层，并使得所述液体存储囊与所述导引腔室导通。

优选地，所述导引腔室为设置在芯片主体上向下凹的导引槽，所述导引槽与下游微通道连通，所述导引槽的槽口被所述封口层全部严密覆盖。

优选地，所述液体释放位点自所述导引槽的槽壁向所述导引槽的槽腔延伸，且所述液体释放位点的末端与所述封口层的封接区域内的部分相对应；

所述导引槽的槽壁未设置所述液体释放位点的区域的边缘为圆角结构。

优选地，所述液体控释单元包括：

设置于所述芯片主体上的滑动室，所述芯片主体上具有排液口，所述排液口与下游微通道连通；

设置于所述滑动室内部的储液室，所述储液室与所述滑动室紧密配合并能够向靠近所述芯片主体的方向移动，所述储液室靠近所述芯片主体的一端具有密封薄膜，所述密封薄膜与所述储液室内壁围成存储液体的存储腔体；以及

设置于所述芯片主体上并与所述密封薄膜相对应的刺锥，当所述储液室受力移至与所述刺锥接触时，所述密封薄膜破裂。

优选地，所述液体控释单元包括：储液腔和位于所述储液腔下游的液体控流单元；

其中，所述液体控流单元位于所述加样裂解单元和所述萃取单元之间。

优选地，所述液体控流单元为毛细管道，所述毛细管道的入口较所述毛细管道的出口靠近所述芯片主体的旋转中心，所述毛细管道至所述芯片主体表面的最大距离大于所述加样裂解单元的内壁至所述芯片主体表面的距离。

优选地，所述毛细管道的入口和所述毛细管道的顶点之间设置有被动阻断管段，所述被动阻断管段的等效直径大于所述毛细管道的等效直径，所述被动阻断管段的内壁或内壁局部为疏离型表面；

其中，所述毛细管道的顶点为所述毛细管道至所述芯片主体表面距离最大的位置。

优选地，所述液体控流单元包括：控流管道，串接在所述控流管道上的封堵管道；其中，所述控流管道的等效直径小于所述封堵管道的等效直径，所述封堵管道预埋有热熔性部件，且所述热熔性部件封堵所述封堵管道。

优选地，所述封堵管道位于所述控流管道靠近出口的位置，所述封堵管道至所述控流管道出口的距离不大于所述封堵管道的距离，且所述控流管道中位于所述封堵管道和所述控流管道出口之间的管道与所述芯片主体的径向一致。

优选地，所述液体控流单元包括：控流管道，串接在所述控流管道上的流阻元件；其中，当所述控流管道内的液压不大于预设压力时，所述流阻元件能够阻止液体通过所述控流管道；当所述控流管道内的液压大于所述预设压力时，所述流阻元件能够供所述液体通过所述控流管道。

优选地，所述萃取单元包括：流体腔和位于所述流体腔内的萃取吸附部件；

其中，所述流体腔为一个；或者所述流体腔为两个，分别为上游流体腔和下游流体腔，所述上游流体腔和所述下游流体腔串联，所述萃取吸附部件填充在所述下游流体腔内。

优选地，填充有所述萃取吸附部件的流体腔的整体或其后端沿流体流向呈渐缩状。

优选地，所述液体控切单元包括：阀座，阀芯，一个上游流体通道接管，两个下游流体通道接管，驱动部件；

其中，所述阀座包括：阀芯运动通道，均设置于所述阀芯运动通道中的第一阀芯停止位点和第二阀芯停止位点；

所述上游流体通道接管和所述下游流体通道接管均与所述阀芯运动通道连通；

所述驱动部件通过磁力驱动所述阀芯移动，当所述阀芯位于所述第一阀芯停止位点时，所述上游流体通道接管和一个所述下游流体通道接管连通；所述阀芯位于所述第二阀芯停止位点时，所述上游流体通道接管和另一个所述下游流体通道接管连通。

优选地，所述阀座为弧形管道，且所述弧形管道向所述芯片主体的旋转中心凸出，所述上游流体通道接管位于所述弧形管道的中部，两个下游流体通道接管分别位于所述弧形管道的两端。

优选地，所述液体控切单元包括：在所述芯片主体的径向、法向及垂直于所述芯片主体的方向上均具有设定尺寸的偏转空腔，所述偏转空腔靠近所述芯片主体旋转中心的一侧设置有上游液体入口，所述偏转空腔远离所述芯片主体旋转中心的一侧设置有两个下游液体出口，且两个下游液体出口分别位于所述偏转空腔的两端。

基于上述提供的样本提取芯片，本发明还提供了一种生物反应装置，生物反应装置包括样本提取芯片，所述样本提取芯片为上述任一项所述的样本提取芯片。

本发明提供的样本提取芯片中，样本收集单元包括前收集部和后收集部，由于前收集部和后收集部沿芯片主体的旋转方向依次分布且前收集部先于后收集部供样本流入，则萃取单元内的样本自液体控切单元依次进入前收集部和后收集部，则前收集部收集前段样本，后收集部收集后段样本，由于至少一个后收集部具有取样口，则可自后收集部中获取样本，从而获得后段样本。受离心力的影响，样本中的杂质大部分位于前段部分，因此，杂质大部分在前收集部中，后收集部中杂质较少。因此，上述样本提取芯片实现了对样本分段收集，可提取后段样本，从而有效提高了提取的样本纯度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的样本提取装置的示意图；

图2为本发明实施例提供的样本提取装置的部分示意图；

图3为采用本发明实施例提供的样本提取装置获取的大肠杆菌核酸扩增曲线对比图；

图4为采用本发明实施例提供的样本提取装置获取的金黄色葡萄球菌核酸扩增曲线对比图；

图5为采用现有的样本提取装置获取的金黄色葡萄球菌核酸扩增曲线图；

图6为采用本发明实施例提供的样本提取装置获取的金黄色葡萄球菌核酸扩增曲线图；

图7为采用现有的样本提取装置获取的大肠杆菌核酸扩增曲线图；

图8为采用本发明实施例提供的样本提取装置获取的大肠杆菌核酸扩增曲线图；

图9为本发明实施例提供的样本提取装置中裂解装置的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的样本提取装置中裂解装置的分解示意图；

图11为本发明实施例提供的样本提取装置中液体控释单元的一种结构示意图；

图12为图11中液体控释单元的部分结构的剖视图；

图13为图11中液体控释单元的剖视图；

图14为本发明实施例提供的样本提取装置中液体控释单元的另一种结构示意图；

图15为本发明实施例提供的样本提取装置中液体控流单元的结构示意图；

图16为本发明实施例提供的样本提取装置中液体控流单元导通的一种结构示意图；

图17为本发明实施例提供的样本提取装置中液体控流单元导通的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的样本提取芯片包括：芯片主体1，设置在芯片主体1上的样本提取模块。

上述芯片主体1为具有一定厚度并可带有或不带有通孔、凸起及凹陷结构的平板状物体。上述芯片主体1存在旋转中心，当样本提取芯片绕一通过旋转中心并垂直于芯片主体1的旋转轴以一定速度旋转时样本提取芯片内的液体可在离心力或表面张力或二者共同驱使下通过各流道由上游单元流向下游单元。

上述旋转中心可位于样本提取芯片内，也可位于样本提取芯片外。优选地，上述芯片主体1呈圆形，芯片主体1的中心处设置有中心孔101，以与其他部件连接实现旋转。

上述样本提取模块可为一个，也可为两个以上。优选地，上述样本提取模块至少为两个，沿芯片主体1的旋转方向依次分布。

具体地，上述样本提取模块包括：通过流道按照提取顺序连通的加样裂解单元2、液体控释单元4、萃取单元6、液体控切单元7、液体收纳单元8以及样本收集单元9。上述流道为流体通道，流体包括气体流体和液体流体。

上述加样裂解单元2用于加入样本和对样本进行裂解。上述液体控释单元4用于存储和释放液体试剂，该液体试剂是反应所需的试剂。对于试剂的具体类型和种类，根据实际需要进行选择，本实施例对此不做限定。上述萃取单元6是对样本进行萃取提纯。上述液体控切单元7切换液体收纳单元8和样本收集单元9与萃取单元6连通。上述液体收纳单元8用于收纳萃取后的废液，上述样本收集单元9用于收集萃取提纯后的样本。

可以理解的是，加样裂解单元2和液体控释单元4均位于萃取单元6的上游，液体控切单元7位于萃取单元6的下游，液体收纳单元8和样本收集单元9均位于液体控切单元7的下游。

上述实施例提供的样本提取芯片，实现了集成化、自动萃取纯化样本，只需一步手动加液加样，一键运行即可，中间整个流程无需人为操作，降低了操作人员病原菌感染率，避免了样本间交叉污染、提高了样本制备效率，可推进我国临床样本基因检测标准化、专业化、规范化，提高我国精准医学的水平；而且，一次性使用，只需配备简单的离心装置，小巧便携，成本低廉。

为了提高提取的样本纯度，上述样本收集单元9包括均与液体控切单元7连通的前收集部901和后收集部902，前收集部901和后收集部902沿芯片主体1的旋转方向依次分布，前收集部901先于后收集部902供样本流入，且至少一个后收集部902具有取样口903。

为了便于描述，将前收集部901和后收集部902均称为收集部，每个收集部只有一个液体入口，并经该入口与上游的液体控切单元7的微管道相连。所有的收集部沿芯片主体1的旋转方向依次分布。对于前收集部901和后收集部902的数目，根据实际需要进行选择和设计。前收集部901可为一个，也可为两个以上。后收集部902可为一个，也可为两个以上。优选地，上述前收集部901为一个，后收集部902至少为两个，且每个后收集部902均具有取样口903。

上述前收集部901可设置取样口903，也可不设置取样口903，根据需要进行选择。

具体地，以图2为例，收集部共有七个，前收集部901为一个，后收集部902为六个。前收集部901的容量为20 µL，后收集部902的容量为15 µL。以前收集部901和前四个后收集部902做试验，获得核酸扩增曲线图。前收集部901和前四个后收集部902分别标记为收集部01、收集部02、收集部03、收集部04、收集部05。

以大肠杆菌作为样本，图3即为获得的核酸扩增曲线图；以金黄色葡萄球菌作为样本，图4即为获得的核酸扩增曲线图。五个收集部所取核酸的核酸扩增曲线图的出峰时间存在明显差异，自收集部01取出的核酸的扩增曲线出峰时间约30 min -50 min，自收集部02、收集部03、收集部04、收集部05取出的核酸的扩增曲线出峰时间约7 min-15 min。因此，说明收集部02、收集部03、收集部04、收集部05所取核酸的纯度高于收集部01所取核酸的纯度。

因此，在实际应用过程中，优先选择自后收集部902取样，这样，获取的样本纯度较高。

具体地，选用金黄色葡萄球菌采用现有样本提取芯片实现混合收集核酸，并将获取的核酸进行扩增，获得图5所示的核酸扩增曲线图；选用相同的金黄色葡萄球菌采用本实施例提供的样本提取芯片分段收集核酸，自后收集部902提取核酸，将获取的核酸进行扩增，获得图6所示的核酸扩增曲线图。图5中扩增曲线的出峰时间为18 min，图6中扩增曲线的出峰时间为13 min，对比图5和图6可知，自后收集部902获得的核酸的核酸扩增出峰时间比混合收集均早约5 min，则核酸扩增效率至少提高了10倍。

具体地，选用大肠杆菌采用现有样本提取芯片实现混合收集核酸，并将获取的核酸进行扩增，获得图7所示的核酸扩增曲线图；选用相同的大肠杆菌采用本实施例提供的样本提取芯片分段收集核酸，自后收集部902提取核酸，将获取的核酸进行扩增，获得图8所示的核酸扩增曲线图。图7中扩增曲线的出峰时间为13 min，图6中扩增曲线的出峰时间为8min，对比图7和图8可知，自后收集部902获得核酸的核酸扩增出峰时间比混合收集均早约5min，则核酸扩增效率至少提高了10倍。

上述实施例提供的样本提取芯片中，样本收集单元9包括前收集部901和后收集部902，由于前收集部901和后收集部902沿芯片主体1的旋转方向依次分布且前收集部901先于后收集部902供样本流入，则萃取单元内的样本自液体控切单元7依次进入前收集部901和后收集部902，则前收集部901收集前段样本，后收集部902收集后段样本，由于至少一个后收集部902具有取样口903，则可自后收集部902中获取样本，从而获得后段样本。受离心力的影响，样本中的杂质大部分位于前段部分，因此，杂质大部分在前收集部901中，后收集部902中杂质较少。因此，上述样本提取芯片实现了对样本分段收集，可提取后段样本，从而有效提高了提取的样本纯度。

上述样本提取芯片中，前收集部901和后收集部902均为收集部，为了保证每个收集部中均有样本，上述收集部沿芯片主体1的旋转方向等间距分布。

对于每个收集部的容积，根据实际需要进行选择。优选地，任意一个前收集部901的容积大于任意一个后收集部902的容积，如图2所示。例如，前收集部901的容积为15 µL -25 µL。进一步地，前收集部901的容积为20 µL，后收集部902的容积为15 µL。当然，也可选择某个后收集部902的容积大于某个前收集部901的容积，并不局限于上述实施例。

当然，也可选择各个收集部的容器大小关系为其他。具体地，在实际应用过程中，最后一个后收集部902中的样本纯度最高，对于所需样本量较大的试验，优先选择上述收集部中，最后一个收集部的容积最大，即最后一个后收集部902的容积最大，如图1所示。需要说明的是，最后一个后收集部902，是指样本最后流入的一个后收集部902。这样，即可满足试验所需。

上述样本收集单元9的容积为前收集部901和后收集部902的容积之和，前收集部901的容积为样本收集单元9的容积的20%-30%。相应的，后收集部902的容积为样本收集单元9的容积的70%-80%。为了保证正常运行，上述液体控释单元4所释放和存储的液体体积之和小于样本收集单元9的容积。

上述样本提取芯片中，取样口903需要设置封堵件进行封堵，以避免污染样本。该封堵件可为胶带、盖子、塞子或吸囊等。为了便于封堵和提取，优先选择上述封堵件为吸囊。这样，核酸制备完成后，吸囊可直接吸出核酸，待吸出后在将吸囊盖于取样口903上，操作简单，无需额外的取样装置，同时也保证了样本提取芯片在使用前与使用后均处于完全封闭的状态，避免了样本提取芯片本身或者外部环境污染。

对于上述取样口903的大小和形状，根据实际需要进行选择。为了便于取样，上述取样口903的等效直径为0.5 mm-10 mm。上述取样口903可为圆形、类圆形、圆角矩形或其它多边形。本实施例对取样口903的大小和形状不做限定。

上述加样裂解单元2主要包括加样口201和裂解腔。

对于加样口201的大小和形状，根据实际需要进行选择。例如，加样口201为等效直径在0.5 mm~10 mm之间的圆形或类圆形、圆角矩形或其它多边形。为了提高通用性，上述加样口201为通用的样本接口，可通用各种加样器，可加载处理不同的临床样本，包括较粘稠的痰液、肺部盥洗液、血液、尿液、各类拭子以及难处理的粪便等，从而提高了样本提取芯片的通用性。

上述加样口201可以用胶带、盖子、塞子或其它任何适当物体加以封堵，避免污染。封堵加样口201的部件的材料可以是PC、PS、PP、COC、COP等，本实施例对此不做限定。

在实际应用过程中，可以在裂解腔上设置一开口，该开口外伸于裂解腔，封堵加样口201的部件套在该开口上。如果不想样本提取芯片有太高的凸起，也可以直接在裂解腔上开设一与其连通的开口，封堵加样口201的部件直接嵌入芯片主体1里面，这样，样本提取芯片凸起来的高度只有封堵加样口201的部件的盖体高度。

上述加样裂解单元2可采用热裂解、化学裂解、机械裂解等多种裂解方法以及多种方法配合的裂解方法，如化学辅助机械研磨、热辅助机械研磨的裂解方法等，使得上述样本提取芯片可同时对不同的靶标物完成核酸制备，如真菌、细菌、病毒等，通用性强。

上述裂解腔可以是横向的，也可以是纵向的，裂解腔内可预先存有或在使用时加入与反应有关的试剂及其他辅助介质，例如裂解液与结合缓冲液等冻干粉，试剂可以是固态或液态，可以是片状、颗粒状、粉末状或膏状等各种形状；辅助介质可以是直径约0.1 mm-0.5 mm的硬基质，可以是玻璃珠、硅酸珠、氧化锆珠等，另外在裂解腔内可填充直径约5 mm-10 mm大小的磁性硬介质，如钕铁硼磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴磁铁等具有铁磁性的硬基质。

一些较大的颗粒杂质通过离心快速到达裂解腔的最底部，因此，裂解腔的出口不在最底部，从而这些杂质不会阻塞流道。具体地，裂解腔的出口设置在裂解腔深度的三分之一至二分之一处，保证研磨过程中的残渣被高速沉淀于腔室底部。裂解腔的出口通道203的等效直径为100 µm-400 µm，阻止破碎珠跑出裂解腔室通道堵塞流道。优选地，裂解腔的出口通道203为指向旋转中心的曲线型通道，曲线型通道的高度高于相邻流体缓冲池5的液面高度，阻止其他流体进入裂解腔。

裂解腔的出口通道203设置有打破口，该打破口可以是圆形、方形等，打破口可用疏水试剂进行疏水处理，保证在加样时或裂解时流体不会提前进入下游管道。上述打破口为出口通道203上的一个圆形或者方形的结构，相对于出口通道203，打破口的宽度或深度都较大，使得出口通道203在打破口的位置无虹吸力，从而阻挡液体因虹吸力作用在出口通道203中的流动。

上述裂解腔与芯片主体1可为一体式结构，也可为不同的部件组合在一起。优选地，上述加样裂解单元2包括：裂解装置202，和设置在裂解装置202上的加样口201；其中，加样口201与裂解装置202连通，裂解装置202与芯片主体1为两个单独的部件。需要说明的是，前文中提及的裂解腔即为裂解装置202的腔体。

上述结构中直接将独立的裂解装置202放于芯片主体1上，具有耐高温和耐研磨特性，可实现芯片主体1上高温加热，避免了高温窜液以及高温开胶等问题，可实现核酸制备的全集成功能。

优选地，如图9和图10所示，上述裂解装置202包括：两端具有端口的裂解壳体2023，与裂解壳体2023相连且密封一个端口的密封膜2024，与裂解壳体2023相连且密封另一个端口的密封盖，密封盖设置有与加样口201连通的开口。

进一步地，上述密封盖包括密封盖本体2022，与密封盖本体2020连接的带帽盖2021。与加样口201连通的上述开口可设置在带帽盖2021上。

上述液体控释单元4需要实现储存和释放液体。液体包括洗涤液和洗脱液。为了方便使用，可以将预存储于芯片上，存储装置可以是塑料、铝箔等可变形材料，也可以是如PMMA、PP、PC、或PS等基材加工的试剂装载零件，都可以通过挤压释放即可，若想简化芯片加工难度，可直接设置储液器，利用多级毛细管道实现试剂的分步释放。

如图11-13所示，上述液体控释单元4包括：液体存储囊401，以及与液体存储囊401紧密相连的定点释放腔室402。

上述液体存储囊401具有受压可变形的储液盖4011和密封储液盖4011的封口层4012，封口层4012与储液盖4011围成的空间用于盛放液体，封口层4012与储液盖4011二者之间的封接区域4013的连接强度大于封口层4012受力破裂所需强度。

上述定点释放腔室402具有收集液体的导引腔室4021和液体释放位点4022，当有外力施加在储液盖4011时，液体释放位点4022仅突破封口层4012，并使得液体存储囊401与导引腔室4021导通。

采用上述液体控释单元4时，液体被封装在液体存储囊401中，利用外力挤压储液盖4011，液体存储囊401中的液体受力膨胀并逐步接近液体释放位点4022，当液体释放位点4022与封口层4012接触后，突破液体释放位点4022封口层4012，被液体存储囊401与导引腔室4021导通，从而实现液体的全部释放。

可见，上述过程中液体被存储在储液盖4011与封口层4012所围成的空间中，液体的存储能够实现通用化，而采用刺破封口层4012释放液体的方式，与现有技术相比，其液体释放点并未在封接区域4013上，对于封装的技术要求较低，且由于液体释放点在刺破的封口层4012上，能够保证液体全部释放，从而实现了液体存储后的定量释放，降低了由于无法定量释放对后续检测准确度的影响。

上述液体控释单元4释放方式简单，可通过按压液体存储囊401就能够实现将液体在特定位置准确和完全地释放到下游，不会有液体残留，可实现定量释放，特别是对多种液体依次释放的应用，提高应用的稳定性和可靠性。

上述液体控释单元4密封效果好、挥发量小，可实现试剂的长效存储。

上述液体存储囊401与定点释放腔室402紧密连接，该紧密连接通过连接层403、焊接或夹具实现，只要能够实现紧密连接的方式均在本发明的保护范围内。

上述连接层403的形状与封口层4012形状相同。连接层403除了具有连接液体存储囊401和定点释放腔室402的功能外，还可以起到缓冲和保护封口层4012的作用，连接层403完全覆盖封口层4012，液体存储囊401通过连接层403与定点释放腔室402连接，液体存储囊401受力时，液体释放位点4022依次穿破连接层403和封口层4012，实现液体释放。

或者，连接层403与导引槽相对应的部位设置有材料缺失区4031。即连接层403与导引槽相对应的部位设置有通孔。该材料缺失区4031为圆形、半圆形或椭圆形。液体存储囊401通过连接层403与定点释放腔室402连接，连接层403上有连接材料缺失区4031，连接层403对液体释放位点4022以外的非液体释放位点区实现遮挡，当液体存储囊401受压时，液体释放位点4022直接与封口层4012接触，开启封口层4012，其他区域受到连接层403的缓冲作用，实现液体释放。

连接层403形状与封口层4012的形状一致，连接层403的面积小于、等于或大于封口层4012的面积，当连接层403与封口层4012完全重合时，即在形状一致的前提下，二者的面积相同，材料缺失区4031在连接层403的径向最外端与封口层4012的封接区域4013相切或部分重合。

优选地，上述储液盖4011呈钟形或倒扣的碗形，储液盖4011在受到一定外部压力时可变形并向内塌缩。当然，也可选择上述储液盖4011为其他形状，本实施例对此不做限定。

上述液体控释单元4，也可选择上述封口层4012在受到内部液体压力时可略微向外变形并在受到较大内部液体压力时破裂，此时无需再设置液体释放定位点4022。

液体存储囊401所用材料对所储液体具有较好的密闭防挥发性和化学相容性，液体存储囊401密封后可保持所储液体在相当长时间内成份和质量相对稳定；特别地，储液盖4011主要由具有一定韧性的聚合物膜组成，其外表面可覆有或不覆有一层金属材料，封口层4012主要由在压力作用下易于开裂的脆性金属膜组成，其内表面可覆有或不覆有一层聚合物材料。

上述聚合物膜及聚合物材料的主要成份可为PVC、PP、PE、或PET等，金属膜及金属材料的主要成份可为铝箔、或锡箔等。

上述液体存储囊401存储液体试剂的体积为储液盖4011凹陷体积的40%-100%，优选60%-90%。

优选地，上述导引腔室4021为设置在芯片主体1上向下凹的导引槽，导引槽与下游微通道102连通，导引槽的槽口被封口层4012全部严密覆盖。这样保证了整个液体控释单元4的内部通道与外界隔离。

导引槽的容积小于、等于或大于液体存储囊401的容积，以使得该导引槽能够收纳液体存储囊401中的部分液体或全部液体。优选地，导引槽的容积等于液体存储囊401的容积。

液体释放位点4022的作用是突破封口层4012，该液体释放位点4022直接设置在导引槽的槽壁上、导引槽的槽口上或导引槽的槽腔中，该液体释放位点4022与导引槽为一体式结构或者通过粘结等工艺固定在一体。该液体释放位点4022与导引槽为一体式结构，该液体释放位点4022自导引槽的槽壁向导引槽的槽腔延伸，且液体释放位点4022的末端与封口层4012的封接区域4013内的部分相对应。液体释放位点4022的形状和尺寸可以是便于放置或一体加工的任意形式，只要保证压力经液体容纳腔顶部向下传递到封口层4012和封接区域4013，使封口层4012向下膨胀，与液体释放位点4022接触时，液体释放位点4022对封口层4012的反作用力可以使封口层4012破裂，而其他位置不发生漏液和破裂即可。液体释放位点4022的最高点与封口层4012之间的距离不大于芯片主体1的上表面与封口层4012之间的距离，从而保证了液体存储囊401在未受力时，该液体释放位点4022不与封口层4012接触。

为了保证导引槽上仅有一个可靠的液体释放位点4022，导引槽的槽壁未设置液体释放位点4022的区域的边缘为圆角结构。

上述样本取样芯片采用上述液体控释单元4时，液体控释单元4可以单独使用，也可以根据需求多个组合使用，实现多种类试剂预存储，以及依次按顺序释放。多个液体控释单元4组合配合使用时可以排列在一条直线上，或其它任意排列方式。为了系统配平，优先选择液体控释单元4以圆形阵列的排布方式设置在等半径的圆上。

上述样本提取芯片中，还可选择液体控切单元为其他结构。具体地，如图14所示，上述液体控释单元4包括：设置于芯片主体1上的滑动室401’，芯片主体1上具有排液口103，排液口103与下游微通道102连通；设置于滑动室401’内部的储液室402’，储液室402’与滑动室401’紧密配合并能够向靠近芯片主体1的方向移动，储液室402’靠近芯片主体1的一端具有密封薄膜4021’，密封薄膜4021’与储液室402’内壁围成存储液体的存储腔体4022’；以及设置于芯片主体1上并与密封薄膜4021’相对应的刺锥403’，当储液室402’受力移至与刺锥403’接触时，密封薄膜4021’破裂。

采用上述液体控释单元4时，推动储液室402’向芯片主体1方向移动，当密封薄膜4021’与刺锥403’接触时，刺锥403’将密封薄膜4021’刺破，液体从储液腔体中流出，并由排液口103流入至下游微通道102。由于液体释放点在刺破的密封薄膜4021’上，能够保证液体全部释放，从而实现了液体存储后的定量释放，降低了由于无法定量释放对后续检测准确度的影响。

为了减少排液死角，本实施例中，刺锥403’与的储液室402’的内壁相对应。即，刺锥403’刺破密封薄膜4021’的位置与储液室402’的内壁相平齐，使得破口位置不存在密封薄膜4021’，从而能够减少排液死角的产生。

上述刺锥403’为具有一定硬度和强度、顶端尖锐的凸起物。

上述滑动室401’为桶状结构，上述滑动室401’的顶部的开口为直筒结构，或者开放式缩口结构。

优选地，上述滑动室401’顶部的开口为开放式缩口结构。这样，能够阻止储液室402’向上滑出滑动室401’。

上述滑动室401’的内腔和储液室402’的外壁均为圆柱形，液室402’除可在滑动室401’内上下滑动外，还可在外力作用下在滑动室401’内绕圆柱的中心轴转动。

上述储液室402’的外壁与滑动室401’的内壁可转动的滑动连接，或者储液室402’的外壁通过螺纹与滑动室401’的内壁连接。当储液室402’的外壁与滑动室401’的内壁可转动的滑动连接时，储液室402’的外壁与滑动室401’的内壁之间设置有密封圈。

上述密封薄膜4021’可为单层或多层薄膜组成；密封薄膜4021’可主要由聚合物膜组成，其外表面可覆有或不覆有一层金属材料；薄膜也可主要由金属膜组成，其内表面可覆有或不覆有一层聚合物材料；聚合物膜的主要成份可为PVC、PP、PE、或PET等，聚合物材料的主要成份可为热熔胶、双面胶、或紫外胶等，金属膜的主要成份可为铝箔、锡箔等。

上述样本提取芯片中，还可选择液体控释单元4为其他结构。具体地，上述液体控释单元4包括：储液腔和位于储液腔下游的液体控流单元；其中，液体控流单元位于加样裂解单元2和萃取单元6之间。

上述液体控流单元存在多种结构。具体地，上述液体控流单元为毛细管道，毛细管道的入口较毛细管道的出口靠近芯片主体1的旋转中心，毛细管道至芯片主体1表面的最大距离大于加样裂解单元2的内壁至芯片主体1表面的距离。

上述毛细管道为弯曲管道，该弯曲管道的入口与其上游单元或液体腔的出口相连，该弯曲管道的出口低于其入口，即弯曲管道的出口比弯曲管道的入口距离旋转中心更远，弯曲管道的最高处称为弯曲管道的顶点，弯曲管道的顶点高于上游单元或液体腔的内壁。

当上述液体控流单元为毛细管道时，多个液体控流单元可以首尾串联在一起，构成一个多级控流单元。

对于上述毛细管道的形状和大小，根据实际需要进行选择。具体地，上述毛细管道的横截面可为矩形、梯形、半圆形、圆形或其它任何形状，毛细管道的横截面的等效直径在0.05 mm~0.5 mm之间。

上述毛细管道的内壁或内壁局部为亲和型表面。该亲和型表面为十二烷基硫酸钠层、聚乙二醇辛基苯基醚层、琼脂糖层、吐温层或多肽层。这样，更有利于液体在表面张力的驱使下在毛细管道内流动。

上述毛细管道的不同位置处的等效直径可不同。优选地，上述毛细管道的入口和毛细管道的顶点之间设置有被动阻断管段，被动阻断管段的等效直径大于毛细管道的等效直径，被动阻断管段的内壁或内壁局部为疏离型表面；其中，毛细管道的顶点为毛细管道至芯片主体1表面距离最大的位置。

对被动阻断器的内壁或内壁的局部位置进行疏离型表面处理，对要通过该被动阻断器的液体来说，其与被处理表面的接触角比其与未处理表面的接触角更大，处理后的表面更不利于该液体在表面张力的驱使下通过该被动阻断器。

上述液体控流单元还可为其他结构。具体地，上述液体控流单元包括：控流管道，以及串接在控流管道上的封堵管道；其中，控流管道的等效直径小于封堵管道的等效直径，封堵管道预埋有热熔性部件，且热熔性部件封堵该封堵管道。

优选地，上述封堵管道位于控流管道靠近出口的位置，封堵管道至控流管道出口的距离不大于封堵管道的距离，且控流管道中位于封堵管道和控流管道出口之间的管道与芯片主体1的径向一致。

上述控流管道可为直管道或弯曲管道，控流管道的横截面可为矩形、梯形、半圆形、圆形或其它任何形状，控流管道的横截面的等效直径在0.2 mm~2 mm之间。

上述热熔性部件的热熔性材料的熔点在35℃-100℃之间；上述热熔性部件的主要成份为石蜡或其类似物。

上述液体控流单元还可为其他结构。具体地，上述液体控流单元包括：控流管道，串接在控流管道上的流阻元件；其中，当控流管道内的液压不大于预设压力时，流阻元件能够阻止液体通过控流管道；当控流管道内的液压大于预设压力时，流阻元件能够供液体通过控流管道。

具体地，上述流阻元件了为一段细长管道，该段细长管道等效直径小于0.1 mm，长度大于3 mm。

上述流阻元件还可为一段填充有多孔隙材料的管道。多孔隙材料可为滤纸类、针织类、或树脂类等带有孔隙的整块或多块材料，材料的形状可为块状、网状、层状或海绵状。多孔隙材料还可由小颗粒密集组合而成，其中小颗粒的材料可为树脂、陶瓷、或玻璃等各种物质。

上述样本提取芯片还包括流体缓冲池5，流体缓冲池5位于萃取单元6的上游，流体缓冲池5位于加样裂解单元2和液体控释单元4的下游。

上述流体缓冲池5可保证漂洗液与洗脱液不会进入裂解腔，同时也能保证裂解腔的流体不会进入到液体控释单元4的试剂存储腔室；而且，流体易于在离心力的作用下被离心下来。

上述样本提取芯片中，萃取单元6包括：流体腔和位于流体腔内的萃取吸附部件；其中，流体腔为一个；或者流体腔为两个，分别为上游流体腔和下游流体腔，上游流体腔和下游流体腔串联，萃取吸附部件填充在下游流体腔内。

优选地，上述流体腔为圆形腔室，直径为4 mm -8 mm，圆形腔室可保证在最小的径向空间里设置最大的有效面积，且圆形腔室不会残留液体。所用的固相核酸吸附基质可以是二氧化硅基质、磁珠、或阴离子交换柱等。

上述流体腔具有至少两个上游流体入口和一个下游流体出口。当流体腔为两个时，上游流体腔具有多个流体入口，下游流体腔具有一个流体出口。

萃取单元6内的第一个流体腔所能容纳的液体量大于加样裂解单元2和液体控释单元4所能容纳的液体量中的最大者。

进一步地，上述填充有萃取吸附部件的流体腔的整体或其后端沿流体流向呈渐缩状。这样，便于萃取吸附部件吸附，提高吸附效果，从而提高萃取效果。具体地，上述流体腔的整体或其后端为漏斗形结构。

上述萃取吸附部件采用多孔隙生物大分子吸附材料，多孔隙生物大分子吸附材料为：氧化硅纤维或颗粒或疏松膜、离子交换树脂、氧化硅纳米颗粒、表面带有氧化硅的磁性颗粒材料、表面涂敷氧化硅纳米材料的多孔隙材料、表面涂敷壳聚糖的多孔隙材料、或表面带有硅羟基修饰的其它各种多孔隙材料。

上述多孔隙生物大分子吸附材料的形状为疏松膜状、片层状或颗粒状，其中，疏松膜可为单层膜或多层膜，可包含不同尺寸的片层或不同粒径的颗粒；流体腔中可填充同种多孔隙生物大分子吸附材料，也可以填充不同种多孔隙生物大分子吸附材料。

上述样本提取芯片中，液体空腔单元可为机械阀，也可为科氏奥利力切换阀，用于分离废液与收集液。废液主要包括裂解产物和漂洗液，收集液为核酸洗脱液。

优选地，如图15-17所示，上述液体控切单元7包括：阀座701，阀芯702，一个上游流体通道接管703，两个下游流体通道接管，驱动部件。

其中，阀座701包括：阀芯运动通道7011，均设置于阀芯运动通道7011中的第一阀芯停止位点7013和第二阀芯停止位点7012；上游流体通道接管703和下游流体通道接管均与阀芯运动通道7011连通；驱动部件通过磁力驱动阀芯702移动，当阀芯702位于第一阀芯停止位点7013时，上游流体通道接管703和一个下游流体通道接管连通；阀芯702位于第二阀芯停止位点7012时，上游流体通道接管703和另一个下游流体通道接管连通。

具体地，一个下游流体通道接管与液体收纳单元8相连，另一个下游流体通道接管与样本收集单元9相连。

第一阀芯停止位点7013设置于阀芯运动通道7011一端部和一个下游流体通道接管之间，第二阀芯停止位点7012设置于阀芯运动通道7011内或者阀芯运动通道7011和另一个下游流体通道接管之间。第一阀芯停止位点7013和/或第二阀芯停止位点7012的内壁形状与阀芯702的外壁形状匹配。

两个下游流体通道接管分别为第一下游流体通道接管704和第二下游流体通道接管705。如图16所示，阀芯702位于第二阀芯停止位点7012时，上游流体通道接管703和第二下游流体通道接管705连通；如图17所示，当阀芯702位于第一阀芯停止位点7013时，上游流体通道接管703和第一下游流体通道接管704连通。

进一步地，上述阀座701为弧形管道，且弧形管道向芯片主体1的旋转中心凸出，上游流体通道接管703位于弧形管道的中部，两个下游流体通道接管分别位于弧形管道的两端。

上述阀芯702为铁磁性材料制成，阀芯702为球状。第一阀芯停止位点7013和第二阀芯停止位点7012位于弧形管道的两端，弧形管道端部可与磁性小球密切接触并密封液体出口。

上述样本提取芯片中，液体控切单元7还可为其他结构。具体地，如图1和图2所示，上述液体控切单元7包括：在芯片主体1的径向、法向及垂直于芯片主体1的方向上均具有设定尺寸的偏转空腔，偏转空腔靠近芯片主体1旋转中心的一侧设置有上游液体入口，偏转空腔远离芯片主体1旋转中心的一侧设置有两个下游液体出口，且两个下游液体出口分别位于偏转空腔的两端。

上述结构中，通过控制芯片主体1的旋转方向来实现液体控切单元7的导通方向。例如，当芯片主体1顺时针旋转时，上游液体入口与一个下游液体出口连通；当芯片主体1逆时针旋转时，上游液体入口与另一个下游液体出口连通。

可以理解的是，上游液体入口与萃取单元6的流体出口相连，一个下游液体出口与液体收纳单元8相连，另一个下游液体出口与样本收集单元9相连。

对于偏转空腔的大小，根据实际需要进行选择。优选地，上述偏转空腔在径向上的尺寸为1 mm~10 mm，在法向上的尺寸为1 mm~10 mm，在垂直于芯片主体1的方向上的尺寸为0.2 mm~5 mm。

上述偏转空腔的上游液体入口设在偏转空腔内侧靠近中间的位置处，上游液体入口的横截面尺寸范围为0.1 mm~1 mm；上述偏转空腔的外侧形状为中间高、两边低的山坡形，且该山坡形的最高点不在该山坡形底边中心的正上方，即该山坡形左右不对称。

当然，也可选择上述偏转空腔为其他形状或结构，并不局限于上述实施例。

为了便于实现其功能，优先选择偏转空腔的内表面与流经其上的液体之间的接触角大于55度。该偏转空腔内表面与流经液体的接触角效果通过对空腔内表面进行适当化学处理而获得。

上述样本提取芯片中，液体收集单元8为C形或反C形储液腔室。该储液腔室的前端设有一个与上游相连的液体入口，且储液腔室后半段的容积大于加样裂解单元2和液体控释单元4所能释放的液体体积之和。

上述储液腔室内预先填充有液体吸附材料，该液体吸附材料可为海绵、硅膜纸、脱脂棉、吸水树脂颗粒、脱水后的琼脂糖凝胶颗粒、或其它吸水剂或多孔隙吸液材料。

液体收集单元8通过细管道与加样裂解单元2及液体控释单元4相连，该细管道能够在位于液体收集单元8上游的液体进入液体收集单元8时向外排气。

上述样本提取芯片中，样本收集单元9与液体控切单元7的一个出口相连，样本收集单元9与液体控切单元7的相连位置可通过细管道与一个或多个液体控释单元4相连，该细管道可在位于样本收集单元9上游的液体进入样本收集单元9时向外排气。

上述样本提取芯片中，气路管道3保证气压平常。气路管道3 包括：废液池气路和收集池气路。具体地，裂解产物在离心力作用下，其气流经过萃取单元6通过废液池气路连接管道回到裂解腔；洗涤液储液池内部气流也会经过萃取单元6通过废液池气路连接管道回到洗涤液储液池；洗脱液储液池内部气流也会经过萃取单元6通过收集池气路连接管道回到洗涤液储液池，整个通路畅通，保证内部气路循环，气压平衡。

上述洗涤液储液池和洗脱液储液池为液体控释单元4中用于存储液体的结构。

为了更为具体地说明本实施例提供的样本提取芯片，下面提供了两个具体的实施例。

一、唾液样本核酸制备实施例

上述样本提取芯片可用于唾液样本核酸制备，通过加样口201将采集到的唾液混合样本加入至裂解装置202内，裂解装置202的内部预存化学试剂以及裂解介质，在裂解装置202内部的下方设置磁性材料，保证在转动时可带动裂解装置202内的裂解基质进行运动，在运动时完成唾液样本中菌体的裂解，裂解完成后在一定离心力下通过裂解装置202的出口经过萃取单元6，液体控切单元7导通萃取单元6和液体收纳单元8，使得废液到达液体收纳单元8；此时液体控释单元4的一级虹吸阀突破一级疏水区到达一级虹吸管道的尾部，二级虹吸阀同样突破一级疏水区到达二级疏水区，在一定离心力下，一级虹吸阀完成释放洗涤液，液体控切单元7导通萃取单元6和液体收纳单元8，使得洗涤液经过萃取单元6进入液体收纳单元8；此时液体控释单元4的二级虹吸阀突破二级疏水区到达二级虹吸管道的尾部，在一定离心力下，二级虹吸阀完成释放洗脱液，液体控切单元7导通萃取单元6和样本收集单元9，使得经过萃取单元6进入样本收集单元9；通过与样本收集单元9的取样口903，取出核酸样本备用即可。整个过程通过气路管道3实现内部气压平衡。

二、痰液/血液样本核酸制备实施例

上述样本提取芯片可用于痰液/血液样本核酸制备，通过加样口201将预处理好的痰液/血液样本分别加入至裂解装置202内，裂解装置202的内部预存化学试剂以及裂解介质，在裂解装置202内部的下方设置磁性材料，保证在转动时可带动裂解装置202内的裂解基质进行运动，在运动时完成痰液/血液样本中菌体的裂解，裂解完成后，液体控切单元7导通至液体收纳单元8方向的流道，在一定离心力下通过裂解装置202的出口经过萃取单元6到达液体收纳单元8；此时将液体控释单元4的洗涤液存储囊机械压破释放，液体控切单元7导通至液体收纳单元8方向的流道，在一定离心力下，释放的洗涤液经过萃取单元6进入液体收纳单元8；随后将液体控释单元4的洗脱液存储囊机械圧破释放，液体控切单元7导通至样本收集单元9方向的流道，在一定离心力下，释放的洗脱液经过萃取单元6进入样本收集单元9，弃掉前收集部901中的前段样本，收集后收集部902中的后段样本；通过取样口903取出样本备用即可；整个过程通过气路管道3实现内部气压平衡。

基于上述实施例提供的样本提取芯片，本发明实施例还提供了一种生物反应装置，该生物反应装置包括样本提取芯片，该样本提取芯片为上述实施例所述的样本提取芯片。

由于上述实施例提供的样本提取芯片具有上述技术效果，上述生物反应装置具有上述样本提取芯片，则上述生物反应装置也具有相应的技术效果，本文不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (23)

1.一种样本提取芯片，其特征在于，包括：芯片主体（1），设置在所述芯片主体（1）上的样本提取模块；

其中，所述样本提取模块包括：通过流道按照提取顺序连通的加样裂解单元（2）、液体控释单元（4）、萃取单元（6）、液体控切单元（7）、液体收纳单元（8）以及样本收集单元（9）；

所述液体控释单元（4）用于存储和释放液体试剂，所述液体控切单元（7）切换所述液体收纳单元（8）和所述样本收集单元（9）与所述萃取单元（6）连通；

所述样本收集单元（9）包括均与所述液体控切单元（7）连通的前收集部（901）和后收集部（902），所述前收集部（901）和所述后收集部（902）沿所述芯片主体（1）的旋转方向依次分布，所述前收集部（901）先于所述后收集部（902）供样本流入，且至少一个所述后收集部（902）具有取样口（903）。

2.根据权利要求1所述的样本提取芯片，其特征在于，所述前收集部（901）和所述后收集部（902）均为收集部，所述收集部沿所述芯片主体（1）的旋转方向等间距分布。

3.根据权利要求1所述的样本提取芯片，其特征在于，所述前收集部（901）具有取样口（903）。

4.根据权利要求1所述的样本提取芯片，其特征在于，任意一个所述前收集部（901）的容积大于任意一个所述后收集部（902）的容积，或所述前收集部（901）和所述后收集部（902）中最后一个所述后收集部（902）的容积最大；

所述样本收集单元（9）的容积为所述前收集部（901）和所述后收集部（902）的容积之和，所述前收集部（901）的容积为所述样本收集单元（9）的容积的20%-30%。

5.根据权利要求1所述的样本提取芯片，其特征在于，所述取样口（903）通过封堵件封堵，所述封堵件为吸囊。

6.根据权利要求1所述的样本提取芯片，其特征在于，

所述加样裂解单元（2）包括：裂解装置（202），和设置在所述裂解装置（202）上的加样口（201）；其中，所述加样口（201）与所述裂解装置（202）连通，所述裂解装置（202）与所述芯片主体（1）为两个单独的部件。

7.根据权利要求6所述的样本提取芯片，其特征在于，

所述裂解装置（202）包括：两端具有端口的裂解壳体（2023），与所述裂解壳体（2023）相连且密封一个所述端口的密封膜（2024），与所述裂解壳体（2023）相连且密封另一个所述端口的密封盖，所述密封盖设置有与所述加样口（201）连通的开口。

8.根据权利要求1所述的样本提取芯片，其特征在于，所述液体控释单元（4）包括：

液体存储囊（401），所述液体存储囊（401）具有受压可变形的储液盖（4011）和密封所述储液盖（4011）的封口层（4012），所述封口层（4012）与所述储液盖（4011）围成的空间用于盛放液体，所述封口层（4012）与所述储液盖（4011）二者之间的封接区域（4013）的连接强度大于所述封口层（4012）受力破裂所需强度；

与所述液体存储囊（401）紧密相连的定点释放腔室（402），所述定点释放腔室（402）具有收集液体的导引腔室（4021）和液体释放位点（4022），当有外力施加在所述储液盖（4011）时，所述液体释放位点（4022）仅突破所述封口层（4012），并使得所述液体存储囊（401）与所述导引腔室（4021）导通。

9.如权利要求8所述的样本提取芯片，其特征在于，所述导引腔室（4021）为设置在芯片主体（1）上向下凹的导引槽，所述导引槽与下游微通道（102）连通，所述导引槽的槽口被所述封口层（4012）全部严密覆盖。

10.如权利要求9所述的样本提取芯片，其特征在于，所述液体释放位点（4022）自所述导引槽的槽壁向所述导引槽的槽腔延伸，且所述液体释放位点（4022）的末端与所述封口层（4012）的封接区域（4013）内的部分相对应；

所述导引槽的槽壁未设置所述液体释放位点（4022）的区域的边缘为圆角结构。

11.根据权利要求1所述的样本提取芯片，其特征在于，所述液体控释单元（4）包括：

设置于所述芯片主体（1）上的滑动室（401’），所述芯片主体（1）上具有排液口（103），所述排液口（103）与下游微通道（102）连通；

设置于所述滑动室（401’）内部的储液室（402’），所述储液室（402’）与所述滑动室（401’）紧密配合并能够向靠近所述芯片主体（1）的方向移动，所述储液室（402’）靠近所述芯片主体（1）的一端具有密封薄膜（4021’），所述密封薄膜（4021’）与所述储液室（402’）内壁围成存储液体的存储腔体（4022’）；以及

设置于所述芯片主体（1）上并与所述密封薄膜（4021’）相对应的刺锥（403’），当所述储液室（402’）受力移至与所述刺锥（403’）接触时，所述密封薄膜（4021’）破裂。

12.根据权利要求1所述的样本提取芯片，其特征在于，所述液体控释单元（4）包括：储液腔和位于所述储液腔下游的液体控流单元；

其中，所述液体控流单元位于所述加样裂解单元（2）和所述萃取单元（6）之间。

13.根据权利要求12所述的样本提取芯片，其特征在于，

所述液体控流单元为毛细管道，所述毛细管道的入口较所述毛细管道的出口靠近所述芯片主体（1）的旋转中心，所述毛细管道至所述芯片主体（1）表面的最大距离大于所述加样裂解单元（2）的内壁至所述芯片主体（1）表面的距离。

14.根据权利要求13所述的样本提取芯片，其特征在于，

所述毛细管道的入口和所述毛细管道的顶点之间设置有被动阻断管段，所述被动阻断管段的等效直径大于所述毛细管道的等效直径，所述被动阻断管段的内壁或内壁局部为疏离型表面；

其中，所述毛细管道的顶点为所述毛细管道至所述芯片主体（1）表面距离最大的位置。

15.根据权利要求12所述的样本提取芯片，其特征在于，

所述液体控流单元包括：控流管道，串接在所述控流管道上的封堵管道；其中，所述控流管道的等效直径小于所述封堵管道的等效直径，所述封堵管道预埋有热熔性部件，且所述热熔性部件封堵所述封堵管道。

16.根据权利要求15所述的样本提取芯片，其特征在于，

所述封堵管道位于所述控流管道靠近出口的位置，所述封堵管道至所述控流管道出口的距离不大于所述封堵管道的距离，且所述控流管道中位于所述封堵管道和所述控流管道出口之间的管道与所述芯片主体（1）的径向一致。

17.根据权利要求12所述的样本提取芯片，其特征在于，

所述液体控流单元包括：控流管道，串接在所述控流管道上的流阻元件；其中，当所述控流管道内的液压不大于预设压力时，所述流阻元件能够阻止液体通过所述控流管道；当所述控流管道内的液压大于所述预设压力时，所述流阻元件能够供所述液体通过所述控流管道。

18.根据权利要求1所述的样本提取芯片，其特征在于，

所述萃取单元（6）包括：流体腔和位于所述流体腔内的萃取吸附部件；

其中，所述流体腔为一个；或者所述流体腔为两个，分别为上游流体腔和下游流体腔，所述上游流体腔和所述下游流体腔串联，所述萃取吸附部件填充在所述下游流体腔内。

19.根据权利要求18所述的样本提取芯片，其特征在于，填充有所述萃取吸附部件的流体腔的整体或其后端沿流体流向呈渐缩状。

20.根据权利要求1所述的样本提取芯片，其特征在于，

所述液体控切单元（7）包括：阀座（701），阀芯（702），一个上游流体通道接管（703），两个下游流体通道接管，驱动部件；

其中，所述阀座（701）包括：阀芯运动通道（7011），均设置于所述阀芯运动通道（7011）中的第一阀芯停止位点（7013）和第二阀芯停止位点（7012）；

所述上游流体通道接管（703）和所述下游流体通道接管均与所述阀芯运动通道（7011）连通；

所述驱动部件通过磁力驱动所述阀芯（702）移动，当所述阀芯（702）位于所述第一阀芯停止位点（7013）时，所述上游流体通道接管（703）和一个所述下游流体通道接管连通；所述阀芯（702）位于所述第二阀芯停止位点（7012）时，所述上游流体通道接管（703）和另一个所述下游流体通道接管连通。

21.根据权利要求20所述的样本提取芯片，其特征在于，

所述阀座（701）为弧形管道，且所述弧形管道向所述芯片主体（1）的旋转中心凸出，所述上游流体通道接管（703）位于所述弧形管道的中部，两个下游流体通道接管分别位于所述弧形管道的两端。

22.根据权利要求1所述的样本提取芯片，其特征在于，

所述液体控切单元（7）包括：在所述芯片主体（1）的径向、法向及垂直于所述芯片主体（1）的方向上均具有设定尺寸的偏转空腔，所述偏转空腔靠近所述芯片主体（1）旋转中心的一侧设置有上游液体入口，所述偏转空腔远离所述芯片主体（1）旋转中心的一侧设置有两个下游液体出口，且两个下游液体出口分别位于所述偏转空腔的两端。

23.一种生物反应装置，包括样本提取芯片，其特征在于，所述样本提取芯片为如权利要求1-22中任一项所述的样本提取芯片。

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