CN112063512A - 一种包含提取扩增检测全流程的分子诊断卡及其使用工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包含提取扩增检测全流程的分子诊断卡，包括芯片上层、芯片中层和芯片下层，所述的芯片上层内部设有样本腔、洗脱腔、清洗一腔、清洗二腔、提取腔、磁珠腔和废液腔，所述的样本腔上端插接有采样管，所述的样本腔、洗脱腔、清洗二腔、清洗一腔、提取腔、磁珠腔和废液腔均连接有输送管路，所述芯片上层的前端面安装有旋转阀；所述芯片中层设有检测孔，所述检测孔连接有输送管路。所述的分子诊断卡结构简单，成本低，极大降低成本，对配套仪器要求低，仅需简易的操作便可实现全流程的分子诊断。所有反应用试剂均包含在分子诊断卡内，无需操作人员单独添加。

Description

一种包含提取扩增检测全流程的分子诊断卡及其使用工艺 方法
技术领域
本发明涉及一种包含提取扩增检测全流程的分子诊断卡及其使用工艺方法，属于分子诊断技术领域。
背景技术
分子诊断是指应用分子生物学方法检测患者体内遗传物质的结构或表达水平的变化而做出诊断的技术。分子诊断是预测诊断的主要方法，既可以进行个体遗传病的诊断，也可以进行产前诊断。分子诊断主要是指编码与疾病相关的各种结构蛋白、酶、抗原抗体、免疫活性分子基因的检测。
现有的分子诊断需要大量的人工操作步骤，市场上急需便于操作使用的分子诊断产品，但是市面上已有的产品往往产品复杂导致成本高昂，或者依然需要人工操作，无法实现自动化。原材料成本高，生产难度大，配套仪器复杂。例如专利US6783934中公开的技术，需要通过机械运行活塞驱动进行核酸提取，配套仪器需要机械运动，检测试剂需要外加，无法实现自动化。
本专利实现了一种包含提取扩增检测全流程的分子诊断卡，结构简单，成本低，仅需简易的操作便可实现全流程的分子诊断。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种包含提取扩增检测全流程的分子诊断卡及其使用工艺方法，所述的分子诊断卡结构简单，成本低，极大降低成本，对配套仪器要求低，仅需简易的操作便可实现全流程的分子诊断。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种包含提取扩增检测全流程的分子诊断卡，所述的分子诊断卡包括芯片上层、芯片中层和芯片下层，所述的芯片上层后端面固定连接所述芯片中层，所述芯片中层的后端面固定连接所述芯片下层；
所述的芯片上层内部设有样本腔、洗脱腔、清洗一腔、清洗二腔、提取腔、磁珠腔和废液腔，所述的样本腔上端插接有采样管，所述的样本腔、洗脱腔、清洗二腔、清洗一腔、提取腔、磁珠腔和废液腔均连接有输送管路，所述芯片上层的前端面安装有旋转阀，所述芯片中层设有检测孔，所述检测孔连接有输送管路。样本腔内用于加入样本，洗脱腔内存放洗脱液，清洗二腔内存放清洗液二，清洗一腔内存放清洗液一，提取腔作为提取运行区域，磁珠腔内存放磁珠液，废液腔用于废液排入，通过旋转阀控制各个输送管路实现各个腔体之间的通断。
进一步的，所述的芯片上层的前端面卡接有反应试剂密封层，所述芯片上层的上端卡接有提取试剂密封层。
进一步的，所述芯片中层的检测孔处卡接有检测密封层。
进一步的，所述的检测孔包括第一检测孔、第二检测孔和第三检测孔，多个检测孔的设置可以实现同一样本不同参数的同时检测，提高工作效率。
进一步的，所述旋转阀与所述芯片上层之间设有密封垫，密封垫上设有若干通孔，所述通孔与所述输送管路相通，旋转所述旋转阀可以控制密封垫上各个通孔与相应的输送管路的通断。
进一步的，所述旋转阀包括气阀和液阀，液阀可以控制输送管路之间液体的输送，气阀控器气体的通断，为液体输送提供推动力。
进一步的，所述的芯片中层设有三个透气孔，三个所述透气孔分别与所述提取腔、旋转阀和废液腔相通，所述透气孔表面附有过滤膜。透气孔与提取腔相通，为提取腔提供气体压力，便于液体的输送；透气孔与旋转阀的气阀相通，为气阀提供气体压力；透气孔与废液腔相通，便于废气的排出；另外透气孔表面附加一层过滤膜，使用不同的过滤膜孔径可以用于过滤不同大小的气溶胶或者病原体。
进一步的，与所述检测孔连接的输送管路上设有定量传感器，所述检测孔连接的输送管路上设有反应试剂孔，所述反应试剂孔位于所述检测孔和所述定量传感器之间的输送管路上。核酸进入检测孔前经过定量传感器进行定量，更利于相关数据检测的准确性和便捷性；反应试剂孔内存放有反应试剂，可以直接与定量后的核酸进行反应，更加便捷，无需人工加入反应试剂。
本发明还公开了包含提取扩增检测全流程的分子诊断卡的使用工艺方法，所述的工艺方法包括如下步骤：
(1)调节旋转阀，所述提取腔与所述磁珠腔通过输送管路导通，磁珠进入提取腔；
(2)调节旋转阀，所述提取腔与所述废液腔通过输送管路导通，提取腔内的废液排入废液腔；
(3)调节旋转阀，所述提取腔与所述样本腔通过输送管路导通，样本进入提取腔，磁珠吸附样本核酸；
(4)调节旋转阀，所述提取腔与所述废液腔通过输送管路导通，提取腔内的废液排入废液腔；
(5)调节旋转阀，所述提取腔与所述清洗一腔通过输送管路导通，所述清洗一腔内的清洗液进入提取腔，清洗磁珠吸附的非核酸物质；
(6)调节旋转阀，所述提取腔与所述废液腔通过输送管路导通，提取腔内的废液排入废液腔；
(7)调节旋转阀，所述提取腔与所述清洗二腔通过输送管路导通，所述清洗二腔内的清洗液进入提取腔，再次清洗磁珠吸附的非核酸物质；
(8)调节旋转阀，所述提取腔与所述废液腔通过输送管路导通，提取腔内的废液排入废液腔；
(9)调节旋转阀，所述提取腔与所述洗脱腔通过输送管路导通，洗脱液进入所述提取腔洗脱磁珠吸附的目的核酸物质；
(10)调节旋转阀，所述提取腔与所述检测孔通过输送管路导通，洗脱的核酸进入检测孔前进行定量检测；
(11)调节旋转阀，所述提取腔与所述废液腔通过输送管路导通，剩余的核酸排入废液腔；
(12)调节旋转阀，所述提取腔与所述检测孔通过输送管路导通，定量后核酸进入检测孔，同时加入反应试剂，与仪器配合进行核酸扩增、检测。
本发明的有益效果是：所述的分子诊断卡结构简单，成本低，极大降低成本，对配套仪器要求低，仅需简易的操作便可实现全流程的分子诊断。所有反应用的试剂均包含在分子诊断卡内，无需操作人员单独添加。
附图说明
图1为实施例中所述分子诊断卡的结构示意图；
图2为实施例中所述分子诊断卡的主视图；
图3为实施例中所述分子诊断卡的后视图；
图4为实施例中所述芯片上层的主视图；
图5为实施例中所述芯片中层的主视图；
图6为实施例中所述密封垫的结构示意图；
图7为实施例中所述分子诊断卡的使用工艺流程图；
图中，1芯片上层，2芯片中层，3芯片下层，4样本腔，5洗脱腔，6清洗一腔，7清洗二腔，8提取腔，9磁珠腔，10废液腔，11采样管，12输送管路，13旋转阀，13-1气阀，13-2液阀，14反应试剂密封层，15提取试剂密封层，16检测密封层，17第一检测孔，18第二检测孔，19第三检测孔，20透气孔，21密封垫，22通孔，23定量传感器，24反应试剂孔。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
如图所示，一种包含提取扩增检测全流程的分子诊断卡，其特征在于，所述的分子诊断卡包括芯片上层1、芯片中层2和芯片下层3，所述的芯片上层1后端面固定连接所述芯片中层2，所述芯片中层2的后端面固定连接所述芯片下层3；
所述的芯片上层1内部设有样本腔4、洗脱腔5、清洗一腔6、清洗二腔7、提取腔8、磁珠腔9和废液腔10，所述的样本腔4上端插接有采样管11，所述的样本腔4、洗脱腔5、清洗二腔7、清洗一腔6、提取腔8、磁珠腔9和废液腔10均连接有输送管路12(图4中提取腔8连接的输送管路12位于所述提取腔8的后侧面，图4是芯片上层1的主视图，所以看不到提取腔8连接的输送管路12)，所述芯片上层1的前端面安装有旋转阀13，所述芯片中层2设有检测孔，所述检测孔连接有输送管路12。
所述的芯片上层1的前端面卡接有反应试剂密封层14，所述芯片上层1的上端卡接有提取试剂密封层15。所述芯片中层2的检测孔处卡接有检测密封层16。所述的检测孔包括第一检测孔17、第二检测孔18和第三检测孔19。所述旋转阀13与所述芯片上层1之间设有密封垫21，密封垫21上设有若干通孔22，所述通孔22与所述输送管路12相通。所述旋转阀13包括气阀13-1和液阀13-2。所述的芯片中层2设有三个透气孔20，三个所述透气孔20分别与所述提取腔8、旋转阀13和废液腔10相通，所述透气孔20表面附有过滤膜。与所述检测孔连接的输送管路12上设有定量传感器23，所述检测孔连接的输送管路12上设有反应试剂孔24，所述反应试剂孔24位于所述检测孔和所述定量传感器23之间的输送管路12上。
所述包含提取扩增检测全流程的分子诊断卡的使用工艺方法，包括如下步骤：
(1)调节旋转阀13，所述提取腔8与所述磁珠腔9通过输送管路12导通，磁珠进入提取腔8；
(2)调节旋转阀13，所述提取腔8与所述废液腔10通过输送管路12导通，提取腔8内的废液排入废液腔10；
(3)调节旋转阀13，所述提取腔8与所述样本腔4通过输送管路12导通，样本进入提取腔8，磁珠吸附样本核酸；
(4)调节旋转阀13，所述提取腔8与所述废液腔10通过输送管路12导通，提取腔8内的废液排入废液腔10；
(5)调节旋转阀13，所述提取腔8与所述清洗一腔6通过输送管路12导通，所述清洗一腔6内的清洗液进入提取腔8，清洗磁珠吸附的非核酸物质；
(6)调节旋转阀13，所述提取腔8与所述废液腔10通过输送管路12导通，提取腔8内的废液排入废液腔10；
(7)调节旋转阀13，所述提取腔8与所述清洗二腔7通过输送管路12导通，所述清洗二腔7内的清洗液进入提取腔8，再次清洗磁珠吸附的非核酸物质；
(8)调节旋转阀13，所述提取腔8与所述废液腔10通过输送管路12导通，提取腔8内的废液排入废液腔10；
(9)调节旋转阀13，所述提取腔8与所述洗脱腔5通过输送管路12导通，洗脱液进入所述提取腔8洗脱磁珠吸附的目的核酸物质；
(10)调节旋转阀13，所述提取腔8与所述第三检测孔19通过输送管路12导通，洗脱的核酸进入第三检测孔19前进行定量检测；
(11)调节旋转阀13，所述提取腔8与所述第二检测孔18通过输送管路12导通，洗脱的核酸进入第二检测孔18前进行定量检测；
(12)调节旋转阀13，所述提取腔8与所述第一检测孔17通过输送管路12导通，洗脱的核酸进入第一检测孔17前进行定量检测；
(13)调节旋转阀13，所述提取腔8与所述废液腔10通过输送管路12导通，剩余的核酸排入废液腔10；
(14)调节旋转阀13，所述提取腔8与所述检测孔通过输送管路12导通，定量后核酸进入第一检测孔17检测孔，同时加入反应试剂，与仪器配合进行核酸扩增、检测；
(15)调节旋转阀13，所述提取腔8与所述检测孔通过输送管路12导通，定量后核酸进入第二检测孔18检测孔，同时加入反应试剂，与仪器配合进行核酸扩增、检测；
(16)调节旋转阀13，所述提取腔8与所述检测孔通过输送管路12导通，定量后核酸进入第三检测孔19检测孔，同时加入反应试剂，与仪器配合进行核酸扩增、检测。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种包含提取扩增检测全流程的分子诊断卡，其特征在于，所述的分子诊断卡包括芯片上层(1)、芯片中层(2)和芯片下层(3)，所述的芯片上层(1)后端面固定连接所述芯片中层(2)，所述芯片中层(2)的后端面固定连接所述芯片下层(3)；
所述的芯片上层(1)内部设有样本腔(4)、洗脱腔(5)、清洗一腔(6)、清洗二腔(7)、提取腔(8)、磁珠腔(9)和废液腔(10)，所述的样本腔(4)上端插接有采样管(11)，所述的样本腔(4)、洗脱腔(5)、清洗二腔(7)、清洗一腔(6)、提取腔(8)、磁珠腔(9)和废液腔(10)均连接有输送管路(12)，所述芯片上层(1)的前端面安装有旋转阀(13)；所述芯片中层(2)设有检测孔，所述检测孔连接有输送管路(12)。
2.根据权利要求1所述的一种包含提取扩增检测全流程的分子诊断卡，其特征在于，所述的芯片上层(1)的前端面卡接有反应试剂密封层(14)，所述芯片上层(1)的上端卡接有提取试剂密封层(15)。
3.根据权利要求1所述的一种包含提取扩增检测全流程的分子诊断卡，其特征在于，所述芯片中层(2)的检测孔处卡接有检测密封层(16)。
4.根据权利要求3所述的一种包含提取扩增检测全流程的分子诊断卡，其特征在于，所述的检测孔包括第一检测孔(17)、第二检测孔(18)和第三检测孔(19)。
5.根据权利要求1所述的一种包含提取扩增检测全流程的分子诊断卡，其特征在于，所述旋转阀(13)与所述芯片上层(1)之间设有密封垫(21)，密封垫(21)上设有若干通孔(22)，所述通孔(22)与所述输送管路(12)相通。
6.根据权利要求5所述的一种包含提取扩增检测全流程的分子诊断卡，其特征在于，所述旋转阀(13)包括气阀(13-1)和液阀(13-2)。
7.根据权利要求1所述的一种包含提取扩增检测全流程的分子诊断卡，其特征在于，所述的芯片中层(2)设有三个透气孔(20)，三个所述透气孔(20)分别与所述提取腔(8)、旋转阀(13)和废液腔(10)相通，所述透气孔(20)表面附有过滤膜。
8.根据权利要求1所述的一种包含提取扩增检测全流程的分子诊断卡，其特征在于，与所述检测孔连接的输送管路(12)上设有定量传感器(23)，所述检测孔连接的输送管路(12)上设有反应试剂孔(24)，所述反应试剂孔(24)位于所述检测孔和所述定量传感器(23)之间的输送管路(12)上。
9.一种根据权利要求1-8任意一项所述的一种包含提取扩增检测全流程的分子诊断卡的使用工艺方法，其特征在于，所述的工艺方法包括如下步骤：
1)调节旋转阀(13)，所述提取腔(8)与所述磁珠腔(9)通过输送管路(12)导通，磁珠进入提取腔(8)；
2)调节旋转阀(13)，所述提取腔(8)与所述废液腔(10)通过输送管路(12)导通，提取腔(8)内的废液排入废液腔(10)；
3)调节旋转阀(13)，所述提取腔(8)与所述样本腔(4)通过输送管路(12)导通，样本进入提取腔(8)，磁珠吸附样本核酸；
4)调节旋转阀(13)，所述提取腔(8)与所述废液腔(10)通过输送管路(12)导通，提取腔(8)内的废液排入废液腔(10)；
5)调节旋转阀(13)，所述提取腔(8)与所述清洗一腔(6)通过输送管路(12)导通，所述清洗一腔(6)内的清洗液进入提取腔(8)，清洗磁珠吸附的非核酸物质；
6)调节旋转阀(13)，所述提取腔(8)与所述废液腔(10)通过输送管路(12)导通，提取腔(8)内的废液排入废液腔(10)；
7)调节旋转阀(13)，所述提取腔(8)与所述清洗二腔(7)通过输送管路(12)导通，所述清洗二腔(7)内的清洗液进入提取腔(8)，再次清洗磁珠吸附的非核酸物质；
8)调节旋转阀(13)，所述提取腔(8)与所述废液腔(10)通过输送管路(12)导通，提取腔(8)内的废液排入废液腔(10)；
9)调节旋转阀(13)，所述提取腔(8)与所述洗脱腔(5)通过输送管路(12)导通，洗脱液进入所述提取腔(8)洗脱磁珠吸附的目的核酸物质；
10)调节旋转阀(13)，所述提取腔(8)与所述检测孔通过输送管路(12)导通，洗脱的核酸进入检测孔前进行定量检测；
11)调节旋转阀(13)，所述提取腔(8)与所述废液腔(10)通过输送管路(12)导通，剩余的核酸排入废液腔(10)；
12)调节旋转阀(13)，所述提取腔(8)与所述检测孔通过输送管路(12)导通，定量后核酸进入检测孔，同时加入反应试剂，与仪器配合进行核酸扩增、检测。
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