CN114917972A - 分子检测装置、分子处理及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分子检测装置、分子处理及检测方法，分子检测装置包括：安装基板；检测模块，安装于安装基板的一端；装载模块，安装于安装基板并位于检测模块在第一方向上一侧；离心模块，安装于装载模块，离心模块能够在装载模块的带动下在第一方向上往复移动，离心模块包括可转动的离心支架，离心支架设有用于容纳微流控芯片的容置槽；加热模块，安装于安装基板并位于离心模块的一侧，加热模块包括至少一个加热组件，每个加热组件可受控地转动以朝向容置槽；控制模块，安装于安装基板，控制模块分别与检测模块、装载模块、离心模块以及加热模块通讯连接。上述分子检测装置可避免微流控芯片的各个腔室之间的试剂交叉反应，保证了检测灵敏度。

Description

分子检测装置、分子处理及检测方法

技术领域

本发明涉及分子检测技术领域，特别涉及一种分子检测装置、分子处理及检测方法。

背景技术

离心式微流控芯片系统是指以微机电加工技术为依托,将化学分析的采样、预处理、衍化、混合及检测等过程中涉及的阀、流动管道、混合反应器、加热器、分离装置、检测器等部件微型化,集成到芯片上，以离心力为液流驱动力，实现对液流检测分析的微流控体系。

由于微流控芯片具有样品消耗少、检测速度快、操作简便、多功能集成、体小和便于携带等优点，因此特别适合POCT诊断，具有简化诊断流程、提高医疗结果的巨大潜力，而如何利用微流控芯片实现全自动分析成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

微流控芯片包括多个用于储存样本和试剂的腔室，相邻两个腔室之间通过流道连通。现有的微流控芯片设备采用气压变化来导流各个腔室之间的试剂，在反应之前，各个腔室之间的试剂容易通过流道产生一定的交叉反应，从而影响检测试剂的纯度，进而降低检测的灵敏度。

发明内容

基于此，有必要针对分子处理及检测中微流控芯片加热操作不便的问题，提供一种分子检测装置、分子处理及检测方法，该分子检测装置、分子处理及检测方法可以达到方便微流控芯片加热以控制微流控芯片内腔室通断的技术效果。

根据本申请的一个方面，提供一种分子检测装置，用于处理并检测微流控芯片内的样本中的目标物，所述分子检测装置包括：

安装基板；

检测模块，安装于所述安装基板的一端；

装载模块，安装于所述安装基板并位于所述检测模块在第一方向上一侧；

离心模块，安装于所述装载模块，所述离心模块能够在所述装载模块的带动下在所述第一方向上往复移动，所述离心模块包括可转动的离心支架，所述离心支架设有用于容纳微流控芯片的容置槽；以及

加热模块，安装于所述安装基板并位于所述离心模块的一侧，所述加热模块包括至少一个加热组件，每个所述加热组件可受控地转动以朝向所述容置槽；

控制模块，安装于所述安装基板，所述控制模块分别与所述检测模块、所述装载模块、所述离心模块以及所述加热模块通讯连接；

其中，所述加热模块用于在所述控制模块的控制下，定点加热位于所述容置槽内的所述微流控芯片的流道以导通被加热的所述流道连通的腔室，所述离心模块用于在所述控制模块的控制下，在所述腔室被所述流道导通后带动位于所述容置槽内的所述微流控芯片转动，以驱动所述微流控芯片内的试剂和样本流动混合，所述检测模块用于检测所述微流控芯片内处理后的样本。

在其中一个实施例中，所述离心模块还包括离心固定基座及离心电机，所述离心固定基座安装于所述装载模块，所述离心电机安装于所述离心固定基座，所述离心支架配接于所述离心电机的输出轴，所述离心支架可在所述离心电机的驱动下正转或反转以混合所述微流控芯片内的试剂和样本。

在其中一个实施例中，所述装载模块包括丝杆电机和丝杆连接块，所述丝杆电机安装于所述安装基板，所述丝杆连接块配接于所述丝杆电机的输出端并连接于所述离心模块，所述离心模块通过所述丝杆连接块在所述丝杆电机地驱动下在所述第一方向上移动。

在其中一个实施例中，所述装载模块还包括：

导轨，沿所述第一方向纵长延伸；

滑块，安装于所述导轨并可沿所述导轨在所述第一方向往复移动；以及

装载底座，配接于所述滑块，所述离心模块安装于所述装载底座。

在其中一个实施例中，所述离心模块还包括装载挡光片，所述装载模块还包括安装于所述安装基板的装载光电开关，所述装载光电开关用于识别所述装载挡光片在所述第一方向上的位置。

在其中一个实施例中，所述装载模块靠近所述检测模块的一端还设有导向板，所述导向板设有沿所述第一方向延伸的导向槽，所述导向槽用于限制位于所述容置槽内的所述微流控芯片沿所述第一方向移动以使所述微流控芯片与所述检测模块对接。

在其中一个实施例中，所述加热模块还包括：

加热安装座，安装于所述安装基板；及

至少一个加热驱动件，安装于所述加热安装座，每个所述加热组件对应连接于一个所述加热驱动件的输出端，所述加热组件能够在所述加热驱动件的驱动下绕一沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸的轴线转动。

在其中一个实施例中，所述加热模块包括两个加热组件，两个所述加热组件在所述第二方向上错位设置。

在其中一个实施例中，所述加热模块还包括：

加热挡光片，每个所述加热组件均安装有一个所述加热挡光片；

加热光电开关，安装于所述加热安装座，用于识别所述加热挡光片的位置。

根据本申请的一个方面，提供一种分子处理及检测方法，包括以下步骤：

S1：驱动离心模块沿第一方向移动至出仓位置以装载待检测的微流控芯片；

S2：驱动所述离心模块沿所述第一方向移动至原点位置；

S3：驱动所述离心模块沿所述第一方向移动至混合位置，驱动其中一个加热组件旋转至加热位置，定点加热所述微流控芯片的流道以导通被加热的所述流道连通的腔室；

S4：驱动离心支架转动以带动所述微流控芯片离心转动，从而驱动所述微流控芯片内的试剂和样本流动混合；

重复执行S3-S4，直至所述微流控芯片内的试剂与样本完成混合，S5：驱动所述离心支架转动直至所述微流控芯片的待检测端朝向检测模块；

S6：驱动所述离心模块沿所述第一方向移动至检测位置，所述微流控芯片插入检测模块进行检测；

S7：检测完成后，驱动所述离心模块沿所述第一方向移动至所述出仓位置。

上述分子检测装置集成了检测模块、离心模块以及加热模块，离心模块装载微流控芯片后，加热模块按需加热微流控芯片的不同流道，离心模块按需带动微流控芯片转动以使腔室中的试剂按照设定的顺序混合，最后通过检测模块对样本中的目标物进行检测。相较于现有技术中通过气压变化导流微流控芯片的各个腔室之间的试剂，上述分子检测装置可避免微流控芯片的各个腔室之间的试剂产生交叉反应，从而保证了检测的灵敏度。而且，加热模块可对离心模块中的微流控芯片的不同区域进行加热，以同时导通微流控芯片中的两个关于自身旋转中心对称设置的腔室，从而实现两组样本的同时检测，有效提高了检测效率。

附图说明

图1为本发明一实施例的分子检测装置的整体结构示意图；

图2为图1所示分子检测装置的装载模块的结构示意图；

图3为图1所示分子检测装置的离心模块的结构示意图；

图4为图3所示离心模块的离心支架的结构示意图；

图5为图4所示离心支架的第二限位件处于锁定状态时的结构示意图；

图6为图4所示离心支架的第二限位件处于解锁状态时的结构示意图；

图7为图1所示分子检测装置的加热模块的结构示意图。

附图标号说明：

100、分子检测装置；10、安装基板；20、检测模块；30、装载模块；31、丝杆电机；32、丝杆连接块；33、导轨；34、滑块；35、装载底座；37、装载光电开关；38、导向板；40、离心模块；41、离心支架；412、离心安装板；4121、容置槽；4123、防呆凸台；414、第一限位件；416、第二限位组件；4161、旋转轴；4163、第二限位件；4165、定位件；418、离心挡光片；43、离心固定基座；44、装载挡光片；45、离心电机；47、离心光电开关；50、压紧件；60、加热模块；61、加热安装座；63、加热驱动件；65、加热组件；67、加热挡光片；69、加热光电开关；70、控制模块；

200、微流控芯片。

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，下面结合附图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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1所示，本发明一实施例提供了一种分子检测装置100，用于对微流控芯片200内容纳的样本中的目标物进行处理及检测。微流控芯片200内设有多个腔室及连通各个腔室的流道，腔室包括用于存储样本和试剂的存储腔和用于容纳混合完成后的样本与试剂的检测腔，每个流道内设有封堵件，封堵件由可因温度变化在固态和液态之间切换的石蜡形成。当封堵件受热融化后，设有该封堵件的流道连通其两端的腔室。

下面以样本中的目标物为核酸为例，对本申请的分子检测装置100的结构进行说明。下列实施例仅用以作为范例说明，并不会限制分子检测装置100的应用范围。可以理解，在其它实施例中，分子检测装置100还可用于对结构蛋白、酶、抗原和免疫活性分子基因等目标物进行检测，在此不作限定。分子检测装置100包括安装基板10、检测模块20、装载模块30、离心模块40、加热模块60以及控制模块70。其中，检测模块20、装载模块30、加热模块60以及控制模块70均安装于安装基板10上，离心模块40安装于装载模块30。在控制模块70的控制下，装载模块30用于驱动离心模块40沿一方向往复移动以处于安装基板10的不同位置，加热模块60用于定点加热微流控芯片200的流道以导通被加热的流道连通的腔室，离心模块40用于在腔室被流道导通后带动微流控芯片200转动，以驱动微流控芯片200内的试剂和样本流动混合，检测模块20用于对微流控芯片200内的样本中的目标物进行检测。

如此，上述分子检测装置100集成了检测模块20、离心模块40以及加热模块60，加热模块60可对微流控芯片200进行加热以控制微流控芯片200中各个腔室的导通状态，因此该分子检测装置100可对微流控芯片200内容纳的样本中的目标物进行自动处理及检测，显著简化了目标物的检测全过程。同时，由于分子检测装置100可在密闭环境中进行自动处理及检测，因此能有效避免操作者的感染风险。具体地，该分子检测装置100可对微流控芯片200内容纳的样本中的核酸进行提取、扩增以及检测。

具体地，安装基板10呈长方形的板状结构，定义安装基板10的长度方向为第一方向(即图1中的X方向)，安装基板10的宽度方向为第二方向(即图1中的Y方向)，安装基板10的厚度方向为第三方向(即图1中的Z方向)，第一方向、第二方向以及第三方向两两相交。作为一较佳的实施方式，第一方向、第二方向以及第三方向两两垂直。

请继续参阅图1，检测模块20安装于安装基板10在第一方向上的一侧，可用于对微流控芯片200内容纳的样本中的目标物进行扩增和检测。控制模块70位于检测模块20在第二方向上的一侧，控制模块70分别与检测模块20、装载模块30、离心模块40以及加热模块60通讯连接，用于控制各个模块的工作状态。可以理解，检测模块20的内部构造不属于本申请的主要发明点，故不在此赘述，可根据需要选配结构、功能不同的检测模块20。

请参阅图1及图2，装载模块30安装于安装基板10并位于检测模块20在第一方向上的一侧，装载模块30用于安装离心模块40并驱动离心模块40沿第一方向往复移动，从而使离心模块40处于不同位置以实现不同实验操作。

具体地，装载模块30包括两根导轨33、两个滑块34、两个装载底座35、丝杆电机31以及丝杆连接块32。两根导轨33在第二方向上间隔设置于安装基板10上，每根导轨33均沿第一方向纵长延伸。每根导轨33上分别安装有一个滑块34，滑块34可沿导轨33在第一方向上往复移动。每个装载底座35对应配接于一个滑块34上，因此可通过滑块34沿导轨33在第一方向上往复移动。丝杆电机31安装于安装基板10并位于检测模块20在第二方向上的一侧，丝杆连接块32配接螺纹连接于丝杆电机31的丝杆上，丝杆电机31可驱动丝杆连接块32在第一方向上往复移动。如此，离心模块40安装于两个装载底座35上，丝杆连接块32与离心模块40配接，因此丝杆电机31可通过丝杆连接块32驱动离心模块40和装载底座35沿导轨33在第一方向上往复移动。

进一步地，在一些实施例中，为了识别离心模块40在第一方向上的位置，离心模块40包括装载挡光片44，装载模块30包括两个用于识别装载挡光片44的位置的装载光电开关37。两个装载光电开关37安装于安装基板10并分别位于两根导轨33在第二方向上的一侧，且两个装载光电开关37在第一方向上错位设置(即两个装载光电开关37相对检测模块20的距离不同)。两个装载挡光片44分别位于离心模块40在第二方向上的相对两端，每个装载挡光片44与一个装载光电开关37对应设置。

当相对检测模块20距离较远的装载光电开关37感应到装载挡光片44时，控制模块70判断位于装载模块30上的离心模块40处于远离检测模块20的出仓位置，此时操作者可将微流控芯片200放置于离心模块40或从离心模块40中取出微流控芯片200。当相对检测模块20距离较近的装载光电开关37感应到装载挡光片44时，控制模块70判断位于装载模块30上的离心模块40处于原点位置以为后续操作做准备。

作为一较佳的实施方式，装载模块30还包括导向板38。导向板38位于装载模块30靠近检测模块20的一端，导向板38设有沿第一方向延伸的导向槽。当离心模块40上的微流控芯片200插入检测模块20时，导向槽可起到导向作用以保证微流控芯片200沿第一方向移动而不发生偏移，从而使微流控芯片200准确地与检测模块20对接。

请参阅图1、图3以及图4，离心模块40包括离心固定基座43、离心电机45以及离心支架41。离心固定基座43在第二方向上的两端分别固接于两个装载底座35上，离心固定基座43在第二方向上的一端与装载模块30的丝杆连接块32固接，两个装载挡光片44分别安装于离心固定基座43靠近安装基板10的一侧。离心电机45安装于离心固定基座43靠近安装基板10的一侧，离心电机45的输出轴朝背离安装基板10的方向穿过离心固定基座43，离心支架41间隔位于离心固定基座43远离安装基板10的一侧并配接于离心电机45的输出轴，微流控芯片200可安装于离心支架41中。如此，离心支架41可在离心电机45的驱动下绕一沿第三方向延伸的轴线转动，从而驱动微流控芯片200离心转动。优选地，离心支架41能够在离心电机45的驱动下绕轴线正转或反转以充分混合微流控芯片200内的样本和试剂。

具体地，离心支架41包括离心安装板412、两组第一限位组件、第二限位组件416。离心安装板412固接于离心电机45的输出轴以安装微流控芯片200，两组第一限位组件及第二限位组件416均安装于离心安装板412的一侧，用于在各个方向上限制微流控芯片200移动。

其中，离心安装板412呈长方形板状结构，离心安装板412的中部固接于离心电机45的输出轴，离心安装板412在第一方向上的一端开设有用于容置微流控芯片200的容置槽4121，容置槽4121沿第一方向延伸并贯穿离心安装板412的一端，容置槽4121具有垂直于第三方向的槽底壁及在第二方向上位于槽底壁相对两侧的槽侧壁。如此，微流控芯片200可沿第一方向插入容置槽4121内，且插设于容置槽4121的微流控芯片200的一端位于容置槽4121外。

作为一较佳的实施方式，容置槽4121的槽底壁在第二方向上的至少一侧凸设有沿第一方向延伸的防呆凸台4123，微流控芯片200设有与防呆凸台4123对应的防呆凹槽，因此可避免微流控芯片200以错误的方向插入容置槽4121。

两组第一限位组件安装于离心安装板412远离安装基板10的一侧并沿第二方向间隔设置于容置槽4121的相对两侧，每组第一限位组件包括至少两个第一限位件414，每组第一限位组件中的所有第一限位件414在第一方向上间隔排布，每个第一限位件414的一端设置于离心安装板412并位于容置槽4121上，另一端延伸至容置槽4121远离槽底壁的一侧，以与容置槽4121围合形成用于固定微流控芯片200的固定位，从而可在第二方向和第三方向上限制微流控芯片200的移动。

第二限位组件416包括旋转轴4161、第二限位件4163以及复位件(图未示)。旋转轴4161安装于离心安装板412上并沿第二方向延伸，第二限位件4163的套设于旋转轴4161以可转动地安装于离心安装板412，第二限位件4163可在外力作用下在锁定状态和解锁状态之间切换。

如图5所示，当第二限位件4163切换至锁定状态时，第二限位件4163的一端转动至固定位内并与微流控芯片200卡扣配合，从而限制微流控芯片200在第一方向上移动。如图6所示，当第二限位件4163切换至解锁状态时，第二限位件4163的一端转动至固定位外，因此操作者可轻松地将微流控芯片200插入容置槽4121，或将微流控芯片200从容置槽4121中取出。

作为一较佳的实施方式，第二限位件4163的一端设有限位卡扣4163a，微流控芯片200上设有与限位卡扣4163a配合的凹槽。当第二限位件4163切换至锁定状态时，第二限位件4163设有限位卡扣4163a的一端转动至固定位内，限位卡扣4163a可插入微流控芯片200上的凹槽中以与微流控芯片200卡扣配合。

如此，第二限位件4163与微流控芯片200卡扣配合，从而能在离心支架41沿第一方向移动时，带动微流控芯片200从检测模块20中取出，防止因加热膨胀造成微流控芯片200无法顺利地从检测模块20中取出。同时，还可以避免微流控芯片卡200在检测模块20中，但离心支架41仍然沿第一方向移动，导致微流控芯片200与离心支架41分离。

复位件设于离心安装板412和第二限位件4163远离固定位的另一端之间，用于为第二限位件4163提供由解锁状态切换至锁定状态的复位力。具体在一实施例中，复位件为压缩弹簧。

在一些实施例中，第二限位组件416还包括两个定位件4165，两个定位件4165分别嵌设于容置槽4121在第二方向上的两侧槽侧壁，定位件4165能够在第二方向上伸缩以伸入或脱离微流控芯片200的侧面的凹陷位，从而在第一方向上进一步限位微流控芯片200。具体在一实施例中，定位件4165为定位珠，定位珠与槽侧壁之间固接有弹簧，定位珠可在弹簧的作用下在第二方向上伸缩。

如图1、图5以及图6所示，作为一较佳的实施方式，分子检测装置100还包括压紧件50。压紧件50位于离心模块40远离安装基板10的一侧，当第二限位件4163远离固定位的一端移动至压紧件50下方时，压紧件50可对第二限位件4163远离固定位的另一端施加压力，第二限位件4163转动而由锁定状态切换至解锁状态，因此使操作者可轻松地取下或插入微流控芯片200。具体在一实施例中，压紧件50包括可转动的轴承，轴承的中心轴线沿第二方向延伸，轴承的外圆面可抵压第二限位件4163远离固定位的一端以驱动第二限位件4163转动。

请再次参阅图3及图4，为了控制离心支架41相对离心固定基座43的转动周数，离心支架41还包括离心挡光片418，离心挡光片418的一端安装于离心安装板412，离心挡光片418的另一端沿第三方向伸出离心安装板412。离心模块40还包括两个离心光电开关47，两个离心光电开关47安装于离心固定基座43并分别位于离心固定基座43在第二方向上的相对两侧，离心光电开关47用于识别离心挡光片418的位置。

如此，当其中一个离心光电开关47感应到离心挡光片418时，控制模块70判断插设于离心支架41上的微流控芯片200突伸出容置槽4121的一端背离检测模块20。当另一个离心光电开关47感应到离心挡光片418时，控制模块70判断插设于离心支架41上的微流控芯片200突伸出容置槽4121的待检测端朝向检测模块20，此时装载模块30可带动离心模块40朝检测模块20移动以使微流控芯片200插入检测模块20中。

请参阅图1及图7，加热模块60安装于安装基板10并位于离心模块40在第三方向上的一侧，包括加热安装座61、两个加热驱动件63以及两个加热组件65。加热安装座61安装于安装基板10并位于离心模块40在第二方向上的一侧并沿第一方向纵长延伸，压紧件50安装于加热安装座61在第一方向上远离检测模块20的一端。两个加热驱动件63安装于加热安装座61并沿第一方向间隔设置，每个加热组件65分别安装于一个加热驱动件63的输出端，两个加热组件65在第二方向上错位设置。每个加热组件65能够在加热驱动件63的驱动下绕一沿第二方向延伸的轴线转动以对准微流控芯片200上的封堵件，进而对封堵件进行加热以使封堵件融化。由于两个加热组件65在第二方向上错位设置，因此可用于加热位于不同位置的封堵件。

在一些实施例中，微流控芯片200具有两组关于自身旋转中心对称设置的腔室，每组腔室中可分别放置一组样本和试剂，两个加热组件65可同时加热两个关于自身旋转中心对称的腔室，从而实现两组样本的同时检测，有效提高了检测效率。

进一步地，为了控制加热组件65的转动角度，加热模块60还包括加热挡光片67和加热光电开关69，每个加热组件65均安装有一个加热挡光片67，安加热挡光片67可跟随加热组件65转动，加热光电开关69安装于加热安装座61，用于识别加热挡光片67的位置。当加热光电开关69感应到加热挡光片67时，加热光电开关69判断加热组件65转动至预设角度。

利用上述分子检测装置100的分子提取及检测方法包括以下步骤：

S1：驱动离心模块40沿第一方向移动至出仓位置以获取微流控芯片200。

具体地，装载模块30的丝杆电机31驱动离心模块40沿导轨33在第一方向上朝远离检测模块20的方向移动，当相对检测模块20距离较远的装载光电开关37感应到装载挡光片44时，控制模块70判断位于装载模块30上的离心模块40处于出仓位置而控制离心模块40停止移动。此时，第二限位件4163位于压紧件50下方，并在压紧件50的压力作用下由锁定状态切换至解锁状态，操作者可将微流控芯片200沿第一方向插入离心模块40的容置槽4121中。

S2：驱动离心模块40沿第一方向移动至原点位置。

具体地，装载模块30的丝杆电机31驱动离心模块40沿导轨33在第一方向上朝检测模块20所在方向移动，当相对检测模块20距离较近的装载光电开关37感应到装载挡光片44时，判断位于装载模块30上的离心模块40处于原点位置而停止驱动离心模块40移动。此时，压紧件50脱离第二限位件4163，第二限位件4163在复位件的作用下恢复至锁定状态以卡持微流控芯片200。

S3：驱动离心模块40沿第一方向移动至混合位置，驱动其中一个加热组件65旋转至加热位置，定点加热微流控芯片200的流道以导通被加热的流道连通的腔室。

具体地，装载模块30的丝杆电机31驱动离心模块40沿导轨33在第一方向上朝检测模块20所在方向移动，当控制模块70根据丝杆电机31的转动角度判断离心模块40移动至混合位置时，其中一个加热组件65在加热驱动件63的驱动下旋转至加热位置，微流控芯片200上的其中一个封堵件受热融化而导通相应的腔室。

S4：驱动离心支架41转动以带动微流控芯片200离心转动，从而驱动微流控芯片200内的试剂和样本流动混合。

具体地，封堵件受热融化后，在控制模块70的控制下，离心电机45驱动离心支架41转动而带动微流控芯片200离心转动，从而使被导通的腔室内的样本和试剂混合。作为一较佳的实施方式，离心电机45驱动离心支架41正转或反转以使试剂与样本可均匀混合。

重复执行S3-S4，直至微流控芯片200内的试剂与样本完成混合，S5：驱动离心支架41转动直至微流控芯片200的待检测端朝向检测模块20。

具体地，步骤S3-S4循环进行，循环次数可根据需要设置。在循环过程中，离心模块40沿第一方向移动至不同的混合位置，每当离心模块40移动至一个混合位置后，加热组件65可定点加热微流控芯片200中的不同流道以导通不同的腔室，然后离心支架41在离心电机45的驱动下使被导通腔室中的试剂与样本流动混合。在最后一次循环后，试剂与样本在离心支架41的离心作用下被导入检测腔中。

当试剂与样本被导入检测腔后，在控制模块70配合离心光电开关47的控制下，离心电机45驱动离心支架41转动直至控制模块70判断插设于离心支架41上的微流控芯片200突伸出容置槽4121的待检测端朝向检测模块20。

S6：驱动离心模块40移动至检测位置，微流控芯片200插入检测模块20进行检测。

具体地，装载模块30的丝杆电机31驱动离心模块40沿导轨33在第一方向上朝检测模块20所在方向移动，当控制模块70根据丝杆电机31的转动角度判断离心模块40移动至检测位置时，微流控芯片200沿第一方向插入检测模块20中进行扩增及检测。

S7：检测完成后，驱动离心模块40沿第一方向移动至出仓位置。

具体地，检测完成后，装载模块30的丝杆电机31驱动离心模块40沿导轨33在第一方向上朝背离检测模块20的方向移动，当相对检测模块20距离较远的装载光电开关37感应到装载挡光片44时，控制模块70判断位于装载模块30上的离心模块40处于出仓位置后停止驱动离心模块40移动，此时，第二限位件4163在压紧件50的压力作用下由锁定状态切换至解锁状态，操作者可从容置槽4121中取出微流控芯片200。

上述分子检测装置100，可将微流控芯片200插设于离心支架41上，在控制模块70的控制下，装载模块30带动离心模块40移动以使微流控芯片200在第一方向上位于不同位置，加热模块60可按需加热微流控芯片200的不同流道以导通被加热的流道连通的腔室。在腔室被流道导通后，离心支架41可在离心电机45的驱动下转动以实现微流控芯片200的不同方向的离心旋转，进而使微流控芯片200的被导通的腔室中的试剂按照设定的顺序混合。当试剂与样本在离心支架41的离心作用下被导入检测腔中后，通过检测模块20对样本中的目标物进行检测。相较于现有技术中通过气压变化导流各个腔室之间的试剂，上述分子检测装置100可避免微流控芯片200的各个腔室之间的试剂产生交叉反应，从而保证了检测的灵敏度。而且，加热模块60可对离心模块40中的微流控芯片200的不同区域进行加热以实现两组样本的同时检测，整个装置结构简单、操作方便，实现了对核酸等目标物的高效处理和检测，显著降低了操作者的感染风险。

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 (10)

1.一种分子检测装置，用于处理并检测微流控芯片内的样本中的目标物，其特征在于，所述分子检测装置包括：

安装基板；

检测模块，安装于所述安装基板的一端；

装载模块，安装于所述安装基板并位于所述检测模块在第一方向上一侧；

离心模块，安装于所述装载模块，所述离心模块能够在所述装载模块的带动下在所述第一方向上往复移动，所述离心模块包括可转动的离心支架，所述离心支架设有用于容纳微流控芯片的容置槽；以及

加热模块，安装于所述安装基板并位于所述离心模块的一侧，所述加热模块包括至少一个加热组件，每个所述加热组件可受控地转动以朝向所述容置槽；

控制模块，安装于所述安装基板，所述控制模块分别与所述检测模块、所述装载模块、所述离心模块以及所述加热模块通讯连接；

其中，所述加热模块用于在所述控制模块的控制下，定点加热位于所述容置槽内的所述微流控芯片的流道以导通被加热的所述流道连通的腔室，所述离心模块用于在所述控制模块的控制下，在所述腔室被所述流道导通后带动位于所述容置槽内的所述微流控芯片转动，以驱动所述微流控芯片内的试剂和样本流动混合，所述检测模块用于检测所述微流控芯片内处理后的样本。

2.根据权利要求1所述的分子检测装置，其特征在于，所述离心模块还包括离心固定基座及离心电机，所述离心固定基座安装于所述装载模块，所述离心电机安装于所述离心固定基座，所述离心支架配接于所述离心电机的输出轴，所述离心支架可在所述离心电机的驱动下正转或反转以混合所述微流控芯片内的试剂和样本。

3.根据权利要求1所述的分子检测装置，其特征在于，所述装载模块包括丝杆电机和丝杆连接块，所述丝杆电机安装于所述安装基板，所述丝杆连接块配接于所述丝杆电机的输出端并连接于所述离心模块，所述离心模块通过所述丝杆连接块在所述丝杆电机地驱动下在所述第一方向上移动。

4.根据权利要求3所述的分子检测装置，其特征在于，所述装载模块还包括：

导轨，沿所述第一方向纵长延伸；

滑块，安装于所述导轨并可沿所述导轨在所述第一方向往复移动；以及

装载底座，配接于所述滑块，所述离心模块安装于所述装载底座。

5.根据权利要求4所述的分子检测装置，其特征在于，所述离心模块还包括装载挡光片，所述装载模块还包括安装于所述安装基板的装载光电开关，所述装载光电开关用于识别所述装载挡光片在所述第一方向上的位置。

6.根据权利要求1所述的分子检测装置，其特征在于，所述装载模块靠近所述检测模块的一端还设有导向板，所述导向板设有沿所述第一方向延伸的导向槽，所述导向槽用于限制位于所述容置槽内的所述微流控芯片沿所述第一方向移动以使所述微流控芯片与所述检测模块对接。

7.根据权利要求1所述的分子检测装置，其特征在于，所述加热模块还包括：

加热安装座，安装于所述安装基板；及

至少一个加热驱动件，安装于所述加热安装座，每个所述加热组件对应连接于一个所述加热驱动件的输出端，所述加热组件能够在所述加热驱动件的驱动下绕一沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸的轴线转动。

8.根据权利要求7所述的分子检测装置，其特征在于，所述加热模块包括两个加热组件，两个所述加热组件在所述第二方向上错位设置。

9.根据权利要求7所述的分子检测装置，其特征在于，所述加热模块还包括：

加热挡光片，每个所述加热组件均安装有一个所述加热挡光片；

加热光电开关，安装于所述加热安装座，用于识别所述加热挡光片的位置。

10.一种利用如权利要求1至9任意一项所述的分子检测装置的分子处理及检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：驱动离心模块沿第一方向移动至出仓位置以装载待检测的微流控芯片；

S2：驱动所述离心模块沿所述第一方向移动至原点位置；

S3：驱动所述离心模块沿所述第一方向移动至混合位置，驱动其中一个加热组件旋转至加热位置，定点加热所述微流控芯片的流道以导通被加热的所述流道连通的腔室；

S4：驱动离心支架转动以带动所述微流控芯片离心转动，从而驱动所述微流控芯片内的试剂和样本流动混合；

重复执行S3-S4，直至所述微流控芯片内的试剂与样本完成混合，S5：驱动所述离心支架转动直至所述微流控芯片的待检测端朝向检测模块；

S6：驱动所述离心模块沿所述第一方向移动至检测位置，所述微流控芯片插入检测模块进行检测；

S7：检测完成后，驱动所述离心模块沿所述第一方向移动至所述出仓位置。

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