CN115678765B - 一种适于分子诊断的微流控芯片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是指一种适于分子诊断的微流控芯片，包括：基体，包括样本腔，以及多个试剂管腔，多个试剂管腔，用于容纳不同的试剂管；多个试剂管腔底部设置底部穿刺针；基体设置活塞组件，活塞组件包括活塞腔，以及嵌入活塞腔内的活塞，缓冲腔连通活塞腔；基体上方安装穿刺针架，穿刺针架上设置顶部穿刺针，穿刺针架上方安装上壳，上壳以旋拧的方式安装旋帽，基体两侧键合前侧封膜和后侧封膜，扩增腔侧面键合扩增腔封膜。本发明在采样拭子加入芯片后，实现全封闭，避免了气溶胶污染，通过对微阀和活塞杆的驱动，实现全自动检测。本发明芯片通过对材料、工艺的控制，可以使成本合理可控，降低芯片的工艺和成本。

Description

一种适于分子诊断的微流控芯片

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是指一种适于分子诊断的微流控芯片。

背景技术

分子诊断是体外诊断的重要分支。PCR(聚合酶链式反应)技术是分子诊断技术中心应用最为广泛的技术之一。PCR技术包含复杂的处理流程，包括试剂制备、核酸提取、核酸扩增、结果分析等。传统PCR存在如下缺点：(1)实验室场地要求高，为避免样本污染，样本制备、试剂制备、核酸提取、核酸扩增四个环节必须严格分区，四个分区内的气压逐渐降低，实验室内人流和物流路线也需要严格遵守规定；(2)人员操作要求高，分子诊断检测人员需具备一定的专业技能，需持证上岗；(3)成本高，分子诊断流程涉及多种专用设备，成本昂贵。

微流控技术指使用微管道处理或操纵微小流体的系统所涉及的科学和技术，是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科。微流控技术可将检测过程集中在厘米至微米级的芯片上，使整个检测实现微型化和自动化，从而大大降低检测过程对场地、人员和设备的要求，实现“样本进、结果出”的一步法检测。

PCR检测对场地、人员、设备有很高的要求，微流控技术有可以有效实现检测的集成化和自动化，因此，微流控技术成为分子诊断领域一条很有前景的技术路线。

美国专利US8673238B2公开了Cepheid公司的GeneXpert分子诊断试剂盒和专门对该试剂盒进行全自动分析的测试仪器，是一个典型分子诊断微流控产品，该专利公开了试剂盒内部分为多个腔室，中间的腔室设计一个可以上下移动的活塞。通过试剂盒底部的一个旋转阀，可将中间的活塞腔室分别与四周的试剂腔室联通，从而实现试剂的流动控制。在试剂盒后部设计有一个反应管，提取好的核酸和PCR试剂的混合液打入反应管，实现核酸扩增。但是该试剂盒结构复杂，有多个密封环节，尤其是旋转阀，需要实现运动密封，对生产工艺有很高的要求。

美国专利US8940526B2公开了BioFire公司的FilmArray微流控芯片，该专利对同一个血液样品进行一次测试便可以检测24种病原体，该专利具体公开了芯片分为上面的储液管部分和下面的反应层部分。储液管部分预置冻干试剂，芯片使用时再加入溶解液复融，且样本需要预处理后向微流控芯片加入样本溶液。反应层部分采用柔性袋实现细胞裂解区、核酸纯化区、扩增区的分区设计，液体在不同区之间流动是通过设备内的气囊挤压实现。该微流控芯片材料成本低，但加工难度较大。另外该专利柔性膜难以实现精确定位，且气囊挤压存在死角，因此芯片内部试剂无法精确控制，会存在死角，试剂总用量较大。

发明内容

为了解决现有技术中微流控芯片工艺复杂、成本高、检测试剂用量大，以及检测速度慢的技术问题，本发明的一个实施例提供了一种适于分子诊断的微流控芯片，所述微流控芯片包括：基体，

所述基体包括样本腔，以及多个试剂管腔，多个所述试剂管腔，用于容纳不同的试剂管；多个所述试剂管腔底部设置底部穿刺针；

所述样本腔和多个所述试剂管腔连通第一通道，所述样本腔和多个所述试剂管腔与所述第一通道之间，通过微阀组控制导通或截断；

所述第一通道连通第二通道，所述第二通道分别连通第三通道和第四通道，所述第三通道依次连通纯化腔和缓冲腔，所述第四通道连通第五通道，所述第四通道与第五通道之间，通过第一微阀控制导通或截断；

所述第五通道连通扩增腔，所述扩增腔连通第六通道，所述第六通道连通PCR试剂腔，所述第六通道与所述PCR试剂腔之间，通过第二微阀控制导通或截断；

所述基体设置活塞组件，所述活塞组件包括活塞腔，以及嵌入所述活塞腔内的活塞，所述缓冲腔连通所述活塞腔；

所述基体上方安装穿刺针架，所述穿刺针架上设置顶部穿刺针，所述穿刺针架上方安装上壳，所述上壳以旋拧的方式安装旋帽，所述基体两侧键合前侧封膜和后侧封膜，所述扩增腔侧面键合扩增腔封膜。

在一个较佳的实施例中，所述基体还包括过渡腔体，所述样本腔以及多个所述试剂管腔位于所述过渡腔体下方。

在一个较佳的实施例中，所述扩增腔位于所述基体的一侧，通过扩增腔封膜覆盖所述扩增腔。

在一个较佳的实施例中，所述扩增腔上方设置锯齿状结构。

在一个较佳的实施例中，多个所述试剂管腔包括：裂解液试剂管腔、第一清洗液试剂管腔、第二清洗液试剂管腔和洗脱液试剂管腔；

所述微阀组包括裂解液微阀、第一清洗液微阀、第二清洗液微阀和洗脱液微阀；

所述裂解液微阀控制所述裂解液试剂管腔与所述第一通道的导通或截断，所述第一清洗液微阀控制所述第一清洗液试剂管腔与所述第一通道的导通或截断，所述第二清洗液微阀控制所述第二清洗液试剂管腔与所述第一通道的导通或截断，所述洗脱液微阀控制所述洗脱液试剂管腔与所述第一通道的导通或截断。

在一个较佳的实施例中，所述所述微阀组还包括样本微阀，所述样本微阀控制所述样本腔与所述第一通道的导通或截断。

在一个较佳的实施例中，所述微阀组、第一微阀和第二微阀结构相同，包括：

位于前侧封膜外侧的微阀顶杆，以及位于前侧封膜内侧的阀芯，所述前侧封膜与所述阀芯之间形成空腔，所述空腔连通第一流道和第二流道。

在一个较佳的实施例中，所述裂解液试剂管腔内容纳裂解液试剂管，所述第一清洗液试剂管腔内容纳第一清洗液试剂管，所述第二清洗液试剂管腔内容纳第二清洗液试剂管，所述洗脱液试剂管腔内容纳洗脱液试剂管；

所述裂解液试剂管、所述第一清洗液试剂管、所述第二清洗液试剂管和所述洗脱液试剂管的结构相同，包括：

上封膜，用于覆盖试剂管的上端；下封膜，用于覆盖试剂管的下端。

在一个较佳的实施例中，所述纯化腔内预置冻干磁珠；所述PCR试剂腔内预置冻干PCR扩增试剂。

在一个较佳的实施例中，所述活塞组件还包括活塞杆，所述活塞杆插入所述活塞内，带动所述活塞在所述活塞腔内往复运动。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本发明提出一种适于分子诊断的微流控芯片，在采样拭子加入芯片后，可以实现全封闭，从而避免了气溶胶污染，解决了传统PCR对场地的需求。本发明通过对微阀和活塞杆的驱动，可以实现全自动检测，解决了对检测人员的要求。本发明芯片通过对材料、工艺的控制，可以使成本合理可控，降低芯片的工艺和成本。

本发明提出一种适于分子诊断的微流控芯片，通过合理设计通道，以及纯化腔、缓冲腔、PCR试剂腔和扩增腔，通过对微阀和活塞杆的驱动实现全自动检测过程中，有效控制检测试剂用量，提高检测速度。

本发明提出一种适于分子诊断的微流控芯片，扩增腔位于基体的一侧，通过扩增腔封膜覆盖扩增腔，扩增腔与控温元件之间仅隔一片薄膜，扩增腔通过扩增腔封膜与温控元件进行热交换，传热效率高，控温速度快，可以实现核酸快检。

本发明提出一种适于分子诊断的微流控芯片，纯化腔内预置冻干磁珠，PCR试剂腔内预置冻干PCR扩增试剂，可以实现微流控芯片的常温储运，使用便捷。

本发明提出一种适于分子诊断的微流控芯片，用户只需将被测样本插入芯片的样本腔，即可实现分子诊断的标准流程检测，包括核酸全流程提取、核酸高低温扩增。

本发明提出一种适于分子诊断的微流控芯片，芯片内部预置常温核酸提取试剂和冻干PCR试剂，可以实现微流控芯片的常温储运，使用便捷，支持多重荧光检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例中一种适于分子诊断的微流控芯片的前侧视角爆炸图。

图2是本发明一个实施例中一种适于分子诊断的微流控芯片的后侧视角爆炸图。

图3是本发明一个实施例中洗脱液微阀的结构示意图。

图4是本发明一个实施例中洗脱液试剂管的结构示意图。

图5是本发明一个实施例中活塞组件的结构示意图。

图6是本发明一个实施例中旋帽在上壳旋拧的示意图。

图7是本发明一个实施例中裂解液由裂解液试剂管进入缓冲腔的过程示意图。

图8是本发明一个实施例中裂解液由缓冲腔进入样本腔的过程示意图。

图9是本发明一个实施例中裂解液由样本腔进入缓冲腔的过程示意图。

图10是本发明一个实施例中裂解液由缓冲腔进入裂解液试剂管的过程示意图。

图11是本发明一个实施例中第一清洗液由第一清洗液试剂管进入缓冲腔的过程示意图。

图12是本发明一个实施例中第一清洗液由缓冲腔进入第一清洗液试剂管的过程示意图。

图13是本发明一个实施例中第二清洗液由第二清洗液试剂管进入缓冲腔的过程示意图。

图14是本发明一个实施例中第二清洗液由缓冲腔进入第二清洗液试剂管的过程示意图。

图15是本发明一个实施例中洗脱液由洗脱液试剂管进入缓冲腔的过程示意图。

图16是本发明一个实施例中核酸提取液由缓冲腔进入PCR试剂腔的过程示意图。

图17是本发明一个实施例中PCR反应液由PCR试剂腔进入扩增腔的过程示意图。

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。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1所示本发明一个实施例中一种适于分子诊断的微流控芯片的前侧视角爆炸图，图2所示本发明一个实施例中一种适于分子诊断的微流控芯片的后侧视角爆炸图，根据本发明的实施例，提供一种适于分子诊断的微流控芯片，包括：基体5。

基体5上方安装穿刺针架4，穿刺针架4上方安装上壳3，上壳3以旋拧的方式安装旋帽1，旋帽1用于安装采样拭子2，穿刺针架4设有采样拭子2的通道41。当需要进行核酸检测时，采样拭子2采集样本，将采样拭子2插入旋帽1后，将旋帽1旋拧在上壳3上。

基体5设置活塞组件，活塞组件包括活塞腔516，以及嵌入活塞腔516内的活塞6，活塞腔516底部设置活塞挡圈7。

根据本发明的实施例，基体5包括样本腔511，以及多个试剂管腔。多个试剂管腔，用于容纳不同的试剂管。

具体的实施例中，基体5还包括过渡腔体518，样本腔511以及多个试剂管腔位于过渡腔体518下方。样本腔511和多个试剂管腔连通第一通道517，样本腔511和多个试剂管腔与第一通道517之间，通过微阀组控制导通或截断。

进一步地的实施例中，多个试剂管腔包括：裂解液试剂管腔513、第一清洗液试剂管腔512、第二清洗液试剂管腔510和洗脱液试剂管腔509。

微阀组包括裂解液微阀506、第一清洗液微阀504、样本微阀503、第二清洗液微阀502和洗脱液微阀501。

裂解液微阀506控制裂解液试剂管腔513与第一通道517的导通或截断。第一清洗液微阀504控制第一清洗液试剂管腔512与第一通道517的导通或截断。样本微阀503控制样本腔511与第一通道517的导通或截断。第二清洗液微阀502控制第二清洗液试剂管腔510与第一通道517的导通或截断。洗脱液微阀501控制洗脱液试剂管腔509与第一通道517的导通或截断。

裂解液试剂管腔513内容纳裂解液试剂管11，第一清洗液试剂管腔512内容纳第一清洗液试剂管10，第二清洗液试剂管腔510内容纳第二清洗液试剂管9，洗脱液试剂管腔509内容纳洗脱液试剂管8。

根据本发明的实施例，裂解液试剂管11内容纳裂解液，第一清洗液试剂管10内容纳第一清洗液，第二清洗液试剂管9内容纳第二清洗液，洗脱液试剂管8内容纳洗脱液。当旋帽1旋拧在上壳3上时，采样拭子2伸入到样本腔511。

根据本发明的实施例，第一通道517连通第二通道519，第二通道519分别连通第三通道520和第四通道521，第三通道520依次连通纯化腔508和缓冲腔515。纯化腔508内预置冻干磁珠。

第四通道521连通第五通道522，第四通道521与第五通道522之间通过第一微阀525控制导通或截断。

第五通道522连通扩增腔507，扩增腔507连通第六通道523，第六通道523连通PCR试剂腔514，第六通道523与PCR试剂腔514之间通过第二微阀505控制导通或截断。PCR试剂腔514内预置冻干PCR扩增试剂，PCR试剂腔514连通通气孔527。

根据本发明的缓冲腔515连通活塞腔516，具体地，缓冲腔515通过第七通道524连通塞腔516。

根据本发明的实施例，基体5两侧键合前侧封膜12和后侧封膜13，将芯片封闭，扩增腔507侧面键合扩增腔封膜14。当旋帽1旋拧在上壳3上时，整个芯片内部处于完全封闭的状态。在一个优选的实施例中，基体5选用PC、ABS、PMMA、PP材料中的一种或者多种制备。

根据本发明的实施例，扩增腔507位于基体5的一侧，通过扩增腔封膜14覆盖扩增腔507。扩增腔507通过扩增腔封膜14与温控元件和荧光检测元件贴合，实现温度控制和荧光定量检测。扩增腔507上方设置锯齿状结构，用于反射光、增大光程。

在一个优选的实施例中，封膜选用PC、ABS、PMMA、PP、PET材料中的一种或者多种制备。

在一个优选的实施例中，基体5两侧封膜的键合工艺包含但不限于热压、粘接、超声波焊接、激光焊接。

微阀组(裂解液微阀506、第一清洗液液微阀504、样本微阀503、第二清洗液微阀502和洗脱液微阀501)、第一微阀525和第二微阀505的结构相同，实施例中以洗脱液微阀501为例进行说明，如图3所示本发明一个实施例中洗脱液微阀的结构示意图，洗脱液微阀501包括位于前侧封膜12外侧的微阀顶杆18，以及位于前侧封膜12内侧的阀芯15，前侧封膜12与阀芯15之间形成空腔19，空腔19连通第一流道16和第二流道17。在一个优选的实施例中，阀芯15选用硅胶材料制备。

第一流道16连通洗脱液试剂管腔509，第二流道17连通第一通道517。当微阀顶杆18不动作，空腔19与第一流道16和第二流道17处于连通状态，第一流道16和第二流道17导通(如图3中(a)所示)。当微阀顶杆18动作，挤压前侧封膜12，将前侧封膜12压入空腔19内封堵第一流道16和第二流道17，第一流道16和第二流道17截断(如图3中(b)所示)。

本发明微阀组(裂解液微阀506、第一清洗液液微阀504、样本微阀503、第二清洗液微阀502和洗脱液微阀501)、第一微阀525和第二微阀505的结构相同，导通或截断的原理与上述洗脱液微阀501的导通或截断原理相同，这里不再赘述。

根据本发明的实施例，裂解液试剂管11、第一清洗液试剂管10、第二清洗液试剂管9和洗脱液试剂管8的结构相同，实施例中示例性的以洗脱液试剂管8为例进行说明，如图4所示本发明一个实施例中洗脱液试剂管的结构示意图，洗脱液试剂管8包括上封膜20，用于覆盖试剂管的上端。下封膜21，用于覆盖试剂管的下端。试剂管内的试剂通过上下封膜预封在试剂管体中，可以在一定时间内常温储运。

在一个优选的实施例中，上封膜20和下封膜21选优铝箔材质，可以被穿刺针刺破。上封膜20和下封膜21键合到洗脱液试剂管8，键合工艺包含但不限于热压、粘接、超声波焊接、激光焊接。

裂解液试剂管11、第一清洗液试剂管10、第二清洗液试剂管9与洗脱液试剂管8的结构相同，这里不再赘述。

如图5所示本发明一个实施例中活塞组件的结构示意图，根据本发明的实施例，活塞组件包括活塞腔516，嵌入活塞腔516内的活塞6，活塞腔516底部设置活塞挡圈7，以及活塞杆22。活塞杆22穿过活塞挡圈7插入活塞6内，带动活塞6在活塞腔516内往复运动。在一个优选的实施例中，活塞6选用硅胶材料制备。

当核酸测试完成后，活塞杆22向下运动，活塞6由于活塞挡圈7限制，将活塞杆22由活塞6中抽出。活塞6在芯片未启用时，默认状态为上极限位置。

如图6所示本发明一个实施例中旋帽在上壳旋拧的示意图，本发明基体5与上壳3通过键合工艺安装，穿刺针架4位于基体5与上壳3之间，键合工艺包含但不限于热压、粘接、超声波焊接、激光焊接。

根据本发明的实施例，穿刺针架4上设置顶部穿刺针42，多个试剂腔底部设置底部穿刺针526。即裂解液试剂管腔513、第一清洗液试剂管腔512、第二清洗液试剂管腔510和洗脱液试剂管腔509的底部均设置底部穿刺针526，底部穿刺针526具有内部中空的流道。裂解液试剂管腔513、第一清洗液试剂管腔512、第二清洗液试剂管腔510和洗脱液试剂管腔509通过底部穿刺针526的流道连通裂解液微阀506、第一清洗液液微阀504、样本微阀503、第二清洗液微阀502和洗脱液微阀501的第一流道16，进而连通第一通道517。

裂解液试剂管11、第一清洗液试剂管10、第二清洗液试剂管9和洗脱液试剂管8分别放置于裂解液试剂管腔513、第一清洗液试剂管腔512、第二清洗液试剂管腔510和洗脱液试剂管腔509内。

将旋帽1旋拧在上壳3上，采样拭子2通过通道41插入到采样腔511内，芯片内部完全处于封闭状态，芯片内部的密封，可避免气溶胶污染。此时，穿刺针架4上的顶部穿刺针42，以及多个试剂管腔底部的底部穿刺针526不刺穿与各个试管的上封膜20和下封膜21。

当进行测试时，继续将旋帽1向下旋拧，旋帽1挤压上壳3，上壳3挤压穿刺针架4向下运动，顶部穿刺针42分别刺穿裂解液试剂管11、第一清洗液试剂管10、第二清洗液试剂管9和洗脱液试剂管8的上封膜20。

继续将旋帽1向下旋拧，旋帽1挤压上壳3，上壳3挤压穿刺针架4向下运动，穿刺针架4挤压裂解液试剂管11、第一清洗液试剂管10、第二清洗液试剂管9和洗脱液试剂管8向下运动，多个试剂腔底部设置的底部穿刺针526分别刺穿裂解液试剂管11、第一清洗液试剂管10、第二清洗液试剂管9和洗脱液试剂管8的下封膜21。

本发明通过将各个试剂管的上封膜20刺穿，使各个试剂管内部与微流控芯片内部腔室联通，保证气压一致，便于吸取试剂。将各个试剂管的下封膜21刺穿，使各个试剂管内部的试剂通过多个试剂管腔底部的底部穿刺针526的流道流入第一通道517，进入微流控芯片内部。

为了保证芯片启用前，顶部穿刺针42和底部穿刺针526不刺穿裂解液试剂管11、第一清洗液试剂管10、第二清洗液试剂管9和洗脱液试剂管8的上封膜20和下封膜21，穿刺针架4与各个试剂管的顶部之间设置限位部件，多个试剂管腔的底部与各个试剂管的底部之间设置限位部件。具体的限位部件，本领域技术人员可以根据具体的情况进行设置，实施例中不再赘述。

下面结合图6至图17，对本发明一种适于分子诊断的微流控芯片进行核酸检测的过程进行说明。

(1)采集样本。

采样拭子2采集样本，将旋帽1旋拧在上壳3上，采样拭子2通过通道41插入到采样腔511内，芯片内部完全处于封闭状态。

继续将旋帽1向下旋拧，旋帽1挤压上壳3，上壳3挤压穿刺针架4向下运动，顶部穿刺针42分别刺穿裂解液试剂管11、第一清洗液试剂管10、第二清洗液试剂管9和洗脱液试剂管8的上封膜20。

继续将旋帽1向下旋拧，旋帽1挤压上壳3，上壳3挤压穿刺针架4向下运动，穿刺针架4挤压裂解液试剂管11、第一清洗液试剂管10、第二清洗液试剂管9和洗脱液试剂管8向下运动，多个试剂腔底部设置的底部穿刺针526分别刺穿裂解液试剂管11、第一清洗液试剂管10、第二清洗液试剂管9和洗脱液试剂管8的下封膜21

(2)裂解样本。

如图7所示本发明一个实施例中裂解液由裂解液试剂管进入缓冲腔的过程示意图，裂解液微阀506导通，其他微阀截断。活塞腔516内的活塞6向下运动，将裂解液从裂解液试剂管11经第一通道517、第二通道519和第三通道520吸入缓冲腔515。裂解液流经纯化腔508时，溶解纯化腔508内的预置冻干磁珠，并带入缓冲腔515。

如图8所示本发明一个实施例中裂解液由缓冲腔进入样本腔的过程示意图，样本微阀503导通，其他微阀截断。活塞腔516内的活塞6向上运动，将裂解液从缓冲腔515经第三通道520、第二通道519和第一通道517打入样本腔511，溶解采样拭子2上的被测样本。

如图9所示本发明一个实施例中裂解液由样本腔进入缓冲腔的过程示意图，样本微阀503导通，其他微阀截断。活塞腔516内的活塞6向下运动，将溶解有被测样本的裂解液从样本腔511经第一通道517、第二通道519和第三通道520吸入缓冲腔515，并保持固定时间t1，裂解液在缓冲腔515中被测样本裂解释放出核酸，核酸被吸附在磁珠表面。

如图10所示本发明一个实施例中裂解液由缓冲腔进入裂解液试剂管的过程示意图，裂解液微阀506导通，其他微阀截断。活塞腔516内的活塞6向上运动，将裂解液从缓冲腔515经第三通道520、第二通道519和第一通道517打入裂解液试剂管11。裂解液流经纯化腔508时，在纯化腔508外表面施加磁场，吸附有核酸的磁珠被吸附在纯化腔508内表面。

(3)清洗核酸。

如图11所示本发明一个实施例中第一清洗液由第一清洗液试剂管进入缓冲腔的过程示意图，第一清洗液微阀504导通，其他微阀截断。活塞腔516内的活塞6向下运动，将第一清洗液从第一清洗液试剂管10经第一通道517、第二通道519和第三通道520吸入缓冲腔515。第一清洗液流经纯化腔508时，清洗磁珠表面杂质。

如图12所示本发明一个实施例中第一清洗液由缓冲腔进入第一清洗液试剂管的过程示意图，第一清洗液微阀504导通，其他微阀截断。活塞腔516内的活塞6向上运动，将第一清洗液从缓冲腔515经第三通道520、第二通道519和第一通道517打入第一清洗液试剂管10。

如图13所示本发明一个实施例中第二清洗液由第二清洗液试剂管进入缓冲腔的过程示意图，第二清洗液微阀502导通，其他微阀截断。活塞腔516内的活塞6向下运动，将第二清洗液从第二清洗液试剂管9经第一通道517、第二通道519和第三通道520吸入缓冲腔515。第二清洗液流经纯化腔508时，清洗磁珠表面杂质。

如图14所示本发明一个实施例中第二清洗液由缓冲腔进入第二清洗液试剂管的过程示意图，第二清洗液微阀502导通，其他微阀截断。活塞腔516内的活塞6向上运动，将第二清洗液从缓冲腔515经第三通道520、第二通道519和第一通道517打入第二清洗液试剂管9。

(4)洗脱核酸。

如图15所示本发明一个实施例中洗脱液由洗脱液试剂管进入缓冲腔的过程示意图，洗脱液微阀501导通，其他微阀截断。活塞腔516内的活塞6向下运动，将洗脱液从洗脱液试剂管8经第一通道517、第二通道519和第三通道520吸入缓冲腔515。洗脱液流经纯化腔508时，洗脱磁珠表面核酸，至此，核酸提取过程完成。

(5)PCR试剂混合。

如图16所示本发明一个实施例中核酸提取液由缓冲腔进入PCR试剂腔的过程示意图，第一微阀525和第二微阀505导通，其他微阀截断。活塞腔516内的活塞6向上运动，将核酸提取液从缓冲腔515经第三通道520、第四通道521、第五通道522、扩增腔507和第六通道523打入PCR试剂腔514。核酸提取液溶解PCR试剂腔514中的冻干PCR试剂，变为PCR反应液。

如图17所示本发明一个实施例中PCR反应液由PCR试剂腔进入扩增腔的过程示意图，第一微阀525和第二微阀505导通，其他微阀截断。塞腔516内的活塞6向下运动，将PCR反应液从PCR试剂腔514经第六通道523吸入扩增腔507进行扩增。

(6)核酸扩增。

所有微阀全部截断，扩增腔507通过扩增腔封膜14与温控元件和荧光检测元件贴合，实现温度控制和荧光定量检测。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种适于分子诊断的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片包括：基体，

所述基体包括样本腔，以及多个试剂管腔，多个所述试剂管腔，用于容纳不同的试剂管；多个所述试剂管腔底部设置底部穿刺针；

所述样本腔和多个所述试剂管腔连通第一通道，所述样本腔和多个所述试剂管腔与所述第一通道之间，通过微阀组控制导通或截断；

所述第一通道连通第二通道，所述第二通道分别连通第三通道和第四通道，所述第三通道依次连通纯化腔和缓冲腔，所述第四通道连通第五通道，所述第四通道与第五通道之间，通过第一微阀控制导通或截断；

所述第五通道连通扩增腔，所述扩增腔连通第六通道，所述第六通道连通PCR试剂腔，所述第六通道与所述PCR试剂腔之间，通过第二微阀控制导通或截断；

所述扩增腔位于所述基体的一侧，通过扩增腔封膜覆盖所述扩增腔；所述扩增腔上方设置锯齿状结构；所述纯化腔内预置冻干磁珠；所述PCR试剂腔内预置冻干PCR扩增试剂；

所述基体设置活塞组件，所述活塞组件包括活塞腔，以及嵌入所述活塞腔内的活塞，所述缓冲腔连通所述活塞腔；

所述基体上方安装穿刺针架，所述穿刺针架上设置顶部穿刺针，所述穿刺针架上方安装上壳，所述上壳以旋拧的方式安装旋帽，所述基体两侧键合前侧封膜和后侧封膜，所述扩增腔侧面键合扩增腔封膜。

2.根据权利要求1所述的适于分子诊断的微流控芯片，其特征在于，所述基体还包括过渡腔体，所述样本腔以及多个所述试剂管腔位于所述过渡腔体下方。

3.根据权利要求1所述的适于分子诊断的微流控芯片，其特征在于，多个所述试剂管腔包括：裂解液试剂管腔、第一清洗液试剂管腔、第二清洗液试剂管腔和洗脱液试剂管腔；

所述微阀组包括裂解液微阀、第一清洗液微阀、第二清洗液微阀和洗脱液微阀；

所述裂解液微阀控制所述裂解液试剂管腔与所述第一通道的导通或截断，所述第一清洗液微阀控制所述第一清洗液试剂管腔与所述第一通道的导通或截断，所述第二清洗液微阀控制所述第二清洗液试剂管腔与所述第一通道的导通或截断，所述洗脱液微阀控制所述洗脱液试剂管腔与所述第一通道的导通或截断。

4.根据权利要求3所述的适于分子诊断的微流控芯片，其特征在于，所述所述微阀组还包括样本微阀，所述样本微阀控制所述样本腔与所述第一通道的导通或截断。

5.根据权利要求1或3所述的适于分子诊断的微流控芯片，其特征在于，所述微阀组、第一微阀和第二微阀结构相同，包括：

位于前侧封膜外侧的微阀顶杆，以及位于前侧封膜内侧的阀芯，所述前侧封膜与所述阀芯之间形成空腔，所述空腔连通第一流道和第二流道。

6.根据权利要求3所述的适于分子诊断的微流控芯片，其特征在于，所述裂解液试剂管腔内容纳裂解液试剂管，所述第一清洗液试剂管腔内容纳第一清洗液试剂管，所述第二清洗液试剂管腔内容纳第二清洗液试剂管，所述洗脱液试剂管腔内容纳洗脱液试剂管；

所述裂解液试剂管、所述第一清洗液试剂管、所述第二清洗液试剂管和所述洗脱液试剂管的结构相同，包括：

上封膜，用于覆盖试剂管的上端；下封膜，用于覆盖试剂管的下端。

7.根据权利要求1所述的适于分子诊断的微流控芯片，其特征在于，所述活塞组件还包括活塞杆，所述活塞杆插入所述活塞内，带动所述活塞在所述活塞腔内往复运动。