CN118048232A - 一种多通道核酸检测芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多通道核酸检测芯片。该多通道核酸检测芯片包括：芯片本体，芯片本体正面的中心位置处开设有通孔，在通孔一侧开设有核酸扩增腔室，在通孔另外一侧开设有核酸检测部，核酸检测部设有多个，核酸扩增腔室通过混合通道分别连通各个核酸检测部。在芯片本体靠近核酸扩增腔室的一端开设有供压腔室，供压腔室通过气路连通核酸扩增腔室，芯片本体远离核酸扩增腔室的一端开设有储液腔室，储液腔室通过进液流道连通核酸扩增腔室。还包括：推动装置，推动装置包括：活塞杆和活塞，活塞滑动配合供压腔室内壁，活塞杆一端伸入供压腔室并与活塞连接，另一端伸出供压腔室外。该多通道核酸检测芯片不需要进行多次离心操作，提高了检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及体外诊断领域，尤其涉及一种多通道核酸检测芯片。
背景技术
核酸检测常用于医学的临床诊断或者实验室中，目前核酸检测采用的方式大多是微流控芯片离心后进行荧光检测，此过程不仅操作步骤复杂而且效率低下，为了控制芯片内部液体的流动和相关试剂的反应，需要注意控制芯片离心的速度和时间，因此极容易出现操作失误的情况。当需要对单个核酸样本进行多个项目检测时，芯片上需要开设的腔室和芯片的离心次数大大增加，这无疑增加了检测成本并且降低了核酸检测的效率。
因此，使用现有技术中的核酸检测芯片在进行核酸检测时存在操作过程复杂且核酸检测效率低的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种操作简单且能显著提高核酸检测效率的多通道核酸检测芯片。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
该多通道核酸检测芯片包括：芯片本体，所述芯片本体正面的中心位置处开设有通孔，在所述通孔一侧开设有核酸扩增腔室，在所述通孔另外一侧开设有核酸检测部，所述核酸检测部设有多个，所述核酸扩增腔室通过混合通道分别连通各个核酸检测部。
所述芯片本体正面粘合有保护膜。
所述芯片本体靠近核酸扩增腔室的一端开设有供压腔室，所述供压腔室通过气路连通所述核酸扩增腔室，所述芯片本体远离核酸扩增腔室的一端开设有储液腔室，所述储液腔室通过进液流道连通所述核酸扩增腔室。
还包括：推动装置，所述推动装置包括：活塞杆和第一活塞，所述第一活塞滑动配合供压腔室内壁，所述活塞杆一端伸入供压腔室并与第一活塞连接，另一端伸出供压腔室外。
还包括：储液装置，所述储液装置位于储液腔内，与储液腔内壁过盈配合。
在一种实施方式中，该多通道核酸检测芯片还包括：状态转换装置，所述状态转换装置通过螺纹连接在所述通孔处；
所述状态转换装置包括：旋钮、轴承和螺丝，所述旋钮背面设有螺纹孔，所述螺丝依次伸入轴承、通孔并与旋钮螺纹连接；
所述旋钮上开设有透气孔；
还包括：转换气路，所述转换气路一端连通所述核酸扩增腔室，所述转换气路的另外一端设在透气孔运行轨迹上的任意一处。
在一种实施方式中，所述储液装置包括：储液筒、密封套、推杆和第二活塞，所述密封套套接在储液筒底端，所述第二活塞滑动配合储液筒内壁，所述推杆一端伸入储液筒并与第二活塞连接，另一端伸出储液筒外。
在一种实施方式中，所述芯片本体上还设有废液槽，所述废液槽设于核酸检测部的一侧，所述废液槽通过混合通道与核酸扩增腔室连通。
在一种实施方式中，所述芯片本体上端开设有加样孔，所述加样孔贯穿所述核酸扩增腔室。
在一种实施方式中，所述加样孔通过密封塞密封。
在一种实施方式中，所述混合通道包括：虹吸流道和出液流道，所述虹吸流道连通所述核酸扩增腔室，所述出液流道一端连通虹吸流道，所述出液流道另外一端分别连通各个核酸检测部和废液槽。
在一种实施方式中，所述核酸检测部旁设有透气孔，所述透气孔贯穿芯片本体，所述透气孔通过通道连通核酸检测部。
所述废液槽旁设有透气孔，所述透气孔贯穿芯片本体，所述透气孔通过通道连通废液槽。
所述透气孔上粘贴有防水透气膜。
在一种实施方式中，所述核酸扩增腔室和核酸检测部内预埋有相应的冻干试剂。
在一种实施方式中，所述核酸检测部包括：分液流道和核酸检测腔室，所述分液流道一端连通所述核酸检测腔室，所述分液流道另一端连通混合通道。
所述核酸检测部从靠近核酸扩增腔室到远离核酸扩增腔室的方向上的分液流道的尺寸依次减小。
本发明的一种多通道核酸检测芯片，具有如下有益效果：
该多通道核酸检测芯片包括：芯片本体，芯片本体正面的中心位置处开设有通孔，在通孔一侧开设有核酸扩增腔室，在通孔另外一侧开设有核酸检测部，核酸检测部设有多个，核酸扩增腔室通过混合通道分别连通各个核酸检测部。芯片本体正面粘合有保护膜。在芯片本体靠近核酸扩增腔室的一端开设有供压腔室，供压腔室通过气路连通核酸扩增腔室，芯片本体远离核酸扩增腔室的一端开设有储液腔室，储液腔室通过进液流道连通核酸扩增腔室。还包括：推动装置，推动装置包括：活塞杆和活塞，活塞滑动配合供压腔室内壁，活塞杆一端伸入供压腔室并与活塞连接，另一端伸出供压腔室外。还包括：储液装置，储液装置位于储液腔内，与储液腔内壁过盈配合。
该多通道核酸检测芯片在使用时，首先向核酸扩增腔室中加入核酸提取液，进行核酸扩增，然后通过储液装置释放稀释液进入储液腔，进而使稀释液进入核酸扩增腔室，完成核酸样本的稀释过程。然后通过推动活塞向核酸扩增腔室施加压力，推动样本试剂进入各个核酸检测部与预埋小球进行反应，最后对各个核酸检测部中的反应产物进行检测。该多通道核酸检测芯片，操作简单，不需要进行多次离心操作，达到了提高检测效率的技术效果。
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为本公开一种实施例的多通道核酸检测芯片的拆解结构示意图；
图2为本公开一种实施例的多通道核酸检测芯片的主视图；
图3为本公开一种实施例的多通道核酸检测芯片的俯视图；
图4为本公开一种实施例的多通道核酸检测芯片的左视图；
图5为本公开一种实施例的多通道核酸检测芯片的后视图；
图6为本公开一种实施例的芯片本体的主视图；
图7为本公开一种实施例的芯片本体的俯视图；
图8为本公开一种实施例的芯片本体的左视图；
图9为本公开一种实施例的芯片本体的后视图。
【主要组件符号说明】
1、芯片本体；2、通孔；3、核酸扩增腔室；4、核酸检测部；41、分液流道；42、核酸检测腔室；5、混合通道；51、虹吸流道；52、出液流道；6、供压腔室；7、储液腔室；8、进液流道；9、推动装置；91、活塞杆；92、活塞；10、储液装置；101、储液筒；102、密封套；103、推杆；104、第二活塞；11、状态转换装置；111、旋钮；112、轴承；113、螺丝；12、透气孔；13、转换气路；14、废液槽；15、加液孔；16、密封塞。
具体实施方式
下面结合附图及本发明的实施例对发明的一种多通道核酸检测芯片作进一步详细的说明。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语″包含″和/或″包括″时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语″第一″、″第二″等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，以便这里描述的本申请的实施方式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。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如″在……之上″、″在……上方″、″在……上表面″、″上面的″等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为″在其他器件或构造上方″或″在其他器件或构造之上″的器件之后将被定位为″在其他器件或构造下方″或″在其他器件或构造之下″。因而，示例性术语″在……上方″可以包括″在……上方″和″在……下方″两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
如图1-图9所示，该多通道核酸检测芯片包括：芯片本体1，在芯片本体1正面的中心位置处开设有通孔2，在通孔2一侧开设有核酸扩增腔室3，在通孔2另外一侧开设有核酸检测部4，核酸检测部4设有多个，使核酸扩增腔室3通过混合通道5分别连通各个核酸检测部4。
为了保证芯片本体1的密封性，在芯片本体1正面粘合有保护膜。保护膜要保证透光性和一定的粘性，使其可与芯片粘合。同时保护膜上的背胶生物相容性要好，不与试剂发生反应。在一种具体的实施方式中，该芯片主体1的正面需要贴胶。
在芯片本体1靠近核酸扩增腔室3的一端开设有供压腔室6，供压腔室6通过气路连通核酸扩增腔室3，芯片本体1远离核酸扩增腔室3的一端开设有储液腔室7，储液腔室7通过进液流道8连通核酸扩增腔室3。
该多通道核酸检测芯片还包括：推动装置9，推动装置9包括：活塞杆91和第一活塞92，使第一活塞92滑动配合供压腔室6内壁，活塞杆91一端伸入供压腔室6并与第一活塞92连接，另一端伸出供压腔室6外。
该多通道核酸检测芯片还包括：储液装置10，储液装置10位于储液腔室7内，与储液腔室7内壁过盈配合。
该多通道核酸检测芯片在使用时，首先向核酸扩增腔室3中加入核酸提取液，进行核酸扩增，然后通过储液装置10释放稀释液进入储液腔7，进而使稀释液进入核酸扩增腔室3，完成核酸样本的稀释过程。通过推动活塞92向核酸扩增腔室3施加压力，推动样本试剂进入各个核酸检测部4与预埋小球进行反应，最后对各个核酸检测部4中的反应产物进行检测。该多通道核酸检测芯片，操作简单，不需要进行多次离心操作，达到了提高检测效率的技术效果。
为了实现芯片本体1内部液体的流动，该多通道核酸检测芯片还包括：状态转换装置11，将状态转换装置11通过螺纹连接在通孔2处。状态转换装置11包括：旋钮111、轴承112和螺丝113，旋钮111背面设有螺纹孔，螺丝113依次伸入轴承112、通孔2并与旋钮111螺纹连接。在旋钮111上开设有透气孔12。在一种具体的实施方式中，该透气孔12采用透气膜密封。该多通道核酸检测芯片还包括：转换气路13，转换气路13一端连通核酸扩增腔室3，转换气路13的另外一端设在透气孔12运行轨迹上的任意一处。在需要向核酸扩增腔室3加入液体时，旋转旋钮111，改变透气孔12的位置，使其置于转换气路13的端口处。在需要转移核酸扩增腔室3中的液体时，旋转旋钮111，避免透气孔12处于转换气路13的端口处。状态转换装置11的设置使整个核酸检测过程都处于密封状态，避免核酸检测受外界因素的影响而降低检测的准确性。
为了便于储液装置10中液体的转移，使储液装置10包括：储液筒101、密封套102、推杆103和第二活塞104，密封套102套接在储液筒101底端，第二活塞104滑动配合储液筒101内壁，推杆103一端伸入储液筒101并与第二活塞104连接，另一端伸出储液筒101外。
为了避免样本试剂体积过大，在芯片本体1上还设有废液槽14，废液槽14设于核酸检测部4的一侧，废液槽14通过混合通道5与核酸扩增腔室3连通。
为了便于向核酸扩增腔室3注入样本试剂，在芯片本体1上端开设有加样孔15，加样孔15贯穿核酸扩增腔室3。
为了保证芯片本体1的密封性，使加样孔15通过密封塞16密封。
为了实现核酸扩增腔室3的液体通过混合通道5进入各个核酸检测部4，使混合通道5包括：虹吸流道51和出液流道52，虹吸流道51连通核酸扩增腔室3，出液流道52一端连通虹吸流道51，出液流道52另外一端分别连通各个核酸检测部4和废液槽14。
为了保证单个核酸检测部4和废液槽被充满时不再进入液体，在核酸检测部4旁设有透气孔，透气孔贯穿芯片本体1，透气孔通过通道连通核酸检测部4。在废液槽14旁设有透气孔，透气孔贯穿芯片本体1，透气孔通过通道连通废液槽14；在透气孔上粘贴有防水透气膜，在液体充满第一个核酸检测部4时，透气孔处的防水透气膜被浸润，此处不再通气，液体无法继续填充，进而液体向第二个核酸检测部4流动，依次填满各个核酸检测部4后，多余液体进入废液槽14。在一种实施方式中，芯片本体1背面的透气孔处除了贴防水透气膜外，芯片本体1的背面最外侧表面需要粘贴保护膜。
为了实现核酸的RPA扩增和检测过程，核酸扩增腔室3预埋有RPA冻干小球；在核酸检测部4内预埋有待检测项目所需的冻干小球。
为了实现同时检测单个样本的多个项目的检测，核酸检测部4包括：分液流道41和核酸检测腔室42，分液流道41一端连通核酸检测腔室42，分液流道41另一端连通混合通道5。使核酸检测部4从靠近核酸扩增腔室3到远离核酸扩增腔室3的方向上的分液流道41的尺寸依次减小。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种多通道核酸检测芯片，其特征在于，包括：芯片本体(1)，所述芯片本体(1)正面的中心位置处开设有通孔(2)，在所述通孔(2)一侧开设有核酸扩增腔室(3)，在所述通孔(2)另外一侧开设有核酸检测部(4)，所述核酸检测部(4)设有多个，所述核酸扩增腔室(3)通过混合通道(5)分别连通各个核酸检测部(4)；
所述芯片本体(1)正面粘合有保护膜；
所述芯片本体(1)靠近核酸扩增腔室(3)的一端开设有供压腔室(6)，所述供压腔室(6)通过气路连通所述核酸扩增腔室(3)，所述芯片本体(1)远离核酸扩增腔室(3)的一端开设有储液腔室(7)，所述储液腔室(7)通过进液流道(8)连通所述核酸扩增腔室(3)；
还包括：推动装置(9)，所述推动装置(9)包括：活塞杆(91)和第一活塞(92)，所述第一活塞(92)滑动配合供压腔室(6)内壁，所述活塞杆(91)一端伸入供压腔室(6)并与第一活塞(92)连接，另一端伸出供压腔室(6)外；
还包括：储液装置(10)，所述储液装置(10)位于储液腔室(7)内，与储液腔室(7)内壁过盈配合。
2.根据权利要求1所述的一种多通道核酸检测芯片，其特征在于，还包括：状态转换装置(11)，所述状态转换装置(11)通过螺纹连接在所述通孔(2)处；
所述状态转换装置(11)包括：旋钮(111)、轴承(112)和螺丝(113)，所述旋钮(111)背面设有螺纹孔，所述螺丝(113)依次伸入轴承(112)、通孔(2)并与旋钮(111)螺纹连接；
所述旋钮(111)上开设有透气孔(12)；
还包括：转换气路(13)，所述转换气路(13)一端连通所述核酸扩增腔室(3)，所述转换气路(13)的另外一端设在透气孔(12)运行轨迹上的任意一处。
3.根据权利要求1所述的一种多通道核酸检测芯片，其特征在于，所述储液装置(10)包括：储液筒(101)、密封套(102)、推杆(103)和第二活塞(104)，所述密封套(102)套接在储液筒(101)底端，所述活塞(104)滑动配合储液筒(101)内壁，所述推杆(103)一端伸入储液筒(101)并与活塞(104)连接，另一端伸出储液筒(101)外。
4.根据权利要求1所述的一种多通道核酸检测芯片，其特征在于，所述芯片本体(1)上还设有废液槽(14)，所述废液槽(14)设于核酸检测部(4)的一侧，所述废液槽(14)通过混合通道(5)与核酸扩增腔室(3)连通。
5.根据权利要求1所述的一种多通道核酸检测芯片，其特征在于，所述芯片本体(1)上端开设有加样孔(15)，所述加样孔(15)贯穿所述核酸扩增腔室(3)。
6.根据权利要求5所述的一种多通道核酸检测芯片，其特征在于，所述加样孔(15)通过密封塞(16)密封。
7.根据权利要求4所述的一种多通道核酸检测芯片，其特征在于，所述混合通道(5)包括：虹吸流道(51)和出液流道(52)，所述虹吸流道(51)连通所述核酸扩增腔室(3)，所述出液流道(52)一端连通虹吸流道(51)，所述出液流道(52)另外一端分别连通各个核酸检测部(4)和废液槽(14)。
8.根据权利要求4所述的一种多通道核酸检测芯片，其特征在于，所述核酸检测部(4)旁设有透气孔，所述透气孔贯穿芯片本体(1)，所述透气孔通过通道连通核酸检测部(4)；
所述废液槽(14)旁设有透气孔，所述透气孔贯穿芯片本体(1)，所述透气孔通过通道连通废液槽(14)；
所述透气孔上粘贴有防水透气膜。
9.根据权利要求4所述的一种多通道核酸检测芯片，其特征在于，所述核酸扩增腔室(3)预埋有RPA冻干小球；
所述核酸检测部(4)内预埋有待检测项目所需的冻干小球。
10.根据权利要求4所述的一种多通道核酸检测芯片，其特征在于，所述核酸检测部(4)包括：分液流道(41)和核酸检测腔室(42)，所述分液流道(41)一端连通所述核酸检测腔室(42)，所述分液流道(41)另一端连通混合通道(5)；
所述核酸检测部(4)从靠近核酸扩增腔室(3)到远离核酸扩增腔室(3)的方向上的分液流道(41)的尺寸依次减小。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211433547.1A CN118048232A (zh) | 2022-11-16 | 2022-11-16 | 一种多通道核酸检测芯片 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202211433547.1A CN118048232A (zh) | 2022-11-16 | 2022-11-16 | 一种多通道核酸检测芯片 |
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Family Applications (1)
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