CN209778827U - 离心微流控芯片结构及核酸分析装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种离心微流控芯片结构及核酸分析装置，其中，离心微流控芯片结构包括：芯片基体、磁吸附件以及磁性件；芯片基体具有转动中心；芯片基体还开设有搅拌腔室以及连通搅拌腔室的注液孔，搅拌腔室相对于转动中心具有相异距离的位置；磁吸附件容置于搅拌腔室中；磁性件设置于芯片基体外且位于搅拌腔室靠近转动中心的位置。一方面当磁吸附件移动至远离磁性件的位置时，在离心力作用下，磁吸附件移动至搅拌腔室远离转动中心的位置；另一方面当磁吸附件移动至靠近磁性件的位置时，磁吸附件在磁性吸附作用下移动至搅拌腔室靠近转动中心的位置；从而实现了较为理想的混合效果，进而在简化结构及无需复杂仪器设备的前提下具有一定的裂解效果。

Description

离心微流控芯片结构及核酸分析装置

技术领域

本申请涉及离心微流控领域，特别是涉及离心微流控芯片结构及核酸分析装置。

背景技术

微流控(Microfluidics)是指在亚毫米尺度上操控液体，其中，亚毫米尺度一般为几微米到几百微米。微流控技术将生物和化学领域所涉及的基本操作单位，甚至于把整个化验室的功能，包括采样、稀释、反应、分离、检测等集成在一个小型芯片上，故又称芯片实验室(Lab-on-a-Chip)。这种芯片一般是由各种储液池和相互连接的微通道网络组成，能很大程度缩短样本处理时间，并通过精密控制液体流动，实现试剂耗材的最大利用效率。

微流控系统是指在亚毫米尺度上操控液体的装置。离心微流控隶属于微流控的一个分支，特指通过转动离心微流控芯片来驱动液体的流动，从而实现使用离心力在亚毫米尺度上操控液体。离心微流控将生物和化学领域所涉及的基本操作单位集成在一个小型碟式的(disc-shaped)芯片上。除了微流控所特有的优点外，由于离心微流控只需要一个电机来提供液体操控所需要的力，所以整个设备更为简洁紧凑。而碟片式芯片上的无处不在的离心场既能使得液体驱动更为有效，确保管道内没有残留液体，又能有效的实现基于密度差异的样本分离，也能让并行处理更为简单。微流控为生物医学研究、药物合成筛选、环境监测与保护、卫生检疫、司法鉴定、生物试剂的检测等众多领域的应用提供了极为广阔的前景。特别地，微流控能很好地满足即时诊断(Point-of-care testing，POCT)小型化仪器的需求，所以被广泛的应用在POCT中。在产业化中，微流控一般分为以下几大类型：压力(气压或者液压)驱动式微流控，离心微流控，液滴微流控，数字化微流控，纸质微流控等。

在微流控中，由于液体体积为微升甚至纳升级别，而且微流控芯片的腔室和管道尺寸均有限，所以微流控芯片内部试剂的混合比较难以实现。在离心微流控中，液体试剂的混合最常见的有两种方式。一种方式是通过改变微流控芯片的转动速度，利用微流控芯片加减速过程中产生的欧拉力来实现混合效果。第二种是，通过液体流经不断弯折的蛇形液流管道来实现混合效果。第一种方式的混合往往对离心电机提出较大的要求，与此同时，由于离心微流控中转速是操纵整个芯片上液体流动的动力，改变转速势必会对微流控芯片上的其他部位的液体试剂的流动产生影响，增加了芯片的设计难度。第二种方式会增大整个微流控芯片的加工难度，同时不断弯折的蛇形液流管道的混合效果往往并没有那么理想。

另外，当前整个微流控技术的很大的一块的应用场景是微流控分子诊断。其核心目的是把分子诊断的整个样本富集，裂解，核酸提取与纯化，PCR扩增集成在一张微流控芯片上。这里面，样本的裂解一直是整个微流控分子诊断的一大技术难点。分子诊断中的样本的裂解一般分为物理法和化学法。对于化学法而言，一般用酶来对细胞膜或者细胞壁进行水解，但是对于不同的病原体的裂解的所需试剂的组分不同，使得该方法通用性并没有那么好。另一方面，化学法裂解所需时间较长，很多时候裂解效果并不理想。物理法裂解一般使用机械方式来使得样本细胞膜或者细胞壁破裂，从而释放DNA。物理法一般包括超声波法，激光照射法等。在离心微流控中，这些物理方法往往会大大增大仪器的复杂度。而且由于操作过程中，微流控芯片处于离心状态中，超声波探头往往难以跟微流控芯片进行直接接触，裂解效果很难达到预期。另一个方面，激光照射法裂解，激光的光斑也很难对准微流控芯片的裂解腔。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种离心微流控芯片结构及核酸分析装置。

一种离心微流控芯片结构，其包括：芯片基体、磁吸附件以及磁性件；所述芯片基体具有转动中心；所述芯片基体还开设有搅拌腔室以及连通所述搅拌腔室的注液孔，其中，所述搅拌腔室相对于所述转动中心具有相异距离的位置；所述磁吸附件容置于所述搅拌腔室中；所述磁性件设置于所述芯片基体外且位于所述搅拌腔室靠近所述转动中心的位置，所述磁性件用于配合所述磁吸附件以使所述磁吸附件在磁性吸附作用下移动至所述搅拌腔室靠近所述转动中心的位置。

上述离心微流控芯片结构，利用磁场磁力和离心场离心力之间的平衡关系实现了搅拌腔室内液体的搅拌混合效果，通过采用了搅拌腔室中活动设置磁吸附件的巧妙设计，一方面当磁吸附件移动至远离磁性件的位置时，在离心力作用下，磁吸附件移动至搅拌腔室远离转动中心的位置；另一方面当磁吸附件移动至靠近磁性件的位置时，磁吸附件在磁性吸附作用下移动至所述搅拌腔室靠近所述转动中心的位置；从而实现了较为理想的混合效果，进而在简化结构及无需复杂仪器设备的前提下具有一定的裂解效果，且裂解效果稳定、有效。

在其中一个实施例中，所述磁吸附件包括球形。

在其中一个实施例中，所述磁吸附件包括圆柱形。

在其中一个实施例中，所述磁吸附件及所述搅拌腔室的数量均为多个，每一所述搅拌腔室中容置一所述磁吸附件。

在其中一个实施例中，多个所述搅拌腔室相对于所述转动中心呈对称设置。

在其中一个实施例中，所述搅拌腔室包括条形。

在其中一个实施例中，所述转动中心位于所述搅拌腔室的延伸方向上。

在其中一个实施例中，所述转动中心位于所述搅拌腔室的延伸方向的一侧。

在其中一个实施例中，所述搅拌腔室包括弧形及/或椭球形。

在其中一个实施例中，所述磁吸附件设有防护外层。

在其中一个实施例中，所述离心微流控芯片结构还包括设置于所述搅拌腔室中的研磨体。

在其中一个实施例中，所述磁性件与所述芯片基体分离设置。

在其中一个实施例中，所述搅拌腔室包括弧形及/或椭球形；所述磁吸附件设有防护外层；所述离心微流控芯片结构还包括设置于所述搅拌腔室中的研磨体；所述磁性件与所述芯片基体分离设置。

一种核酸分析装置，其包括任一项所述离心微流控芯片结构。

上述核酸分析装置，采用了搅拌腔室中活动设置磁吸附件的巧妙设计，一方面当磁吸附件移动至远离磁性件的位置时，在离心力作用下，磁吸附件移动至搅拌腔室远离转动中心的位置；另一方面当磁吸附件移动至靠近磁性件的位置时，磁吸附件在磁性吸附作用下移动至所述搅拌腔室靠近所述转动中心的位置；从而实现了较为理想的混合效果，进而在简化结构及无需复杂仪器设备的前提下具有一定的裂解效果，且裂解效果稳定、有效。

附图说明

图1为本申请所述离心微流控芯片结构一实施例的外形示意图。

图2为图1所示实施例的另一方向示意图。

图3为图1所示实施例的另一方向示意图。

图4为图3所示实施例的A-A方向剖视图。

图5为本申请所述离心微流控芯片结构另一实施例的外形示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请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申请。但是本申请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申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

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”、“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。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请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，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在微流控中，由于液体体积为微升甚至纳升级别，而且微流控芯片的腔室和管道尺寸均有限，所以微流控芯片内部试剂的混合比较难以实现。在本申请一个实施例中，一种离心微流控芯片结构，其包括：芯片基体、磁吸附件以及磁性件；所述芯片基体具有转动中心；所述芯片基体还开设有搅拌腔室以及连通所述搅拌腔室的注液孔，其中，所述搅拌腔室相对于所述转动中心具有相异距离的位置；所述磁吸附件容置于所述搅拌腔室中；所述磁性件设置于所述芯片基体外且位于所述搅拌腔室靠近所述转动中心的位置，所述磁性件用于配合所述磁吸附件以使所述磁吸附件在磁性吸附作用下移动至所述搅拌腔室靠近所述转动中心的位置。上述离心微流控芯片结构，利用磁场磁力和离心场离心力之间的平衡关系实现了搅拌腔室内液体的搅拌混合效果，通过采用了搅拌腔室中活动设置磁吸附件的巧妙设计，一方面当磁吸附件移动至远离磁性件的位置时，在离心力作用下，磁吸附件移动至搅拌腔室远离转动中心的位置；另一方面当磁吸附件移动至靠近磁性件的位置时，磁吸附件在磁性吸附作用下移动至所述搅拌腔室靠近所述转动中心的位置；从而实现了较为理想的混合效果，进而在简化结构及无需复杂仪器设备的前提下具有一定的裂解效果，且裂解效果稳定、有效。

在其中一个实施例中，所述磁性件与所述磁吸附件根据磁场磁力和离心场离心力之间的平衡关系进行选取，当搅拌腔室与磁性件的距离大于预设距离时，磁吸附件在离心场离心力作用下移动至搅拌腔室远离转动中心的位置，当搅拌腔室与磁性件的距离小于预设距离时，磁吸附件在磁场磁力作用下即在磁性吸附作用下移动至搅拌腔室靠近转动中心的位置即靠近磁性件的位置，从而实现了搅拌腔室内液体的搅拌混合效果。在其中一个实施例中，所述磁性件用于配合所述磁吸附件以使所述磁吸附件在磁性吸附作用下移动至所述搅拌腔室靠近所述转动中心的位置，即所述磁性件用于与所述磁吸附件的距离小于预设值时使所述磁吸附件在磁性吸附作用下移动至所述搅拌腔室靠近所述转动中心的位置。在其中一个实施例中，所述磁吸附件移动容置于所述搅拌腔室中；在其中一个实施例中，所述磁吸附件滑动及/或滚动容置于所述搅拌腔室中。在其中一个实施例中，所述磁吸附件为球形体，其容置于所述搅拌腔室中且能够以滑动及滚动的方式于所述搅拌腔室中移动。这样的设计，有利于实现磁吸附件移动作用，从而实现了较为理想的混合效果。进一步地，在其中一个实施例中，所述搅拌腔室还设有封盖部，所述封盖部用于封闭所述注液孔，所述注液孔用于注入液体。进一步地，在其中一个实施例中，所述搅拌腔室还设有出液孔及其封闭部，所述封闭部用于封闭所述出液孔；在其中一个实施例中，所述出液孔与所述注液孔分别位于所述芯片基体的两面；这样，在搅拌完成后，将芯片基体取出并翻转到出液孔朝上，打开封闭部，接上出液管，然后翻转芯片基体到注液孔朝上，打开封盖部，即可实现流出样品；并且这样的设计有利于清理所述离心微流控芯片结构。

为了避免磁性件与芯片基体同步转动导致影响混合效果，在其中一个实施例中，所述磁性件与所述芯片基体分离设置。在其中一个实施例中，所述磁性件与所述芯片基体非同步转动设置。在其中一个实施例中，所述磁性件与所述芯片基体滑动接触。在其中一个实施例中，所述离心微流控芯片结构还包括设置于所述芯片基体上且不随所述芯片基体转动的支撑件，所述磁性件固定设置于所述支撑件上。各实施例中，所述磁性件用于在所述芯片基体转动时保持原位。这样的设计，有利于所述芯片基体转动一周时，所述搅拌腔室中的所述磁吸附件有一次在磁性吸附作用下移动至所述搅拌腔室靠近所述转动中心的位置，即产生一次混合作用。在其中一个实施例中，所述磁性件为圆柱形。在其中一个实施例中，所述磁性件为矩形体。可以理解的是，在其它实施例中，所述磁性件的形状不受限制，只需能够对磁吸附件产生磁性吸附作用使其克服离心作用，从搅拌腔室远离转动中心的位置移动至搅拌腔室靠近转动中心的位置即可。在其中一个实施例中，所述磁吸附件包括球形。或者，在其中一个实施例中，所述磁吸附件包括圆柱形。

在其中一个实施例中，所述磁吸附件及所述搅拌腔室的数量均为多个，每一所述搅拌腔室中容置一所述磁吸附件；亦即，注液孔亦为多个，每一注液孔对应连通一搅拌腔；亦可理解为，多个注液孔、多个磁吸附件及多个搅拌腔室一一对应设置。在其中一个实施例中，所述磁吸附件及所述搅拌腔室的数量均为2、3、4、5、6、7、8或9个。在其中一个实施例中，各所述搅拌腔室的形状相同或相异设置。多个搅拌腔室的设计，有利于同时处理多个样品；搅拌腔室的形状相同，有利于在同等条件下处理相同或相异样品，或者在同等条件下处理多个样品；搅拌腔室的形状相异，有利于在相异条件下处理相同或相异样品，尤其是在相异条件下处理同一样品，这样可以实现多种相异的研究方式，以及实现规模化的处理方式。在其中一个实施例中，多个所述搅拌腔室相对于所述转动中心呈对称设置。在其中一个实施例中，各所述搅拌腔室的形状相同设置，多个所述搅拌腔室相对于所述转动中心呈对称设置。在其中一个实施例中，各所述搅拌腔室的形状相同设置，各所述搅拌腔室相对于所述转动中心呈对称设置。

为了便于配合实现所述离心微流控芯片结构的转动，在其中一个实施例中，所述离心微流控芯片结构设有连接部或安装部，所述连接部或所述安装部用于定位安装所述离心微流控芯片结构。在其中一个实施例中，所述连接部或所述安装部的数量为多个。在其中一个实施例中，所述安装部包括安装盲方孔或安装槽等。为了便于配合实现所述离心微流控芯片结构的转动，在其中一个实施例中，所述离心微流控芯片结构设有转动轴。在其中一个实施例中，所述离心微流控芯片结构于其中心位置设有转动轴。在其中一个实施例中，所述离心微流控芯片结构为中心对称结构且所述离心微流控芯片结构于其对称中心设有转动轴或者转动基座。在其中一个实施例中，所述搅拌腔室包括条形。在其中一个实施例中，所述转动中心位于所述搅拌腔室的延伸方向上，即条形的搅拌腔室的延伸方向经过转动中心。这样的设计，在所述离心微流控芯片结构转动时，所述磁吸附件能够方便地从条形的搅拌腔室的一端移动至另一端。在其中一个实施例中，所述转动中心位于所述搅拌腔室的延伸方向的一侧，即条形的搅拌腔室的延伸方向不经过转动中心。在其中一个实施例中，所述搅拌腔室包括弧形及/或椭球形。可根据需求灵活设计搅拌腔室的形状及位置，只需符合离心微流控芯片结构转动时磁吸附件能够方便地从搅拌腔室靠近转动中心的位置移动至搅拌腔室远离转动中心的位置，并在搅拌腔室接近磁性件时磁吸附件能够从搅拌腔室远离转动中心的位置移动至搅拌腔室靠近转动中心的位置即可。

在其中一个实施例中，所述磁性件为磁性体且所述磁吸附件为匹配所述磁性体的强磁体；所述磁性件用于在所述离心微流控芯片结构处于旋转状态下且所述搅拌腔室处于由远至近地接近所述磁性件状态下，对所述搅拌腔室中的所述磁吸附件产生磁吸附力，以使所述磁吸附件在磁性吸附作用下移动至所述搅拌腔室靠近所述转动中心的位置，这样的设计，有利于所述芯片基体转动一周时，所述搅拌腔室中的所述磁吸附件有一次在磁性吸附作用下移动至所述搅拌腔室靠近所述转动中心的位置，即产生一次混合作用。在其中一个实施例中，所述磁性件为磁性体且所述磁吸附件为匹配所述磁性体的铁磁体。在其中一个实施例中，所述磁性件为圆柱形磁性体且所述磁吸附件为匹配所述磁性体的圆球形铁磁体或圆柱形铁磁体。在其中一个实施例中，所述磁吸附件设有防护外层。这样有利于保护所述磁吸附件，以延长其使用寿命。在其中一个实施例中，所述铁磁体设有防护外层。在其中一个实施例中，所述防护外层为不锈钢层或者陶瓷层，用于防锈。在其中一个实施例中，所述铁磁体包括Fe，Co，Ni元素及其合金，稀土元素及其合金，以及一些Mn的化合物。磁性体即产生磁场的物体；强磁体能对磁场作出反应以实现匹配所述磁性体，以使所述磁吸附件在磁性吸附作用下移动至所述搅拌腔室靠近所述转动中心的位置；亦即，离心微流控芯片结构在转动时，磁吸附件由于离心力的作用，移动至搅拌腔室远离转动中心的位置，当搅拌腔室靠近磁性件的位置时，搅拌腔室中活动设置的磁吸附件在磁性吸附作用下向着磁性件运动，从而移动至搅拌腔室靠近转动中心的位置，进而实现了搅拌腔室内部的搅拌即混合。进一步地，在其中一个实施例中，所述磁性件为圆柱形磁性体且所述磁吸附件为匹配所述磁性体的球形强磁体。在其中一个实施例中，所述球形强磁体包括圆球形铁磁体及/或椭球形铁磁体。在其中一个实施例中，所述磁性件为铁磁体且所述磁吸附件为匹配所述铁磁体的磁性体。在其中一个实施例中，所述磁性件为圆柱形铁磁体且所述磁吸附件为匹配所述圆柱形铁磁体的圆球形磁性体。在其中一个实施例中，利用磁场磁力和离心场离心力之间的平衡关系来使得离心微流控芯片结构上或离心微流控芯片结构中的搅拌腔室内的铁磁性物块例如铁块或磁铁块等来回移动，从而实现了搅拌腔室内液体的搅拌混合效果。

为提升裂解效果，在其中一个实施例中，所述离心微流控芯片结构还包括设置于所述搅拌腔室中的研磨体。进一步地，在其中一个实施例中，所述研磨体包括圆球形或椭球形。在其中一个实施例中，所述研磨体包括陶瓷珠、玻璃珠、石英砂、抗磁性圆球体、抗磁性椭球体、铁磁性不锈钢圆球体或铁磁性不锈钢椭球体。在其中一个实施例中，所述研磨体的数量为多个。在其中一个实施例中，所述研磨体与所述磁吸附件的体积比例为为进一步提升裂解效果，在其中一个实施例中，所述磁吸附件为球形强磁体或球形铁磁体，所述球形强磁体或所述球形铁磁体设有凸起部，在其中一个实施例中，所述凸起部包括部分球形凸起部、锥形凸起部及/或锥台形凸起部；在其中一个实施例中，所述部分球形凸起部为半球形凸起部。进一步地，在其中一个实施例中，所述这样的设计，有利于在简化结构及无需复杂仪器设备的前提下具有一定的裂解效果，尤其是配合研磨体的设计时裂解效果更佳。当前整个微流控技术的很大的一块的应用场景均为微流控分子诊断，其核心目的是把分子诊断的整个样本富集、裂解、核酸提取与纯化，PCR扩增集成在一个微流控芯片结构上。其中，样本的裂解一直是整个微流控分子诊断技术的一大难点。在其中一个实施例中，在上述的铁磁性物块来回震荡搅拌混合的基础之上，在其中一个实施例中，在搅拌腔室内预置有玻璃珠或者石英砂，铁磁性物块在搅拌腔室内的反复地来回移动将会起到研磨作用，从而打破了细胞膜或者细胞壁释放出DNA或者RNA，进而实现了物理法的样本的裂解。

在其中一个实施例中，所述搅拌腔室包括弧形及/或椭球形；所述磁吸附件设有防护外层；所述离心微流控芯片结构还包括设置于所述搅拌腔室中的研磨体；所述磁性件与所述芯片基体分离设置。

各实施例的设计，通过利用磁场磁力和离心场离心力之间的平衡关系来使得离心微流控芯片结构上的搅拌腔室内的铁磁性物块来回移动，从而实现了搅拌腔室内液体的搅拌混合效果。在其中一个实施例中，如图1至图4所示，在离心微流控芯片结构110上设置至少一个搅拌腔室130。搅拌腔室130室靠近离心圆心处存在一个注液孔150，通过注液孔150注入液体样品，搅拌腔室130内放置一个铁磁性物块140作为所述磁吸附件。在离心微流控芯片结构的下方有一个固定的永磁铁160作为所述磁性件，永磁铁160的中心相较于搅拌腔室130的中心更靠近圆心。这样当离心微流控芯片结构转动到搅拌腔室130处在靠近永磁铁160例如位于永磁铁160的上方的时候，在永磁铁160的磁场作用下，铁磁性物块140会被吸引到搅拌腔室130室的靠近圆心的一端。而当离心微流控芯片结构转动到搅拌腔室130与固定的永磁铁160的之间距离较远的时候，磁场力小于离心力，铁磁性物块140被甩至搅拌腔室130室的远离离心圆心的一端。这样，当离心微流控芯片结构低速转动起来的时候，铁磁性物块140就会在搅拌腔室130内来回运动，实现对处在搅拌腔室130内的液体即样品一个搅拌混匀效果。进一步地，如果在搅拌腔室130内预置有玻璃珠或者石英砂等研磨体就能更好地实现对搅拌腔室130内的样品中的细胞、细菌或病毒等的机械裂解。当离心微流控芯片结构转动速度增大的时候，铁磁性物块140在搅拌腔室130内来回运动的速度就会增大，搅拌效果和裂解效果就会越好。但是，当离心微流控芯片结构转动速度增大到一定值时，即使搅拌腔室130处在永磁铁160的正上方的时候，磁场力也不足以克服离心力而将铁磁性物块140吸到搅拌腔室130室的靠近圆心的一端。此时铁磁性物块140就无法实现在搅拌腔室130内的来回运动，搅拌和裂解就失效；因此这个转速有一定的限制。铁磁性物块140包括但不限于磁铁块或铁块等。也可以是搅拌腔室130中的磁吸附件为永磁铁，搅拌腔室130外即芯片基体外固定的是普通铁块。进一步地，在其中一个实施例中，在离心微流控芯片结构同一半径处设计多个搅拌腔室130室，每个搅拌腔室内均放置一个铁磁性物块140，这样，离心微流控芯片结构转动起来的时候就可以实现多个搅拌腔室的搅拌/裂解效果。如图4所示，在离心微流控芯片结构同一半径处设计4个对称的搅拌腔室亦可称为裂解搅拌腔室，离心微流控芯片结构转动起来的时候，可以同时对4个搅拌腔室实现搅拌/裂解操作；对应地，如图1所示，在离心微流控芯片结构110设有分别连通4个搅拌腔室的4个注液孔150，每一注液孔对应连通一搅拌腔。如图2及图3所示，永磁铁160与芯片基体110滑动接触设置，即所述磁性件与所述芯片基体滑动接触。或者，如图5所示，永磁铁160与芯片基体110分离设置，即所述磁性件与所述芯片基体分离设置。这样的设计，利用磁场磁力和离心场离心力之间的平衡关系来使得离心微流控芯片结构上的搅拌腔室内的铁磁性物块来回移动，从而实现了搅拌腔室内液体的搅拌混合效果，进一步配合在搅拌腔室内预置有玻璃珠或者石英砂就能实现对搅拌腔室内样品中的细胞、细菌、病毒等的机械裂解；这种搅拌和裂解方式的设计实现非常简单，只需要简单的在离心微流控芯片结构下方固定一个永磁铁，以及在搅拌/裂解腔内预置一个铁磁性物块即可，裂解/搅拌的实现只需要控制离心微流控芯片结构的转动速度就可以，而且可以通过调整转动速度来优化裂解/搅拌的效果；在此基础上进一步地提高离心微流控芯片结构的转速可以终止裂解/搅拌效果；且可以实现多个搅拌腔室并行裂解/搅拌的效果，具有简单、方便的优点。

在其中一个实施例中，利用离心微流控芯片结构实现了HPV的裂解。具体说明如下，离心微流控芯片结构的搅拌腔室内预置有直径为4mm且高为2mm圆柱状小磁铁作为磁吸附件，以及预置有一些用来实现研磨效果的小玻璃珠作为研磨体，小玻璃珠的直径为100至600μm。在离心微流控芯片结构的下方有一个固定的永磁铁，永磁铁的中心更靠近圆心也可以在圆心，搅拌腔室至少部分或者全部偏离圆心。在搅拌腔室内加入宫颈刷洗脱液即为HPV检测的样本，以300rpm的速度转动离心微流控芯片结构，此时小磁铁在搅拌腔室内来回运动带动小玻璃珠研磨宫颈刷洗脱液10分钟，实现了样本内细胞、组织以及HPV病毒的混合及裂解，释放了其内部的DNA。当离心微流控芯片结构的转动速度增大到800rpm时，此时，即使搅拌腔室处在永磁铁160的正上方，磁场力也不足以克服离心力而将小磁铁吸到搅拌腔室的靠近圆心的一端。此时小磁铁就无法实现在搅拌腔室内的来回运动，不再有裂解效果。结构简单，控制简单、方便；无需复杂仪器设备。

在其中一个实施例中，一种核酸分析装置，其包括任一实施例所述离心微流控芯片结构。上述核酸分析装置，采用了搅拌腔室中活动设置磁吸附件的巧妙设计，一方面当磁吸附件移动至远离磁性件的位置时，在离心力作用下，磁吸附件移动至搅拌腔室远离转动中心的位置；另一方面当磁吸附件移动至靠近磁性件的位置时，磁吸附件在磁性吸附作用下移动至所述搅拌腔室靠近所述转动中心的位置；从而实现了较为理想的混合效果，进而在简化结构及无需复杂仪器设备的前提下具有一定的裂解效果，且裂解效果稳定、有效。

需要说明的是，本申请的其它实施例还包括，上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的离心微流控芯片结构及核酸分析装置。

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申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种离心微流控芯片结构，其特征在于，包括：芯片基体、磁吸附件以及磁性件；

所述芯片基体具有转动中心；

所述芯片基体还开设有搅拌腔室以及连通所述搅拌腔室的注液孔，其中，所述搅拌腔室相对于所述转动中心具有相异距离的位置；

所述磁吸附件容置于所述搅拌腔室中；

所述磁性件设置于所述芯片基体外且位于所述搅拌腔室靠近所述转动中心的位置，所述磁性件用于配合所述磁吸附件以使所述磁吸附件在磁性吸附作用下移动至所述搅拌腔室靠近所述转动中心的位置。

2.根据权利要求1所述离心微流控芯片结构，其特征在于，所述磁吸附件包括球形。

3.根据权利要求1所述离心微流控芯片结构，其特征在于，所述磁吸附件包括圆柱形。

4.根据权利要求1所述离心微流控芯片结构，其特征在于，所述磁吸附件及所述搅拌腔室的数量均为多个，每一所述搅拌腔室中容置一所述磁吸附件。

5.根据权利要求4所述离心微流控芯片结构，其特征在于，多个所述搅拌腔室相对于所述转动中心呈对称设置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述离心微流控芯片结构，其特征在于，所述搅拌腔室包括条形。

7.根据权利要求6所述离心微流控芯片结构，其特征在于，所述转动中心位于所述搅拌腔室的延伸方向上。

8.根据权利要求6所述离心微流控芯片结构，其特征在于，所述转动中心位于所述搅拌腔室的延伸方向的一侧。

9.根据权利要求1至5中任一项所述离心微流控芯片结构，其特征在于，所述搅拌腔室包括弧形及/或椭球形；

所述磁吸附件设有防护外层；

所述离心微流控芯片结构还包括设置于所述搅拌腔室中的研磨体；

所述磁性件与所述芯片基体分离设置。

10.一种核酸分析装置，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述离心微流控芯片结构。