CN210656872U - 一种核酸提取微流控芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种核酸提取微流控芯片，包括：基板，所述基板设有多个存储管，且所述基板设有分别与每个所述存储管对应的多个进气口和进样口，每个所述存储管内均设有流道管，所述流道管的一端靠近所述存储管的底面，另一端通过微流道与所述基板上开设的收集孔连通；盖片，所述盖片固定结合于所述基板顶面，用于将所述微流道密封，所述盖片开设有与所述进气口和进样口对应的气动通孔和进样通孔；以及收集底板，所述收集底板固定结合于所述基板底面，所述收集底板开设有与所述收集孔对应的流出孔，所述收集孔与流出孔之间设有核酸提取膜。本实用新型的核酸提取微流控芯片，试剂可以预先存储于试剂存储管中，使用时只需要向里加入样品即可。

Description

一种核酸提取微流控芯片

技术领域

本实用新型涉及微流控技术领域。更具体地，涉及一种用于核酸提取的微流控芯片。

背景技术

核酸作为遗传信息的载体，对其研究、扩增与检测具有重要的意义。从样品中提取纯化核酸，是对其进行研究分析的基础和前提。目前已有多种核酸提取纯化方法被开发出来，比如氯仿异戊醇法，离心柱法和磁珠法等。然而氯仿异戊醇法需要使用有毒的试剂，危害性较大；离心柱法必须依赖于高速离心机，应用具有一定的限制；磁珠法则涉及较多的移液步骤，操作有些繁琐。目前虽然已经有一些核酸提取自动工作站在使用，但是这些工作站大多具有体积大，不适合移动使用等缺点。

微流控芯片是通过微流道，微阀和微反应仓等结构的组合，将反应处理步骤转移到一张芯片上进行。微流控芯片具有体积微小，操作简单，应用方便等特点，因此引起越来越多研究人员的关注。已有将应用离心式微流控芯片进行核酸提取等技术的报道，如专利CN 105316224 A以及J.F.C.Loo等人文章《Sample-to-answer on molecular diagnosisof bacterial infection using integrated lab-on-a-disc》所提及的，但是该类型的芯片在应用时极度依赖能够调节转速以及旋转方向的离心机，具有一定的局限性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种对样品中核酸进行提取以及纯化的微流控芯片。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种核酸提取微流控芯片，包括：基板，所述基板设有多个存储管，且所述基板设有分别与每个所述存储管对应的多个进气口和进样口，每个所述存储管内均设有流道管，所述流道管的一端靠近所述存储管的底面，另一端通过微流道与所述基板上开设的收集孔连通；

盖片，所述盖片固定结合于所述基板顶面，用于将所述微流道密封，所述盖片开设有与所述进气口和进样口对应的气动通孔和进样通孔；以及

收集底板，所述收集底板固定结合于所述基板底面，所述收集底板开设有与所述收集孔对应的流出孔，所述收集孔与流出孔之间设有核酸提取膜。

优选地，所述基板的底面开设有环形凹槽，所述存储管的顶部固定结合于所述环形凹槽内。

优选地，所述存储管设置有3个，且分别通过3条位于所述微流道与所述收集孔并联设置。

优选地，所述收集孔贯穿于所述基板，所述3条微流道设置在所述基板的顶面，且与所述收集孔的顶面连通，所述盖片将所述收集孔和微流道的顶面密封。

优选地，所述收集孔的顶面设有将所述3条微流道分隔开的Y型挡板。

优选地，所述基板的底面凸起形成有环形凸台，所述收集孔贯穿于所述基板和环形凸台，所述环形凸台位于所述流出孔内。

优选地，所述核酸提取膜固定结合于所述环形凸台的底面。

优选地，所述环形凸台的外侧表面设有用于密封所述收集孔和流出孔的密封圈。

优选地，所述流出孔设置为上部内径大于环形凸台的外径、下部内径小于所述环形凸台的外径、中间为锥形过渡段的结构，所述环形凸台位于所述流出孔的上部

优选地，所述流出孔的锥形过渡段设有多个支撑台，所述环形凸台的底面搭接于所述支撑台的顶面。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的核酸提取微流控芯片，试剂可以预先存储于试剂存储管中，使用时只需要向里加入样品即可。操作简单方便，实用性强；仅仅采用注射器即可完成操作，不依赖于特定的仪器；芯片小巧轻便，易于携带，便于即时操作。提取的核酸纯度及得率较高，完全可以满足后续PCR等分子生物学实验的要求。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本实用新型的分解结构示意图。

图2示出本实用新型基板的结构示意图。

图3示出本实用新型基板的结构示意图。

图4示出本实用新型收集底板的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

在如图1所示的本实用新型核酸提取微流控芯片的一种实施方式中，该核酸提取微流控芯片包括动力盖片1、盖片2、基板3、存储管4和收集底板 5，存储管4与基板3固定连接，并且基板3上设置有与存储管4连通的进气口和进样口，存储管4内设置有流道管41，流道管41通过基板3上设置的微流道与收集孔31连通，从而将存储管4与收集孔31连通。动力盖片1固定结合于基板3顶面，用于将基板3的微流道密封，动力盖片1设有与基板3 进气口和进样口对应的气动通孔11和进样通孔12，通过进样通孔12可向存储管4内加入试剂。盖片2用于将基板3的微流道密封，盖片2与动力盖片1 可以为一体设置，也可以是分体设置，并且盖片2也可设置为多片，本领域技术人员可根据实际情况进行选择。收集底板5上开设有流出孔51，流出孔 51与收集孔31对应设置，二者之间设置有核酸提取膜，核酸提取膜可以是玻璃纤维膜。

本实用新型的核酸提取微流控芯片通过将气动通孔11与外部气源连接，利用气动压力驱动存储管4内的样本试剂流动到收集孔31，并最终从流出孔 51排出芯片外，在此过程中样本试剂中的核酸附着在核酸提取膜上，然后驱动另一存储管4内的核酸洗脱液流经核酸提取膜，将附着于核酸提取膜上核酸带出到芯片外部，实现对样本试剂中核酸的提取。

如图2和图3所示的一种实施方式中的基板3结构，基板3的底面开设有3个环形凹槽32，存储管4的顶端固定结合与环形凹槽32内，从而与基板 3固定连接。基板3的顶面开设有进气口33和进样口34分别与存储管4连通。存储管4内设有流道管41，流道管41的一端靠近存储管4的底部，另一端与基板3上的微流道35的一端连通，微流道35的另一端与收集孔31连通。3 个存储管4分别通过微流道35与收集孔31并联连接。为了使液体试剂流出持续顺畅，微流道35还包括缓冲腔36，缓冲腔36开设于基板3的底面，并利用盖片结合固定于基板3的底面将缓冲腔36的开口密封，缓冲腔36通过通孔与开设于基板3顶面的微流道35连通。缓冲腔36以及微流道35可采用湿法化学腐蚀、干法等离子体刻蚀或两者相结合的方法形成，这是本领域的常规技术手段，此处不再赘述。

进一步地，由于3条微流道35在基板3的顶面处与收集孔31连通，为了防止其中1个存储管4内的试剂流入到另外2条微流道内，收集孔31的顶部设有Y型的挡板，Y型挡板将3条微流道35分隔开，使得试剂只能流入收集孔31中，而不能流入到其它的微流道中。

进一步地，如图1、图3和图4所示，基板3收集孔31的底面处设有向下延伸凸起的环形凸台37。收集底板5固定结合于基板3的底面，收集底板 5与收集孔31的对应位置处开设有流出孔51，环形凸台37位于流出孔51内，环形凸台37的底面设置有核酸提取膜。为了提高基板3与收集底板5之间的密封性，在环形凸台37的外侧表面设有密封圈，可防止液体试剂沿基板3与收集底板5之间的缝隙泄漏。

进一步地，本实施方式中的收集底板5的结构如图4所示，流出孔51由两段不同内径的孔构成，其上部靠近基板3一侧的内径大于环形凸台37的外径形成大径段，流出孔51的下部远离基板3一侧的内径小于环形凸台37的外径形成小径段，大径段与小径段中间为锥形过渡段。锥形过渡段上设置有多个支撑台52，环形凸台37的底面搭接于支撑台52的顶面。

本实用新型核酸提取微流控芯片的工作原理如下：

在未启用的状态时，芯片三个存储管4分别预装了3种试剂：裂解液、洗涤液和洗脱液。气动通孔11和液体进样通孔12已经全部密封。使用时，将预装了裂解液的存储管4的进样口的密封胶带揭开，沿进样通孔12将样品注入裂解液管中，重新封住进样通孔12，将试剂存储管置于水浴或者金属浴 70℃环境中20min后取出，用注射器捅破裂解液进气通孔11密封带，推动注射器，使得里面的混合液沿着试剂流道管41经过微流道到达收集孔31，并进入由环形凸台37、核酸提取膜、最后经流出孔51流出到芯片外部。继续推动注射器，混合液里面的核酸被核酸提取膜捕获，剩余的废液由流出孔51流出。保持注射器闭合，用另一只注射器捅破预装洗涤液的存储管的进气通孔的密封带，推动注射器，使得洗涤液管中的洗涤液按照相同的步骤依次流经试剂流道管，微流道，核酸提取膜，最后经流出孔51流出，洗涤液可将核酸提取膜上的杂质溶解带走，反复抽吸注射器，使得残存在核酸提取膜上的液体尽快挥发。保持注射器闭合，用另一只注射器捅破预装洗脱液的进气通孔的密封带，推动注射器，使得管里的洗脱液按照相同的顺序依次流经试剂流道管，微流道及核酸提取膜，缓慢将液体推至流出孔51，用另一离心管收集液体待用。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种核酸提取微流控芯片，其特征在于，包括：

基板，所述基板设有多个存储管，且所述基板设有分别与每个所述存储管对应的多个进气口和进样口，每个所述存储管内均设有流道管，所述流道管的一端靠近所述存储管的底面，另一端通过微流道与所述基板上开设的收集孔连通；

盖片，所述盖片固定结合于所述基板顶面，用于将所述微流道密封，所述盖片开设有与所述进气口和进样口对应的气动通孔和进样通孔；以及

收集底板，所述收集底板固定结合于所述基板底面，所述收集底板开设有与所述收集孔对应的流出孔，所述收集孔与流出孔之间设有核酸提取膜。

2.根据权利要求1所述的核酸提取微流控芯片，其特征在于，所述基板的底面开设有环形凹槽，所述存储管的顶部固定结合于所述环形凹槽内。

3.根据权利要求2所述的核酸提取微流控芯片，其特征在于，所述存储管设置有3个，且分别通过3条所述微流道与所述收集孔并联设置。

4.根据权利要求3所述的核酸提取微流控芯片，其特征在于，所述收集孔贯穿于所述基板，所述3条微流道设置在所述基板的顶面，且与所述收集孔的顶面连通，所述盖片将所述收集孔和微流道的顶面密封。

5.根据权利要求4所述的核酸提取微流控芯片，其特征在于，所述收集孔的顶面设有将所述3条微流道分隔开的Y型挡板。

6.根据权利要求4所述的核酸提取微流控芯片，其特征在于，所述基板的底面凸起形成有环形凸台，所述收集孔贯穿于所述基板和环形凸台，所述环形凸台位于所述流出孔内。

7.根据权利要求6所述的核酸提取微流控芯片，其特征在于，所述核酸提取膜固定结合于所述环形凸台的底面。

8.根据权利要求6所述的核酸提取微流控芯片，其特征在于，所述环形凸台的外侧表面设有用于密封所述收集孔和流出孔的密封圈。

9.根据权利要求8所述的核酸提取微流控芯片，其特征在于，所述流出孔设置为上部内径大于环形凸台的外径、下部内径小于所述环形凸台的外径、中间为锥形过渡段的结构，所述环形凸台位于所述流出孔的上部。

10.根据权利要求9所述的核酸提取微流控芯片，其特征在于，所述流出孔的锥形过渡段设有多个支撑台，所述环形凸台的底面搭接于所述支撑台的顶面。

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