CN216274044U - 一种核酸提取扩增装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种核酸提取扩增装置。该核酸提取扩增装置，包括：芯片安装机构，其用于安装微流控芯片，所述芯片安装机构能够沿左右方向移动；第一驱动机构，其位于所述芯片安装机构的左侧，所述第一驱动机构包括用于和所述微流控芯片的左侧旋转活塞接合以驱动其转动的第一驱动销；及第二驱动机构，其位于所述芯片安装机构的右侧，所述第二驱动机构包括用于和所述微流控芯片的右侧旋转活塞接合以驱动其转动的第二驱动销；所述芯片安装机构至少具有用于使所述微流控芯片接合所述第一驱动销而脱离所述第二驱动销的第一位置、及使所述微流控芯片接合所述第二驱动销而脱离所述第一驱动销的第二位置。本实用新型能够自动进行核酸提取扩增。

Description

一种核酸提取扩增装置

技术领域

本实用新型属于核酸提取扩增技术领域，涉及一种核酸提取扩增装置。

背景技术

目前，微流控芯片被应用于生物检测领域中，其可放入PCR仪中进行反应达到检测的目的，例如，进行核酸提取扩增等。为了避免污染，反应所需的试剂预先放入微流控芯片中的腔室中，在反应时，按照设定的反应程序控制液流方向，控制试剂、样本、反应液等流入指定的腔室。因此，会在微流控芯片上设置有多个用于控制液体流向或腔室之间的连通与否的活塞，通过转动或移动这些活塞，能够切换腔室之间的流道的连通状态，或提供控制液体流动的驱动力。相应地，核酸提取扩增装置中需要相应设置驱动机构，能够自动进行核酸提取和扩增。

实用新型内容

鉴于上述技术问题，本实用新型提供一种核酸提取扩增装置，其能够自动进行核酸提取扩增。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种核酸提取扩增装置，包括：

芯片安装机构，其用于安装微流控芯片，所述芯片安装机构能够沿左右方向移动；

第一驱动机构，其位于所述芯片安装机构的左侧，所述第一驱动机构包括用于和所述微流控芯片的左侧旋转活塞接合以驱动其转动的第一驱动销；及

第二驱动机构，其位于所述芯片安装机构的右侧，所述第二驱动机构包括用于和所述微流控芯片的右侧旋转活塞接合以驱动其转动的第二驱动销；

所述芯片安装机构至少具有用于使所述微流控芯片接合所述第一驱动销而脱离所述第二驱动销的第一位置、及使所述微流控芯片接合所述第二驱动销而脱离所述第一驱动销的第二位置。

根据一优选的实施例，所述第一驱动机构或所述第二驱动机构包括电机及用于将所述电机和所述第一驱动销或所述第二驱动销连接的蜗轮蜗杆传动机构。

更优选地，在俯视视角下，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构中心对称。

根据一优选的实施例，所述芯片安装机构通过移动机构能够沿左右方向移动地设置于一底座上，所述底座上设有沿左右方向延伸的水平导轨，所述移动机构包括能够沿左右方向移动地设置于所述水平导轨上的滑座。

更优选地，所述移动机构还包括设置于所述滑座上的竖向导轨，所述芯片安装机构能够沿上下方向移动地设置于所述竖向导轨上。

进一步地，所述核酸提取扩增装置还包括用于对所述微流控芯片加热的加热机构，所述加热机构包括加热组件，所述加热组件具有第一加热区域及位于所述第一加热区域下方的第二加热区域，所述第一加热区域和所述第二加热区域的温度不同，所述芯片安装机构具有能够和所述第一加热区域贴合的位置及和所述第二加热区域贴合的位置。

根据一优选的实施例，所述核酸提取扩增装置还包括第三驱动机构，所述第三驱动机构包括用于和所述微流控芯片的平移活塞接合以驱动其移动的平移驱动件，所述平移驱动件能够沿左右方向移动地设置于所述芯片安装机构上，所述平移驱动件位于所述芯片安装机构的左侧或右侧。

更优选地，所述平移驱动件具有用于供所述平移活塞插入的卡槽，所述卡槽具有面向上方的槽口；所述第三驱动机构包括设于所述芯片安装机构上的沿左右方向延伸的导轨及用于驱动所述平移驱动件移动的电机，所述平移驱动件可滑动地设置于所述导轨上。

进一步地，所述芯片安装机构包括芯片壳，所述芯片壳内形成有用于容置微流控芯片的芯片槽，所述芯片壳的左侧壁或右侧壁上设有与所述平移驱动件相配合的缺口，所述平移驱动件具有嵌于所述缺口内的初始位置。

根据一优选的实施例，所述芯片安装机构包括芯片壳，所述芯片壳内形成有用于容置微流控芯片的芯片槽，所述芯片壳的左壁上开设有可供所述第一驱动销穿过的通孔，所述芯片壳的右壁上开设有可供所述第二驱动销穿过的通孔。

根据一优选的实施例，所述加热机构位于所述芯片安装机构的后侧，所述加热组件活动地设置于所述底座上而能够靠近或远离所述微流控芯片。

根据一优选的实施例，所述加热组件通过转轴可转动地设置于所述底座上，所述转轴的轴心线沿左右方向延伸。

更优选地，所述加热机构还包括固定座、摇摆杆、连杆、动力源及能够由所述动力源驱动沿左右方向移动的连接件，所述固定座设置于所述底座上，所述摇摆杆通过第一转轴可转动地连接于所述固定座，所述动力源设置于所述摇摆杆上，所述连接件通过第二转轴可转动地连接于所述连杆的一端部，所述连杆的另一端部通过第三转轴可转动地连接于所述固定座，所述加热组件设置于所述连杆上。

进一步地，所述动力源包括直线电机，所述连接件设置于所述直线电机的输出轴上；和/或，所述第一转轴、所述第二转轴及所述第三转轴的轴心线分别沿左右方向延伸且相互平行但不重合；和/或，所述加热机构还包括支撑板，所述支撑板通过第四转轴可转动地连接于固定座，所述第四转轴和所述第三转轴的轴心线相互重合，所述加热组件设置于所述支撑板和连杆上。

根据一优选的实施例，所述核酸提取扩增装置还包括磁铁组件，所述磁铁组件包括设置于底座上的安装座、可移动地设置于所述安装座上的永磁铁及用于驱动所述永磁铁移动的电磁铁，所述电磁铁设置于所述安装座上或所述安装座内。

本实用新型采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：

本实用新型的核酸提取扩增装置，第一驱动机构和第二驱动机构能够和微流控芯片的两个旋转活塞接合，通过控制芯片安装机构在第一驱动机构和第二驱动机构之间移动，而选择接合第一驱动机构还是第二驱动机构，来选择将特定的腔室连通，使核酸提取用的试剂和扩增试剂按照时序和样本混合进行反应，能够在微流控芯片装入后自动进行核酸提取和扩增，不需要其他手动操作，快捷方便，而且能够有效避免污染和人为误差。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，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实用新型的一些实施例，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为根据本实用新型实施例的核酸提取扩增装置的立体结构图，其中未示出罩体；

图2为图1所示核酸提取扩增装置的前视图；

图3为图1所示核酸提取扩增装置的俯视图；

图4a和图4b分别为微流控芯片的两个不同视角的结构示意图；

图5为移动机构的结构示意图；

图6为芯片安装机构、第三驱动机构和移动机构的立体结构图；

图7为图6所示机构的侧视图；

图8为芯片安装机构和第三驱动机构的立体机构图；

图9为第一驱动机构的侧视图；

图10为图9中A-A向的剖视图；

图11为加热机构的立体结构图；

图12为加热机构的前视图；

图13为加热机构的侧视图；

图14为加热机构的俯视图；

图15和图16分别为光学检测机构的两个不同视角的结构示意图；

图17为磁铁组件的立体机构图；

图18为磁铁组件的俯视图。

其中，

1、底座；10、底板；11、安装板；

2、芯片安装机构；20、芯片壳；200、芯片槽；201、底壁；202、前壁；203、左壁；2031、折边；2032、通孔；2033、缺口；204、右壁；2041、折边；2042、通孔；2043、缺口；205、镂空部位；

3、第一驱动机构；31、第一驱动销；32、电机；33、蜗轮蜗杆传动机构；34、减速箱；

4、第二驱动机构；41、第一驱动销；

5、加热机构；50、加热组件；500、散热器；502、导热板；503、散热风扇；504、保温棉；51、固定座；52、摇摆杆；53、连杆；54、直线电机；55、连接件；56、支撑板；a、第一转轴；b、第二转轴；c、第三转轴；d、第四转轴；

6、荧光检测机构；60、检测单元；61、水平导轨；62、电机；

7、移动机构；70、水平导轨；71、滑座；72、竖向导轨；73、第一芯片电机；74、第二芯片电机；740、丝杆；

8、第三驱动机构；80、平移驱动件；801、卡槽；81、导轨；82、电机；820、丝杆；

9、磁铁组件：90、安装座；91、安装轴；92、永磁铁；93、传感器片；94、接近开关；

100、微流控芯片；101、左侧旋转活塞；102、右侧旋转活塞；103、平移活塞；104、分离区域；105、下部；106、台阶面。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”以及“外”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申请和简化描述，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申请的限制。以图2为例，左、右分别对应于图中纸面的左侧、右侧，上、下分别对应于图中纸面的下侧、上侧，前后则对应于垂直于纸面的方向且以距观察者较近一侧为前。本文述及方位词均是以图2所示的视角为参考。

图1至图3示出了根据本实用新型的一个实施例的核酸提取扩增装置，该核酸提取扩增装置适配微流控芯片，来进行核酸提取、纯化、PCR扩增。结合图1至图3所示，该核酸提取扩增装置包括底座1及设置于底座1上的芯片安装机构2、第一驱动机构3、第二驱动机构4、加热机构5、移动机构7、第三驱动机构8和磁铁组件9等。该核酸提取扩增装置还能够对扩增产物进行荧光检测，相应地，其还包括荧光检测机构6。该核酸提取扩增装置还包括罩设于底座1上的用于将上述各个机构和组件罩住的罩体(图中未示出)，罩体的上侧壁上开设有可供微流控芯片进出的狭缝状通孔，该狭缝状通孔位于芯片安装机构2的正上方。

微流控芯片100的结构如图4a和图4b所示，该微流控芯片100内具有多个腔室，腔室之间设有可供液体通过的微通道；该微流控芯片100包括左侧旋转活塞101和右侧旋转活塞102，用于切换微通道的连通状态，通过转动左侧旋转活塞101或右侧旋转活塞102，可将某些微通道连通，而将其他微通道切断；该微流控芯片100还包括平移活塞103，用于提供液体流动的驱动力，随着平移活塞103移动可向液体施加负压或正压从而驱动其流向指定的腔室。本实施例中的微流控芯片100为立式微流控芯片100，其沿左右方向的尺寸(长度)和沿上下方向的尺寸(高度)分别大于其沿前后方向的尺寸(宽度)。左侧旋转活塞101高于右侧旋转活塞102，二者分别可绕自身轴心线转动地插设于微流控芯片100的本体中，左侧旋转活塞101的左端部露出，以便于接合第一驱动机构3，主要用于控制各个存放核酸提取纯化试剂的腔室和纯化分离腔室的通断切换；右侧旋转活塞102的右端部露出，以便于接合第二驱动机构4，主要用于控制扩增反应腔室和各扩增检测腔室之间的通断切换。平移活塞103可沿左右方向移动地插设于微流控芯片100的本体中，其左端部延伸至微流控芯片100的本体之外，以便于接合第三驱动机构8。该微流控芯片100的上部设有纯化分离腔室，其中设有磁珠；相应地，该微流控芯片100的本体的左侧面上设有能够和磁铁组件9接触配合的分离区域104。微流控芯片100的下部105设有多个沿左右方向并列设置的扩增检测腔，微流控芯片100的本体的对应扩增检测腔的部分为透明或半透明，以供光线射入及激发光射出。微流控芯片100的下部105的厚度小于上部的厚度，且具有面向下方的台阶面106。

芯片安装机构2用于安装微流控芯片100，其能够沿左右方向移动地设置于底座1上。结合图3、图5和图6所示，该芯片安装机构2通过移动机构7设置于底座1上，而能够相对底座1沿左右方向及上下方向移动。该移动机构7包括能够沿左右方向移动地连接于底座1的滑座71，芯片安装机构2能够沿上下方向移动地设置于滑座71上。具体地，底座1包括底板10及固定于底板10上的多个向上延伸的安装板11。其中一个安装板11上设置有沿左右方向延伸的水平导轨70，滑座71可滑动地设置于该水平导轨70上；滑座71上设有沿上下方向延伸的竖向导轨72，芯片安装机构2可滑动地设置于该竖向导轨72上。该移动机构7还包括用于驱动滑座71沿水平导轨70移动的第一芯片电机73，滑座71通过丝杆连接于第一芯片电机73的输出轴；该移动机构7还包括用于驱动芯片安装机构2沿上下方向移动的第二芯片电机74，芯片安装机构2通过丝杆740连接于第二芯片电机74的输出轴，该丝杆740沿上下方向延伸且可绕自身轴心线转动地设置于安装板11上。

结合图6至图8所示，该芯片安装机构2包括芯片壳20，芯片壳20内形成有用于容置微流控芯片100的芯片槽200。该芯片壳20包括底壁201、前壁202、左壁203和右壁204，四个壁之间围成用于供微流控芯片100插入的芯片槽200。左壁203的后侧具有向右折弯延伸的折边2031，右壁204的后侧具有向左折弯延伸的折边2041，所述折边2031和所述折边2041起到对所述微流控芯片100的限位作用，以防止微流控芯片100从芯片槽200的后侧掉出。底壁201的后缘位于左壁203的折边2031及右壁204的折边2041的前侧一段距离处，从而形成可供微流控芯片100的下部向下穿出的镂空部位205。左壁203上设有通孔2032，上部设有缺口2033；右壁204上设有通孔2042，上部设有缺口2043。当微流控芯片100装入到芯片壳20中后，台阶面106抵在底壁201上，微流控芯片100的下部穿出芯片壳20而位于芯片壳20的下方，从而能够便于荧光检测机构6对微流控芯片100下部的扩增检测腔进行照射并收集荧光；微流控芯片100的左侧旋转活塞101的左端部正对左壁203上的通孔2032，平移活塞103的左端部位于右壁204上的缺口2043中；右侧旋转活塞102的右端部正对右壁204上的通孔2042，分离区域104正对左壁203上的缺口2033；微流控芯片100的待加热区域面向后侧，且未被芯片壳20遮挡，可以和加热机构5直接接触。

如图1至图3、图9、图10所示，第一驱动机构3位于芯片安装机构2的左侧，第一驱动机构3包括用于和微流控芯片100的左侧旋转活塞101接合以驱动其转动的第一驱动销31。第二驱动机构4位于芯片安装机构2的右侧，第二驱动机构4包括用于和微流控芯片100的右侧旋转活塞102接合以驱动其转动的第二驱动销41。上述芯片安装机构2至少具有用于使微流控芯片100接合第一驱动销31而脱离第二驱动销41的第一位置、及使微流控芯片100接合第二驱动销41而脱离第一驱动销31的第二位置。

在俯视视角下，第一驱动机构3和第二驱动机构4中心对称，下面结合图9和图10对第一驱动机构3进行详细说明，第二驱动机构4与第一驱动机构3类似。参照图9和图10，第一驱动机构3包括设置于底座1上的电机32及用于将电机32和第一驱动销31连接的蜗轮蜗杆传动机构33，蜗轮蜗杆传动机构33设置在一减速箱34内，减速箱34固定设置在底座1的底板10上。具体而言，电机32的输出轴沿前后方向延伸，第一驱动销31的轴心线沿左右方向延伸，电机32运行后，其输出的扭矩经蜗轮蜗杆传动机构33改变方向后驱动第一驱动销31转动，进而可带动微流控芯片100的左侧旋转活塞101转动。第二驱动机构4也包括电机和蜗轮蜗杆传动机构，作用原理与第一驱动机构3的类似，在此不做赘述。

加热机构5位于芯片安装机构2的后侧以对微流控芯片100加热。参照图11至图14所示，加热机构5包括活动地设置于底座1上而能够靠近或远离微流控芯片100的加热组件50。加热组件50具有第一加热区域及位于第一加热区域下方的第二加热区域，第一加热区域和第二加热区域的温度不同，芯片安装机构2沿上下方向移动，从而能够和不同的加热区域贴合。

加热组件50通过转轴可转动地设置于底座1上，转轴的轴心线沿左右方向延伸。具体地，加热机构5还包括固定座51、摇摆杆52、连杆53、动力源及能够由动力源驱动沿左右方向移动的连接件55，固定座51设置于底座1上，摇摆杆52通过第一转轴a可转动地连接于固定座51，动力源设置于摇摆杆52上，连接件55通过第二转轴b可转动地连接于连杆53的一端部，连杆53的另一端部通过第三转轴c可转动地连接于固定座51，加热组件50设置于连杆53上。动力源包括直线电机54，连接件55设置于直线电机54的输出轴上。第一转轴a、第二转轴b及第三转轴c的轴心线分别沿左右方向延伸且相互平行但不重合。该加热机构5还包括支撑板56，支撑板56通过第四转轴d可转动地连接于固定座51，第四转轴d和第三转轴c的轴心线相互重合，加热组件50设置于支撑板56和连杆53上。加热组件50通过这种方式摆动，可以贴合或脱离微流控芯片100，不需要占用太多的空间，使得结构紧凑；而且通过连杆53等活动连接，避免了部件之间产生过多的摩擦损耗。

加热组件50具体包括散热器500、设于散热器500前侧面上的多个加热件(图中未示出)、分别覆于各加热件上的导热板502及设于散热器500后侧的散热风扇503，多个加热件沿上下方向间隔设置，相应地，多个导热板502也上下间隔设置，其中一个导热板502上形成第一加热区域，其下方的另一个导热板502上形成第二加热区域。加热件具体为TEC制冷片，嵌设在导热板502的正后方。该加热组件50还包括围绕加热件设置的保温棉。各个加热件可分别具有不同的温度，通过上下移动芯片安装机构2，可以使扩增反应按照设定的反应程序在不同的温度下进行循环。

荧光检测机构6位于芯片安装机构2的下侧，用于贴合或靠近微流控芯片100的下部105以对其扩增检测腔进行照射并收集激发光。参照图15和图16所示，荧光检测机构6可沿左右方向移动地设置于底座1上。具体地，底座1的底板10上设有沿左右方向延伸的水平导轨61，荧光检测机构6可滑动地设置于该水平导轨61上，底板10上还设有用于驱动荧光检测机构6左右移动的电机62，该电机62具体通过丝杆和荧光检测机构6连接。通过移动荧光检测机构6，可以通过一个荧光检测机构6完成微流控芯片100的全部扩增检测腔的检测。例如在一个具体的实例中，荧光检测机构6具有4个对应4种不同颜色的激发光的检测单元60，多个检测单元60沿左右方向依次并列设置，微流控芯片100具有12个沿左右方向并列设置的扩增检测腔；荧光检测机构6先对准扩增检测腔1至4；检测完成后移动荧光检测机构6，使其对准扩增检测腔5至8；检测完成后，再移动荧光检测机构6，使其对准扩增检测腔9至12，从而完成全部扩增检测腔的检测。

结合图6至图8所示，第三驱动机构8设置于芯片安装机构2上，第三驱动机构8包括用于和微流控芯片100的平移活塞103接合以驱动其移动的平移驱动件80。平移驱动件80能够沿左右方向移动地设置于芯片安装机构2上，平移驱动件80位于芯片安装机构2的右侧。平移驱动件80可以随着芯片安装机构2一起左右移动，还可以相对芯片安装机构2左右移动以带动平移活塞103在微流控芯片100的本体中左右滑动。平移驱动件80具有用于供平移活塞103插入的卡槽801，卡槽801具有面向上方的槽口；平移驱动件80在其初始位置时，嵌于芯片壳20右壁204的缺口2043中，当微流控芯片100插入到芯片壳20中后，其平移活塞103的右端部恰好自上而下落于平移驱动件80的卡槽801中，和平移驱动件80接合，且在整个检测过程中，平移驱动件80始终和平移活塞103保持相互卡接。

第三驱动机构8还包括导轨81和电机82。导轨81沿左右方向延伸并设于芯片安装机构2上，具体和芯片壳20固定连接，平移驱动件80可滑动地设置于导轨81上。电机82设置于芯片安装机构2上，电机82用于驱动平移驱动件80左右滑动；具体地，电机通过丝杆820和平移驱动件80连接。

磁铁组件9用于向微流控芯片100内的纯化分离腔室内的磁珠施加磁场。在微流控芯片100的左侧旋转活塞101和提取驱动销31接合的情况下，该磁铁组件9至少具有第一状态和第二状态，在第一状态时，纯化分离腔室位于磁铁组件9的磁场内；在第二状态时，纯化分离腔室脱离磁铁组件9的磁场。参照图17和图18所示，磁铁组件9包括设置于底座1上的安装座90、可移动地设置于安装座90上的永磁铁92及用于驱动永磁铁92移动的电磁铁(图中未示出)，电磁铁设置于安装座90上或安装座90内。具体地，安装座90固定设置于第一驱动机构3的减速箱30上，永磁铁92通过一安装轴91可移动地设置于安装座90上，安装轴91沿左右方向延伸并沿左右方向移动地连接于安装座90上，永磁铁92固定设置在安装轴91的左端部并面向右侧；电磁铁设置于安装座90内用以驱动安装轴91移动，当电磁铁通电时，安装轴91向右伸出带动永磁铁92移动并贴合至微流控芯片100的分离区域104上，向纯化分离腔室施加磁场，磁铁组件9处于第一状态；当电磁铁断电后，安装轴91向右缩回，永磁铁92脱离微流控芯片100的分离区域104，其磁场离开纯化分离腔室，磁铁组件9处于第二状态。安装轴91上还设有感测件93，安装座90上设有用于检测永磁铁92位置的接近开关94，该接近开关94具体为光电传感器，当感测件93进入或离开光电传感器的检测区域时，光电传感器被触发。

该核酸提取扩增装置的工作过程如下：

将微流控芯片100插入芯片槽200中，插入后平移活塞103的右端部即落于平移驱动件80的卡槽801中使得二者接合；

当需要转动左侧旋转活塞101以连通某些腔室时，使芯片安装机构2整体向左移动，使第一驱动销31和左侧旋转活塞101的左端部接合(具体为第一驱动销31穿过芯片壳20上的通孔2032而插入到左侧旋转活塞101的左端部上的十字槽内)，第一驱动机构3的电机运行，第一驱动销31转动而带动左侧旋转活塞101转动；此时，右侧旋转活塞102脱离微流控芯片100；同时，平移驱动件80和平移活塞103相互接合，当左侧旋转活塞101将某些腔室导通后，第三驱动件机构8的电机82运行，平移驱动件80左右移动从而带动平移活塞103在微流控芯片100内左右移动从而提供负压或正压来推动液体在相连通的腔室之间流动；

当需要转动右侧旋转活塞102以连通另一些腔室时，使芯片安装机构2整体向右移动，使第二驱动销41和右侧旋转活塞102的右端部接合(具体为第二驱动销41穿过芯片壳20上的通孔2032而插入到右侧旋转活塞102的右端部上的十字槽内)，第二驱动机构4的电机运行，第二驱动销41转动而带动右侧旋转活塞102转动；此时，左侧旋转活塞101和永磁铁92均脱离微流控芯片100；同时，平移驱动件80和平移活塞103相互接合，当右侧旋转活塞102将某些腔室导通后，第三驱动件机构8的电机82运行，平移驱动件80左右移动从而带动平移活塞103在微流控芯片100内左右移动从而提供负压或正压来推动液体在相连通的腔室之间流动；

当需要对微流控芯片100内的磁珠(具体位于一纯化分离腔室内)进行吸附以将提取到的核酸分离(核酸提取)时，使芯片安装机构2整体向左移动到指定位置，磁铁组件9的电磁铁通电，安装轴91向右伸出，使永磁铁92贴合到微流控芯片100左侧面的分离区域104上；同时，左侧旋转活塞101和第一驱动销31接合且平移活塞103和平移驱动件80接合，转动左侧旋转活塞101使样本提取分离腔室和废液腔连通，然后左右移动平移活塞103使分离后的废液流至废液腔内；

当微流控芯片100进行扩增反应时，加热机构5的电机54运行，使加热组件50向前摆动而贴合到微流控芯片100的后侧面上，贴合后，按照循环程序，使微流控芯片100和第一加热区域贴合一段时间以在第一温度下进行反应；向下移动芯片安装机构2，使微流控芯片100和第二加热区域贴合一段时间以在第二温度下进行反应；向上移动芯片安装机构2，使微流控芯片100和第一加热区域贴合，按照循环次数，重复该步骤；

当需要收集荧光进行检测时时，使芯片安装机构2下移，荧光检测机构6正对微流控芯片100的扩增检测腔，左右移动荧光检测机构6，完成所有扩增检测腔的检测。

采用该核酸提取扩增装置进行核酸提取扩增的工作原理大体如下：

1、通过控制芯片安装机构、第一驱动机构、第三驱动机构、磁铁组件来进行核酸提取和纯化，具体如下：

装入微流控芯片，芯片安装机构左移使左侧旋转活塞接合第一驱动销；

驱动左侧旋转活塞和平移活塞，将裂解液通入到纯化分离腔室内，和其中的样本反应；

反应结束后，磁铁组件向纯化分离腔室施加磁场，裂解后的核酸吸附在磁珠上，驱动左侧旋转活塞和平移活塞，使未被吸附的细胞碎片等随废液一体排至废液腔中；

磁铁组件的永磁铁缩回，使其磁场脱离纯化分离腔室；驱动左侧旋转活塞和平移活塞，将漂洗液通入到纯化分离腔室内，漂洗液将磁珠上的核酸洗脱下来并进行漂洗；

漂洗结束后，磁铁组件的永磁铁伸出向纯化分离腔室施加磁场，漂洗后的核酸吸附在磁珠上，驱动左侧旋转活塞和平移活塞，使未被吸附的废弃物等随废液一体排至废液腔中；

可重复上述漂洗步骤多次；

磁铁组件的永磁铁缩回，使其磁场脱离纯化分离腔室；驱动左侧旋转活塞和平移活塞，将洗脱液通入到纯化分离腔室内，洗脱液将磁珠上的核酸洗脱下来，以用于后续的扩增和检测。

2、通过控制芯片安装机构、第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、加热机构、荧光检测机构来进行核酸扩增和检测，具体如下：

驱动左侧旋转活塞和平移活塞，将扩增用的酶等试剂和分离后的核酸混合；

芯片安装机构右移使右侧旋转活塞接合第二驱动销；

驱动右侧旋转活塞和平移活塞，依次连通各扩增检测腔，并将核酸及反应液分配到各扩增检测腔内；

芯片安装机构右移至正对加热机构的位置；

驱动加热机构，使加热组件靠近微流控芯片；

芯片安装机构上下往复移动，使微流控芯片分别贴合两个温度不同的加热区域，以满足设定的PCR扩增循环程序；

移动荧光检测机构，使其依次完成所有扩增检测腔的荧光收集。

该核酸提取扩增装置能够在微流控芯片100装入后自动进行核酸提取、纯化、PCR扩增和检测，不需要其他手动操作，检测快捷方便，而且能够有效避免污染和人为误差，检测结果较为准确，尤其适用于进行核酸提取、纯化和检测。该核酸提取扩增装置的各个机构布局合理，结构紧凑，使得核酸提取扩增装置体积小巧，不过多占用空间。

如本说明书和权利要求书中所示，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本实用新型中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本实用新型各组成部分的相互位置关系来说的。

进一步可以理解的是，术语“第一”、“第二”等用于描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开，并不表示特定的顺序或者重要程度。实际上，“第一”、“第二”等表述完全可以互换使用。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限定本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型的原理所作的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种核酸提取扩增装置，其特征在于，包括：

芯片安装机构，其用于安装微流控芯片，所述芯片安装机构能够沿左右方向移动；

第一驱动机构，其位于所述芯片安装机构的左侧，所述第一驱动机构包括用于和所述微流控芯片的左侧旋转活塞接合以驱动其转动的第一驱动销；及

第二驱动机构，其位于所述芯片安装机构的右侧，所述第二驱动机构包括用于和所述微流控芯片的右侧旋转活塞接合以驱动其转动的第二驱动销；

所述芯片安装机构至少具有用于使所述微流控芯片接合所述第一驱动销而脱离所述第二驱动销的第一位置、及使所述微流控芯片接合所述第二驱动销而脱离所述第一驱动销的第二位置。

2.根据权利要求1所述的核酸提取扩增装置，其特征在于，所述第一驱动机构或所述第二驱动机构包括电机及用于将所述电机和所述第一驱动销或所述第二驱动销连接的蜗轮蜗杆传动机构。

3.根据权利要求2所述的核酸提取扩增装置，其特征在于，在俯视视角下，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构中心对称。

4.根据权利要求1所述的核酸提取扩增装置，其特征在于，所述芯片安装机构通过移动机构能够沿左右方向移动地设置于一底座上，所述底座上设有沿左右方向延伸的水平导轨，所述移动机构包括能够沿左右方向移动地设置于所述水平导轨上的滑座。

5.根据权利要求4所述的核酸提取扩增装置，其特征在于，所述移动机构还包括设置于所述滑座上的竖向导轨，所述芯片安装机构能够沿上下方向移动地设置于所述竖向导轨上。

6.根据权利要求5所述的核酸提取扩增装置，其特征在于，所述核酸提取扩增装置还包括用于对所述微流控芯片加热的加热机构，所述加热机构包括加热组件，所述加热组件具有第一加热区域及位于所述第一加热区域下方的第二加热区域，所述第一加热区域和所述第二加热区域的温度不同，所述芯片安装机构具有能够和所述第一加热区域贴合的位置及和所述第二加热区域贴合的位置。

7.根据权利要求1所述的核酸提取扩增装置，其特征在于，所述核酸提取扩增装置还包括第三驱动机构，所述第三驱动机构包括用于和所述微流控芯片的平移活塞接合以驱动其移动的平移驱动件，所述平移驱动件能够沿左右方向移动地设置于所述芯片安装机构上，所述平移驱动件位于所述芯片安装机构的左侧或右侧。

8.根据权利要求7所述的核酸提取扩增装置，其特征在于，所述平移驱动件具有用于供所述平移活塞插入的卡槽，所述卡槽具有面向上方的槽口；所述第三驱动机构包括设于所述芯片安装机构上的沿左右方向延伸的导轨及用于驱动所述平移驱动件移动的电机，所述平移驱动件可滑动地设置于所述导轨上。

9.根据权利要求8所述的核酸提取扩增装置，其特征在于，所述芯片安装机构包括芯片壳，所述芯片壳内形成有用于容置微流控芯片的芯片槽，所述芯片壳的左侧壁或右侧壁上设有与所述平移驱动件相配合的缺口，所述平移驱动件具有嵌于所述缺口内的初始位置。

10.根据权利要求1所述的核酸提取扩增装置，其特征在于，所述芯片安装机构包括芯片壳，所述芯片壳内形成有用于容置微流控芯片的芯片槽，所述芯片壳的左壁上开设有可供所述第一驱动销穿过的通孔，所述芯片壳的右壁上开设有可供所述第二驱动销穿过的通孔。

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