CN218969226U - 一种全集成核酸检测卡盒式芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全集成核酸检测卡盒式芯片，属于核酸检测领域，包括：混合腔，设置有进样孔且内置有磁珠；储液囊腔，包括裂解液存储腔、清洗液存储腔和洗脱液存储腔；储液囊腔通过连接流道与混合腔相连，且预留有刺破针；混合通道，设置于混合腔下游；废液腔，设置于混合通道下游，一侧通过主动阀V1与混合通道，另一侧通过主动阀V3与环境空气连通；至少一个扩增腔，设置于混合通道下游，且埋有特异扩增引物，扩增腔通过顶层流道相互连接并与混合通道及废液腔相连，顶层流道和混合通道间设置有主动阀V2；混合腔和废液腔顶部设置有弹性膜。本实用新型能够实现核酸检测一体化，简化操作，并使液体混合均匀、提高磁吸效率、减少液体残留。

Description

一种全集成核酸检测卡盒式芯片

技术领域

本实用新型属于核酸检测领域，更具体地，涉及一种全集层核酸检测卡盒式芯片。

背景技术

传统的核酸提取涉及样本裂解，清洗及洗脱多个手动多、耗时长，且需要多次开盖，容易导致气溶胶污染。

微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。基于微流控芯片的全集成核酸分析系统可有效解决传统的核酸提取中所存在的问题。

目前基于微流控芯片的全集成核酸分析系统主要是离心式芯片和卡式芯片两大类。相较于离心全集成式芯片，卡式芯片体积更小，操控更简单，容易集成，越来越受到研究者和企业家们的关注。例如来自深圳市理邦精密仪器股份有限公司公布的一种微流控测试卡(申请公布号：CN111948409A)，实现了全集成完成液体精准定量，免疫分析等，但其需要借助于外部抽吸装置辅助，且容易导致污染。北京百康芯生物科技有限公司公布的一种核酸检测卡盒(申请公布号：CN113773942A)，通过主动阀控和柱塞泵实现核酸的纯化。类似的，北京中科生仪科技有限公司也公布了一种纯化扩增装置(申请公布号：CN113174308A)，也是借助于主动阀控和柱塞泵实现核酸的纯化。虽然后两个方案虽然都能实现核酸纯化的一体化，但还是存在混合不均匀，操作复杂，存在死体积及磁损不可控问题。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本实用新型提供了一种全集成核酸检测卡盒式芯片，其目的在于，在实现核酸检测一体化的同时，简化操作，并实现液体间的混合均匀、提高磁吸效率、减少液体残留。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种全集成核酸检测卡盒式芯片，包括：

混合腔，其上设置有进样孔J1，且内置有磁珠；

储液囊腔，包括分别存储有裂解液、清洗液和洗脱液的裂解液存储腔、清洗液存储腔和洗脱液存储腔；各储液囊腔分别通过连接流道与混合腔相连，且各储液囊腔预留有刺破针；

混合通道，设置于混合腔的下游；

废液腔，设置于混合通道的下游，其一侧与混合通道相连且二者之间设置有主动阀V1，其另一侧通过主动阀V3与环境空气连通；

至少一个扩增腔，设置于混合通道的下游；各扩增腔内埋有特异扩增引物，扩增腔通过顶层流道相互连接并与混合通道以及废液腔相连，顶层流道和混合通道之间设置有主动阀V2；

混合腔和废液腔的顶部均设置有弹性膜。

本实用新型所提供的全集成核酸检测卡盒式芯片，用于核酸检测时，可按照如下方式进行控制：

(S1)通过混合腔上的进样孔J1加入待测样本后，对进样孔进行密封；关闭主动阀V2，并打开主动阀V1和V3；

(S2)向裂解液存储腔的刺破针施加压力，刺破裂解液存储腔，释放裂解液至混合腔，并上下按压混合腔顶部的弹性膜，驱动流体进入混合通道，来回反复，使混合腔内的液体充分反应，样本充分裂解释放出核酸分子，并有利于磁珠和核酸分子充分接触并捕获；

(S3)启动置于混合腔底部的磁吸装置，启动磁吸，并反复按压混合腔顶部的弹性膜，以利于磁吸捕获磁珠，保持磁吸；在磁吸状态下，将混合腔中的液体经混合通道排入废液腔，排液方式可采用以下两种之一：

方式一：按压混合腔顶部的弹性膜将液体排放至废液腔内；

方式二：首先打开主动阀V3，并关闭主动阀V1和V2，按压废液腔顶部弹性膜，排除废液腔内部分空气；然后，关闭主动阀V3和V2关闭，并打开主动阀V1打开，松开废液腔顶部的弹性膜，使弹性膜回弹，形成负压，驱动混合腔的液体流入废液腔；

通过方式二进行排液，可以将混合腔的液体全部导入废液腔，无死体积残留，因此，在实际应用中，优选方式二进行排液；

(S4)排液完成后，关闭磁吸，关闭主动阀V2，并打开主动阀V1和V3；

(S5)向清洗液存储腔的刺破针施加压力，刺破清洗液存储腔，释放清洗液至混合腔，并上下按压混合腔顶部的弹性膜，驱动流体进入混合通道，来回反复，实现充分清洗；

(S6)启动置于混合腔底部的磁吸装置，启动磁吸，并反复按压混合腔顶部的弹性膜，以利于磁吸捕获磁珠，保持磁吸；在磁吸状态下，将混合腔中的液体经混合通道排入废液腔；

(S7)排液完成后，关闭磁吸，关闭主动阀V2，并打开主动阀V1和V3；

(S8)向洗脱液存储腔的刺破针施加压力，刺破洗脱液存储腔，释放洗脱液至混合腔，并上下按压混合腔顶部的弹性膜，驱动流体进入混合通道，来回反复，使液体充分反应，磁珠上捕获的核酸分子脱离磁珠并进入液体；

(S9)启动置于混合腔底部的磁吸装置，启动磁吸，并反复按压混合腔顶部的弹性膜，以利于磁吸捕获磁珠，保持磁吸；打开主动阀V3，并关闭主动阀V1和V2，按压废液腔顶部弹性膜，排除废液腔内部分空气，随后关闭主动阀V1和V3，并打开主动阀V2，松开废液腔顶部的弹性膜，使弹性膜回弹，形成负压，驱动混合腔中的液体经混合通道流入扩增腔，实现扩增。

进一步地，混合腔的外侧还设置有末端封闭的气泡腔室；气泡腔室包括疏水腔体和面向混合腔的出口。

进一步地，气泡腔室为偏心结构。

进一步地，扩增腔的两端分别位于芯片的不同层中；扩增腔内的特异扩增引物埋于扩增腔的底部。

进一步地，在扩增腔内，特异扩增引物之上还设置有密封层，密封层的材料在常温下为固态，溶解后其密度小于水；

密封层之上还设置有吸水材料层，或者扩增腔内壁涂覆有亲水涂层。

进一步地，连接流道在空间上为曲折结构。

进一步地，进样孔J1外置有防水透气盖G1；防水透气盖G1下开口和J1口相连，上开口与大气相连，中间填充防水透气材料。

进一步地，主动阀V1、V2和V3均为弹性膜阀。

进一步地，主动阀V3由弹性膜和阀体构成，阀体包含上下两个开口，内部填充有防水透气材料。

进一步地，在顶层流道与废液腔之间还设置有缓冲腔。

进一步地，顶层流道设置有多条分支，每一条分支连接一个或多个扩增腔。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：

(1)本实用新型提供的全集成核酸检测卡盒式芯片，在混合腔和废液腔的顶部均设置有弹性膜，并设置有相应的主动阀；弹性膜与连接混合腔和废液腔的混合通道相结合，通过按压弹性膜即可实现反复抽吸，通过反复抽吸能够有效促进混合腔内液体的充分混合和反应，提高磁吸效率；同时，废液腔可通过其顶部的弹性膜实现形变，与主动阀组合，可实现芯片上的负压，进而实现液体无死体积导入至废液腔或扩增引流通道，减少液体残留。此外，本实用新型无需额外的抽吸装置或外置负压源，操作简单。

(2)本实用新型提供的全集成核酸检测卡盒式芯片，在其优选方案中，混合腔外侧还设置有气泡腔室，在外部超声驱动下，可使得气液接触面发生共振，带动周围液体混合，进一步促进混合腔内的液体充分混合。该气泡腔室进一步设计为偏心结构，可实现液体循环运动，进一步加速混合。

(3)本实用新型提供的全集成核酸检测卡盒式芯片，在其优选方案中，扩增腔的两端分别位于芯片的不同层中，该结构设计使得使扩增腔为深孔结构，并且特异扩增引物埋于扩增腔的底部，能够利于液体引入，并有效避免不同扩增腔内的特异扩增引物相互干扰，进一步保证了检测结果的准确性；在其优选方案中，特异扩增引物的上层还设置有密封层，且该密封层的材料在常温下为固态，溶解后其密度小于水，由此能够在不进行扩增时，进一步避免不同扩增腔内的特异扩增引物相互干扰，在进行扩增时，使材料溶解后，将浮于液体表面，也起到密封的作用。

(4)本实用新型提供的全集成核酸检测卡盒式芯片，在其优选方案中，用于连接储液囊腔和混合腔的连接流道在空间上为曲折结构，通过控制混合腔顶部的弹性膜可对储液囊腔内的液体按需多次释放，同时抑制了混合腔的液体回流至储液囊腔内。

(5)本实用新型提供的全集成核酸检测卡盒式芯片，在其优选方案中，进样孔外置有防水透气盖，防水透气盖下开口和进样孔J1相连，上开口与大气相连，中间填充防水透气材料，相较于简单的单层粘贴疏水透气膜，此设计能提高检测过程中稳定性，防止按压带来的单层疏水透气膜脱落。

(6)本实用新型提供的全集成核酸检测卡盒式芯片，在其优选方案中，主动阀V3由弹性膜和阀体构成，阀体包含上下两个开口，内部填充有防水透气材料，此设计能提高检测过程中稳定性，防止按压带来的单层疏水透气膜脱落。

(7)本实用新型提供的全集成核酸检测卡盒式芯片，在其优选方案中，在顶层流道与废液腔之间还设置有缓冲腔，通过该缓冲腔，可缓冲不稳定的负压，使洗脱液能均匀进入到扩增腔内。

(8)本实用新型提供的全集成核酸检测卡盒式芯片，在其优选方案中，顶层流道设置有多条分支，每一条分支连接一个或多个扩增腔，由此能够实现多通道并行扩增，提高检测通量。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的全集成核酸检测卡盒式芯片整体结构图；

图2为本实用新型实施例提供的全集成核酸检测卡盒式芯片示意图；

图3为本实用新型实施例提供的全集成核酸检测卡盒式芯片各层分解图；

图4为本实用新型实施例提供的全集成核酸检测卡盒式芯片的操作流程图；

图5为本实用新型实施例提供的进样孔示意图；

图6为本实用新型实施例提供的主动阀V3示意图；

图7为本实用新型实施例提供的扩增腔的侧向示意图；

图8为本实用新型实施例提供的芯片外和芯片上提取所得核酸进行qPCR的扩增曲线以及Ct值；其中，(a)为扩增曲线，(b)为Ct值；

图9为本实用新型示例提供的气泡腔室示意图；其中，(a)为气泡腔室的设置位置示意图，(b)为单个气泡腔室的结构示意图，(c)为超声效果示意图，(d)为混合前的实验效果图，(e)为混合后的实验效果图；

图10为本实用新型实施例提供的偏心结构的气泡腔室示意图；

图11为本实用新型实施例提供的并行多扩增通道示意图；其中，(a)为顶层流道中每一条分支连接一个扩增腔的芯片示意图，(b)为顶层流道中每一条分支连接多个扩增腔的芯片示意图；

图12为本实用新型实施例提供的全集成核酸检测卡盒式芯片组装示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或者结构，其中：

1为混合腔；2为裂解液存储腔；3为清洗液存储腔；4为洗脱液存储腔；5为混合通道；6为废液腔，6-1为第一废液子腔，6-2为第二废液子腔；7为扩增腔；8为缓冲腔；10为顶层流道；11为气泡腔室，11-1为疏水腔体，11-2为出口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非在限制本实用新型的保护范围。需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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实用新型的限制。此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，本实用新型及附图中的术语“第一”、“第二”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。

实施例1：

一种全集成核酸检测卡盒式芯片，如图1和图2，所示，包括：

混合腔1，其上设置有用于加入样本的进样孔J1，且内置有用于捕获核酸分子的磁珠；本实施例中，混合腔内置的磁珠具体为10μL；

储液囊腔，包括分别存储有裂解液、清洗液和洗脱液的裂解液存储腔2、清洗液存储腔3和洗脱液存储腔4；各储液囊腔分别通过连接流道与混合腔1相连，且各储液囊腔预留有用于刺破储液囊腔的刺破针；本实施例中，裂解液存储腔2、清洗液存储腔3和洗脱液存储腔4内存储的具体是200μL黄色食用色素、300μL绿色食用色素和100μL蓝色食用色素；

混合通道5，设置于混合腔的下游；为了利于液体混合，并减少通道排布所占用的空间，作为一种优选的实施方式，如图2所示，本实施例中，混合通道5具体设计为蛇形结构；

废液腔6，设置于混合通道5的下游，其一侧与混合通道5相连且二者之间设置有主动阀V1，其另一侧通过主动阀V3与环境空气连通；本实施例中，废液腔6还内置有吸水材料；

至少一个扩增腔7，设置于混合通道5的下游；各扩增腔内埋有特异扩增引物，扩增腔7通过顶层流道10相互连接并分别与混合通道5以及废液腔6相连，顶层流道和混合通道之间设置有主动阀V2；在实际应用中，扩增腔的具体数量，可根据需要检测的标靶物的数量相应设定，且扩增腔内的特异扩增引物根据实际需要检测的标靶物相应设定即可，如图1和图2所示，本实施例中，扩增腔7的数量具体为4；

混合腔1和废液腔6的顶部均设置有弹性膜；

在顶层流道10与废液腔6之间还设置有缓冲腔8，用于缓冲不稳定的负压，使洗脱液能均匀进入到扩增腔内。

本实施例提供的全集成核酸检测卡盒式芯片，用于核酸检测时，可按照图4所示的流程进行控制，具体包括如下步骤：

(S1)通过混合腔上的进样孔计入待测样本后，对进样孔进行密封；关闭主动阀V2，并打开主动阀V1和V3；

(S2)向裂解液存储腔的刺破针施加压力，刺破裂解液存储腔，释放裂解液至混合腔，并上下按压混合腔顶部的弹性膜，驱动流体进入混合通道，来回反复，使混合腔内的液体充分反应，样本充分裂解释放出核酸分子，并有利于磁珠和核酸分子充分接触并捕获；

(S3)启动置于混合腔底部的磁吸装置，启动磁吸，并反复按压混合腔顶部的弹性膜，以利于磁吸捕获磁珠，保持磁吸；在磁吸状态下，将混合腔中的液体经混合通道排入废液腔，优选地，本实施例采用的排液方式具体如下：

首先打开主动阀V3，并关闭主动阀V1和V2，按压废液腔顶部弹性膜，排除废液腔内部分空气；然后，关闭主动阀V3和V2关闭，并打开主动阀V1打开，松开废液腔顶部的弹性膜，使弹性膜回弹，形成负压，驱动混合腔的液体流入废液腔；

通过该方式进行排液，可以将混合腔的液体全部导入废液腔，无死体积残留，因此，在实际应用中，优选方式二进行排液；应当说明的是，在实际应用中，也可直接采用按压混合腔顶部的弹性膜的方式将液体排放至废液腔内；

(S4)排液完成后，关闭磁吸，关闭主动阀V2，并打开主动阀V1和V3；

(S5)向清洗液存储腔的刺破针施加压力，刺破清洗液存储腔，释放清洗液至混合腔，并上下按压混合腔顶部的弹性膜，驱动流体进入混合通道，来回反复，实现充分清洗；

(S6)启动置于混合腔底部的磁吸装置，启动磁吸，并反复按压混合腔顶部的弹性膜，以利于磁吸捕获磁珠，保持磁吸；在磁吸状态下，将混合腔中的液体经混合通道排入废液腔，此处的排液方式与上述步骤(S3)相同；

(S7)排液完成后，关闭磁吸，关闭主动阀V2，并打开主动阀V1和V3；

(S8)向洗脱液存储腔的刺破针施加压力，刺破洗脱液存储腔，释放洗脱液至混合腔，并上下按压混合腔顶部的弹性膜，驱动流体进入混合通道，来回反复，使液体充分反应，磁珠上捕获的核酸分子脱离磁珠并进入液体；

(S9)启动置于混合腔底部的磁吸装置，启动磁吸，并反复按压混合腔顶部的弹性膜，以利于磁吸捕获磁珠，保持磁吸；打开主动阀V3，并关闭主动阀V1和V2，按压废液腔顶部弹性膜，排除废液腔内部分空气，随后关闭主动阀V1和V3，并打开主动阀V2，松开废液腔顶部的弹性膜，使弹性膜回弹，形成负压，驱动混合腔中的液体经混合通道流入扩增腔，实现扩增；同样地，此处利用废液腔的形变与主动阀V3相结合，实现芯片上的负压，能够实现液体无死体积导入至扩增引流通道。

本实施例提供的上述全集成核酸检测卡盒式芯片，其混合腔和废液腔的顶部均设置有弹性膜，并设置有相应的主动阀，弹性膜与连接混合腔和废液腔的混合通道相结合，通过按压弹性膜即可实现反复抽吸，通过反复抽吸能够有效促进混合腔内液体的充分混合和反应，提高磁吸效率。同时，废液腔可通过其顶部的弹性膜实现形变，与主动阀组合，可实现芯片上的负压，进而实现液体无死体积导入至废液腔或扩增引流通道，减少液体残留。

在实际应用中，储液囊腔的数量和种类可根据实际需要相应增加，例如，为了进行更为彻底的清洗，可相应设置两个清洗液存储腔，在裂解完成且废液排出后，依次对两个清洗液存储腔执行上述步骤(S4)和(S6)，即可实现两次清洗。同样的，裂解液存储腔和洗脱液存储腔的数量也可根据实际需要进行调整，若有需要，还可设置用于存储其他液体的储液囊腔。

如图3所示，本实施例的芯片的主体结构可设计为三层结构，即下层通道层、试剂层和上层通道层。如图3所示，在主体的三层结构之外，还设置有位于芯片最底层的底盖层，和位于芯片最顶层的硅胶层顶盖。需要说明的是，此处所示的分层结构，仅为一种可选的实施方式，在本实用新型其他的一些实施例中，也可根据实际需要采用其他的分层设计方式。为了实现储液囊腔内液体的按需多次释放，并防止混合腔内的液体回流至储液囊腔内，作为一种优选的实施方式，本实施例中，连接流道在空间上为曲折结构，如图3所示，以裂解液存储腔为例，连接裂解液存储腔的连接流道自裂解液存储腔向混合腔延伸至中间某一点后，垂直向上穿过试剂层，达到上层通道层后继续延伸至混合腔，该流道呈“Z”型结构；应当说明的是，在本实用新型其他实施例中，也可根据实际的芯片设计方案将其设计为“U”型等其他构型。

本实施例，进样孔(J1)的结构如图5所示，进样孔J1外置有防水透气盖G1；防水透气盖G1下开口和J1口相连，上开口与大气相连，中间填充防水透气材料；可选地，本实施例中，防水透气盖G1内填充的防水透气材料为PTFE(Poly tetra fluoroethylene，聚四氟乙烯)膜。相比于常规的贴膜密封方式，本实施例通过图5所示的进样孔，能够提高检测过程中稳定性，防止按压带来的单层疏水透气膜脱落。

本实施例中，主动阀V1、V2和V3均为弹性膜阀，为常开模式，借助施压可关闭阀门。本实施例中，主动阀V1和V2可选用单向主动阀或蠕动阀；主动阀V3的结构如图6所示，由弹性膜和阀体构成，阀体包含上下两个开口，内部填充有防水透气材料；可选地，本实施例中，主动阀V3的阀体内填充的防水透气材料为PTFE膜；图6所示的结构设计能提高检测过程中稳定性，防止按压带来的单层疏水透气膜脱落。

本实施例中，扩增腔7具体为深孔结构，其两端分别位于芯片的不同层中，如图3～图4所示，本实施例中，扩增腔7则贯穿了下层通道层、试剂层和上层通道层这三层结构，两端分别设置于下层通道层和上层通道层；

为了避免不同扩增腔内的特异扩增引物相互干扰，影响检测结果，如图7所示，本实施例中，扩增腔内的特异扩增引物埋于扩增腔的底部，并且，本实施例进一步在特异扩增引物之上设置了由相变石蜡制成的密封层，由于相变石蜡在常温时呈固态，可在不进行扩增时对底层的特异扩增引物进行密封，相变石蜡在溶解后，其密度小于水，故将上浮至扩增腔内液体的上表面，从而可以在对洗脱液进行扩增时，也起到密封的作用；应当说明的是，相变石蜡仅为本实施例一种可选的密封材料，其他材料在常温下为固态，溶解后其密度小于水的材料，也可用作密封层材料。

为了保证在设置密封层的情况下，洗脱液能够正常进入扩增腔，如图7所示，本实施例进一步在密封层之上设置了吸水材料层，其材料为吸水凝胶，该吸水材料层起到了引流的作用；应当说明的是，吸水材料层也可使用其他的吸水材料，并且，在本实用新型其他的一些实施例中，为了实现对洗脱液的引流，也可不设置吸水材料层，而是在扩增腔内壁涂覆一层亲水涂层。

进一步获得芯片外和芯片上提取所得核酸进行qPCR的扩增曲线以及Ct值，分别如图8中的(a)和(b)所示；如图8中的(a)所示，Sample1-3为芯片外提取所得核酸，sample 4为其空白对照；sample 5-7为芯片上提取所得核酸，sample 8为其空白对照，S1～S8分别为Sample1～Sample8对应的扩增曲线(Amplication plot)。图8所示结果，说明本实施例所提供的全集成核酸检测卡盒式芯片，可以有效实现核酸扩增并完成检测。

实施例2：

一种全集成核酸检测卡盒式芯片，如图9所示，本实施例与上述实施例1类似，所不同之处在于，本实施例中，混合腔的外侧还设置有末端封闭的气泡腔室11；气泡腔室11包括疏水腔体11-1和面向混合腔的出口11-2，如图9中的(a)、(b)和(c)所示。

在外部超声驱动下，可使得气液接触面发生共振，带动周围液体混合，如图9中的(c)所示，图9中的(d)和(e)分别为混合前后气液接触面的液体混合情况，对比可知，本实施例通过在混合腔11外侧设置气泡腔室11，能够进一步促进混合腔内的液体充分混合。

在本实用新型其他的一些实施例中，为了进一步加速液体混合，还可将气泡腔室设计为图10所示的偏心结构，通过将气泡腔室进一步设计为偏心结构，可实现液体循环运动，进一步加速混合，如图10所示。

实施例3：

一种全集成核酸检测卡盒式芯片，如图11所示，本实施例与上述实施例1类似，所不同之处在于，本实施例中，顶层流道11设置有多条分支，每一条分支连接一个扩增腔7，如图11中的(a)所示；或者，每一条分支连接多个扩增腔7，如图11中的(b)所示；

本实施例通过多分支设计，能够实现多通道并行扩增，提高检测通量。

实施例4：

一种全集成核酸检测卡盒式芯片，如图12所示，本实施例与上述实施例1类似，所不同之处在于，本实施例中，废液腔6分为两个子腔，即第一废液子腔6-1和第二废液子腔6-2，且主动阀V3设置有两个，分别用于实现两个废液子腔与外界空气间的连通；

其中，第一废液子腔6-1与混合通道5相连；第二废液子腔6-2与顶层流道10相连。

本实施例将废液腔进一步设计为两个子腔，能够防止废液腔内的液体流入到扩增腔室内。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全集成核酸检测卡盒式芯片，其特征在于，包括：

混合腔(1)，其上设置有进样孔J1，且内置有磁珠；

储液囊腔，包括分别存储有裂解液、清洗液和洗脱液的裂解液存储腔(2)、清洗液存储腔(3)和洗脱液存储腔(4)；各储液囊腔分别通过连接流道与所述混合腔(1)相连，且各储液囊腔预留有刺破针；

混合通道(5)，设置于所述混合腔(1)的下游；

废液腔(6)，设置于所述混合通道(5)的下游，其一侧与所述混合通道(5)相连且二者之间设置有主动阀V1，其另一侧通过主动阀V3与环境空气连通；

至少一个扩增腔(7)，设置于所述混合通道(5)的下游；各扩增腔(7)内埋有特异扩增引物，扩增腔(7)通过顶层流道(10)相互连接并与所述混合通道(5)以及所述废液腔(6)相连，所述顶层流道(10)和所述混合通道(5)之间设置有主动阀V2；

所述混合腔(1)和所述废液腔(6)的顶部均设置有弹性膜。

2.如权利要求1所述的全集成核酸检测卡盒式芯片，其特征在于，所述混合腔(1)的外侧还设置有末端封闭的气泡腔室(11)；所述气泡腔室(11)包括疏水腔体(11-1)和面向所述混合腔的出口(11-2)。

3.如权利要求2所述的全集成核酸检测卡盒式芯片，其特征在于，所述气泡腔室(11)为偏心结构。

4.如权利要求1～3任一项所述的全集成核酸检测卡盒式芯片，其特征在于，所述扩增腔(7)的两端分别位于芯片的不同层中；所述扩增腔(7)内的特异扩增引物埋于所述扩增腔(7)的底部。

5.如权利要求4所述的全集成核酸检测卡盒式芯片，其特征在于，在所述扩增腔(7)内，所述特异扩增引物之上还设置有密封层，所述密封层的材料在常温下为固态，溶解后其密度小于水；

所述密封层之上还设置有吸水材料层，或者所述扩增腔(7)内壁涂覆有亲水涂层。

6.如权利要求4所述的全集成核酸检测卡盒式芯片，其特征在于，在所述顶层流道(10)的与所述废液腔(6)之间还设置有缓冲腔(8)。

7.如权利要求6所述的全集成核酸检测卡盒式芯片，其特征在于，所述顶层流道(10)设置有多条分支，每一条分支连接一个或多个所述扩增腔(7)。

8.如权利要求1～3任一项所述的全集成核酸检测卡盒式芯片，其特征在于，所述连接流道在空间上为曲折结构。

9.如权利要求1～3任一项所述的全集成核酸检测卡盒式芯片，其特征在于，所述进样孔J1外置有防水透气盖G1，所述防水透气盖下开口和J1口相连，上开口与大气相连，中间填充防水透气材料。

10.如权利要求1～3任一项所述的全集成核酸检测卡盒式芯片，其特征在于，所述主动阀V3由弹性膜和阀体构成，所述阀体包含上下两个开口，内部填充有防水透气材料。

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