CN220176923U - 一种微流控芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微流控芯片，微流控芯片包括基板、驱动单元以及检测单元，基板上构造有进样腔和排出腔，进样腔和排出腔通过微流通道相连通；还包括多组相串联设置的第一反应腔和第二反应腔，相应并联连接于进样腔和排出腔之间；第一驱动件用于沿微流通道流向驱动样本流入反应腔；检测单元用于检测电信号。本实用新型提供的微流控芯片通过多组相串联设置的第一反应腔和第二反应腔构建多个孵育及检测路径，检测单元检测第二反应腔内孵育产物的电信号，从而得到相对应的检测结果，均衡样本检测。本实用新型具有检测灵敏度、检测精度高的优点，可满足于对样本进行多种检测、多次检测的检测使用需求。

Description

一种微流控芯片

技术领域

本实用新型涉及生物医学检测技术领域，具体涉及一种微流控芯片。

背景技术

微流控芯片，又称为芯片实验室或微流控芯片实验室，是微流控技术实现的主要平台。由于微流控芯片采用微米级的结构，流体可在微流控芯片中显示和产生了与宏观尺度不同的特殊性能，因此发展出独特的分析产生的性能。与其他分析技术相比较，微流控芯片的最大优势在于各种单元技术的灵活组合和规模集成，能够实现操作过程的自动化，检测目标的高通量和试剂的低消耗，能够排除人为干扰，防止污染，完成自动高效的重复实验，还具有易于和其他技术设备集成以及兼容性好的特点。因此，微流控芯片成为了最具发展潜力的新型分子诊断平台。可广泛应用于各个分析领域，如生化医疗诊断、食品和商品检验和环境监测等重要应用领域。

现有微流控芯片功能较单一，可以达到抗体检测和相应的分子扩增的目的。但样本中基因分子分布随机，分子在流通转移时存在丢失，扩增时存在干扰污染的情况，使得检测结果准确性不高，导致微流控芯片存在检测灵敏度低，降低了检测精度的问题，且无法满足同时对样本进行多种检测、多次检测的需求，限制了微流控芯片的检测使用能力。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中微流控芯片存在检测灵敏度低，降低了检测精度；无法满足同时对样本进行多种检测、多次检测的需求的缺陷。

本实用新型提供了一种微流控芯片，包括：

基板，其上构造有进样腔和排出腔，所述进样腔适于放置样本，所述进样腔和所述排出腔通过微流通道相连通；

多组相串联设置的第一反应腔和第二反应腔，相应并联连接于所述进样腔和所述排出腔之间，所述第一反应腔适于内置干化的RPA反应体系，所述第二反应腔适于内置干化的CRISPR/Cas反应体系；所述第一反应腔的上游端和所述进样腔流体连接，所述第二反应腔的下游端和所述排出腔流体连接；

驱动单元，包括第一驱动件，所述第一驱动件安装于所述进样腔内，所述第一驱动件用于沿微流通道流向驱动样本流入反应腔；

以及检测单元，用于检测电信号，所述检测单元适于与外设仪器电性连接，所述检测单元的检测端和所述第二反应腔对应相连通设置。

可选地，所述微流通道包括第一通道、第二通道和第三通道，所述第二通道连接于串联设置的所述第一反应腔和所述第二反应腔间，所述第一通道的输入端和所述进样腔密封连接，所述第一通道的输出端和多个所述第一反应腔连通，所述第三通道的输入端和多个所述第二反应腔连通，所述第三通道的输出端和所述排出腔连通设置；

还包括第五通道和第六通道，所述第五通道的输入端和多个所述第一反应腔连通，所述第六通道一端和所述第五通道相连接，所述第六通道另一端和所述排出腔连通；所述第三通道和所述第五通道相对设置在串联设置的所述第一反应腔和所述第二反应腔的两侧。

可选地，上述的微流控芯片，还包括第四通道和第一开关件，所述第四通道一端和所述第三通道的输出端连接，所述第四通道另一端和所述排出腔连通，所述第一开关件安装在所述基板上，所述第一开关件用于控制所述第三通道和所述第四通道的通断；

还包括第二开关件，所述第二开关件安装在所述基板上，所述第二开关件用于控制所述第五通道和所述第六通道的通断。

可选地，所述基板上构造有多个检测腔，所述检测腔和所述第二反应腔对应连通设置，所述检测腔和所述第二反应腔适形设置；

所述检测单元包括多个电极模块，所述电极模块安装在所述检测腔内，所述电极模块和所述检测腔对应设置。

可选地，所述基板包括相互可拆卸连接且依次叠放密封抵接的控制层、密封层、流道层、防水绝缘层以及电极层；

所述进样腔和所述排出腔配置在所述控制层上；

所述微流通道、第一反应腔和第二反应腔成型在所述流道层上；

所述检测腔配置在所述电极层上。

可选地，所述密封层上设有两个连通孔，所述连通孔用于所述微流通道连通所述进样腔和所述排出腔；

所述防水绝缘层设有连通口，所述连通口用于连通所述检测腔和所述第二反应腔。

可选地，所述电极模块包括连接触点，所述连接触点部分端穿设所述电极层延伸设置于所述检测腔内，所述连接触点设置在所述电极层远离所述检测腔的一侧；或

所述电极模块包括连接触点和连接线，所述连接线一端延伸至所述检测腔，所述连接线另一端和所述连接触点电性连接，所述连接触点、连接线和所述检测腔设置在所述电极层朝向所述流道层的同侧。

可选地，所述驱动单元还包括第二驱动件，所述第二驱动件安装于所述排出腔内，所述第二驱动件用于沿微流通道流向驱动样本流入反应腔；或

还包括弹性膜，所述弹性膜安装在所述排出腔远离其输入端的一侧，所述弹性膜与所述排出腔一同收集微流控芯片内因样品流入而被排出的气体介质。

可选地，所述基板上设有第一导柱和第二导柱，任一导柱为空心结构，所述第一导柱和第二导柱设置在所述基板的同侧，所述第一导柱内构造形成所述进样腔，所述第二导柱内构造形成所述排出腔；所述第一驱动件滑动密封配置在所述第一导柱内；所述第二驱动件滑动密封配置在所述第二导柱内；

所述第一驱动件和/或所述第二驱动件为活塞件。

本实用新型提供的技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的微流控芯片，包括基板、驱动单元以及检测单元，基板上构造有进样腔和排出腔，进样腔和排出腔通过微流通道相连通；还包括多组相串联设置的第一反应腔和第二反应腔，相应并联连接于进样腔和排出腔之间；第一反应腔的上游端和进样腔流体连接，第二反应腔的下游端和排出腔流体连接；驱动单元包括第一驱动件，第一驱动件安装于进样腔内，第一驱动件用于沿微流通道流向驱动样本流入反应腔；检测单元用于检测电信号，检测单元适于与外设仪器电性连接，检测单元的检测端和第二反应腔对应相连通设置。

此结构的微流控芯片，通过多组相串联设置的第一反应腔和第二反应腔构建多个孵育及检测路径，进样腔适于放置样本，第一反应腔适于内置干化的RPA反应体系，第二反应腔适于内置干化的CRISPR/Cas反应体系，第一驱动件驱动进样腔内样本沿微流通道流向流入第一反应腔，以进行孵育扩增，再通过第一驱动件驱动第一反应腔内的孵育产物流入第二反应腔，以进行孵育剪切，通过检测单元检测第二反应腔内孵育产物的电信号，从而得到相对应的检测结果，均衡样本检测，降低分子流通转移时存在丢失，扩增时存在干扰污染对最终检测结果的影响，加强微流控芯片检测灵敏度，提高了其检测精度；可在第一反应腔和第二反应腔设置不同的检测反应体系，以满足对样本进行多种检测的需求；可在第一反应腔和第二反应腔设置相同的检测反应体系，以满足对样本进行多次检测的需求，提高微流控芯片的检测使用能力。

2.本实用新型提供的微流控芯片，微流通道包括第一通道、第二通道和第三通道，第二通道连接于串联设置的第一反应腔和第二反应腔间，第一通道的输入端和进样腔密封连接，第一通道的输出端和多个第一反应腔连通，第三通道的输入端和多个第二反应腔连通，第三通道的输出端和排出腔连通设置；微流通道还包括第五通道和第六通道，第五通道的输入端和多个第一反应腔连通，第六通道一端和第五通道相连接，第六通道另一端和排出腔连通；第三通道和第五通道相对设置在串联设置的第一反应腔和第二反应腔的两侧。

此结构的微流控芯片，通过第一通道将进样腔和第一反应腔导通，从而在第一驱动件驱动进样腔内样品时，样品流通至第一反应腔，以进行孵育扩增，通过第二通道连通第一反应腔和第二反应腔，从而在第一驱动件再驱动进样腔内样品时，孵育扩增完成的产物进入第二反应腔，第三通道将第二反应腔和排出腔导通，以在第一驱动件驱动作用下，相应排出微流通道和反应腔内的气体介质，促进样品以及孵育产物流通转移流畅，从而保证微流控芯片可靠的检测能力；通过第五通道和第六通道构建第一反应腔至排出腔的流通路径，以在将第二反应腔和排出腔间连通断开后，通过第一驱动件驱动作用样品进入第一反应腔，第一反应腔内初始的气体介质通过第五通道和第六通道导至排出腔，可避免样品进入第二反应腔内，造成孵育和检测干扰，保证检测结果的准确性；第三通道和第五通道相对设置在反应腔的两侧，加强微流通道结构排列紧凑。

3.本实用新型提供的微流控芯片，微流控芯片还包括第四通道和第一开关件，第四通道一端和第三通道的输出端连接，第四通道另一端和排出腔连通，第一开关件安装在基板上，第一开关件用于控制第三通道和第四通道的通断；微流控芯片还包括第二开关件，第二开关件安装在基板上，第二开关件用于控制第五通道和第六通道的通断。

此结构的微流控芯片，通过第四通道将第三通道和排出腔连通，第一开关件控制第三通道和第四通道的通断，需进行孵育扩增时，第一开关件关闭第四通道和第三通道间的连通，第二开关件打开第五通道和第六通道间连通，使样品随第一驱动件作用仅流入第一反应腔，需要进行孵育剪切时，第一开关件打开第四通道和第三通道间的连通，第二开关件关闭第五通道和第六通道间连通，使第一次的孵育产物随第一驱动件作用上游的样品流入第二反应腔，以达到相应孵育和检测的目的，保证孵育环境的可靠，加强了微流控芯片检测灵敏度，提高其检测精度。

4.本实用新型提供的微流控芯片，驱动单元还包括第二驱动件，第二驱动件安装于排出腔内，第二驱动件用于沿微流通道流向驱动样本流入反应腔。

此结构的微流控芯片，通过排出腔内第二驱动件驱动作用样本沿微流通道流向流入反应腔，增大流通的驱动作用力，以加快样品的流通进入第一反应腔和第二反应腔孵育，有利于缩短操作检测时间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型的实施例中提供的微流控芯片的立体示意图；

图2为本实用新型的实施例中提供的微流控芯片的爆炸结构示意图；

图3为本实用新型的实施例中提供的微流控芯片中流道层的结构示意图；

图4为本实用新型的实施例中提供的微流控芯片检测时的原理示意图；

图5为本实用新型的另一实施例中提供的微流控芯片的立体示意图；

图6为本实用新型的另一实施例中提供的微流控芯片的结构示意图；

图7为本实用新型的另一实施例中提供的微流控芯片的爆炸结构示意图；

附图标记说明：

1-基板；

101-进样腔；102-排出腔；103-第一反应腔；104-第二反应腔；105-检测腔；

11-控制层；111-第一导柱；112-第二导柱；

12-密封层；121-第一连通孔；122-第二连通孔；

13-流道层；131-第一通道；132-第二通道；133-第三通道；134-第四通道；135-第五通道；136-第六通道；

14-防水绝缘层；141-连通口；

15-电极层；151-连接触点；152-连接线；

21-第一驱动件；22-第二驱动件；23-弹性膜；

31-第一开关件；32-第二开关件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供了一种微流控芯片，适用于对多种病原微生物等的检测作业，如图2与图7所示，包括基板1，基板1包括相互可拆卸连接且依次叠放密封抵接的控制层11、密封层12、流道层13、防水绝缘层14以及电极层15。

如图2、图3与图7所示，基板1上构造有进样腔101、排出腔102以及多组相串联设置的第一反应腔103和第二反应腔104，多组串联设置的第一反应腔103和第二反应腔104相应并联连接于进样腔101和排出腔102之间；进样腔101和排出腔102通过微流通道相连通；其中，进样腔101和排出腔102配置在控制层11上；微流通道、第一反应腔103和第二反应腔104成型在流道层13上；第一反应腔103的上游端和进样腔101流体连接，第二反应腔104的下游端和排出腔102流体连接。

如图2所示，基板1上还构造有多个检测腔105，检测腔105和第二反应腔104对应连通设置，检测腔105和第二反应腔104适形设置；检测腔105配置在电极层15上。

如图2所示，防水绝缘层14设有连通口141，连通口141用于连通检测腔105和第二反应腔104，连通口141的外形同检测腔105和第二反应腔104的外形结构相适配，在本实施例中，三者设置为圆形结构。其中，第二反应腔104的直径大于或等于检测腔105的直径。

如图2所示，微流控芯片还包括驱动单元和检测单元，驱动单元包括第一驱动件21，第一驱动件21安装于进样腔101内，第一驱动件21用于沿微流通道流向驱动样本流入反应腔；驱动单元还包括第二驱动件22，第二驱动件22安装于排出腔102内，第二驱动件22用于沿微流通道流向驱动样本流入反应腔。通过排出腔102内第二驱动件22驱动作用样本沿微流通道流向流入反应腔，增大流通的驱动作用力，以加快样品的流通进入第一反应腔103和第二反应腔104孵育，有利于缩短操作检测时间。

如图3所示，微流通道包括第一通道131、第二通道132、第三通道133、第五通道135和第六通道136，第二通道132连接于串联设置的第一反应腔103和第二反应腔104间，第一通道131的输入端和进样腔101密封连接，第一通道131的输出端和多个第一反应腔103连通，第三通道133的输入端和多个第二反应腔104连通，第三通道133的输出端和排出腔102连通设置。

通过第一通道131将进样腔101和第一反应腔103导通，从而在第一驱动件21驱动进样腔101内样品时，样品流通至第一反应腔103，以进行孵育扩增，通过第二通道132连通第一反应腔103和第二反应腔104，从而在第一驱动件21再驱动进样腔101内样品时，孵育扩增完成的产物进入第二反应腔104，第三通道133将第二反应腔104和排出腔102导通，以在第一驱动件21驱动作用下，相应排出微流通道和反应腔内的气体介质，促进样品以及孵育产物流通转移流畅，从而保证微流控芯片可靠的检测能力。

如图3所示，第五通道135的输入端和多个第一反应腔103连通，第六通道136一端和第五通道135相连接，第六通道136另一端和排出腔102连通。通过第五通道135和第六通道136构建第一反应腔103至排出腔102的流通路径，以在将第二反应腔104和排出腔102间连通断开后，通过第一驱动件21驱动作用样品进入第一反应腔103，第一反应腔103内初始的气体介质通过第五通道135和第六通道136导至排出腔102，可避免样品进入第二反应腔104内，造成孵育和检测干扰，保证检测结果的准确性。

在一些实施方式中，如图3所示，第三通道133和第五通道135相对设置在串联设置的第一反应腔103和第二反应腔104的两侧，以加强微流通道结构排列紧凑。

如图3所示，微流控芯片还包括第四通道134和第一开关件31，第四通道134一端和第三通道133的输出端连接，第四通道134另一端和排出腔102连通，第一开关件31安装在基板1上，第一开关件31用于控制第三通道133和第四通道134的通断；微流控芯片还包括第二开关件32，第二开关件32安装在基板1上，第二开关件32用于控制第五通道135和第六通道136的通断，第一开关件31和第二开关件32可配置为微阀。

通过第四通道134将第三通道133和排出腔102连通，第一开关件31控制第三通道133和第四通道134的通断，需进行孵育扩增时，第一开关件31关闭第四通道134和第三通道133间的连通，第二开关件32打开第五通道135和第六通道136间连通，使样品随第一驱动件21作用仅流入第一反应腔103，需要进行孵育剪切时，第一开关件31打开第四通道134和第三通道133间的连通，第二开关件32关闭第五通道135和第六通道136间连通，使第一次的孵育产物随第一驱动件21作用上游的样品流入第二反应腔104，以达到相应孵育和检测的目的，保证孵育环境的可靠，加强了微流控芯片检测灵敏度，提高其检测精度。

在本实施例中，微流通道的路线包括但不限于直线形、圆弧形和曲线形。

在一些实施方式中，基板1上设置有槽体，以装配连接第一开关件31和第二开关件32，槽体成型设置在控制层11上。

如图2所示，密封层12设置在控制层11和流道层13之间，以对控制层11和流道层13间进行封闭，在本实施例中，密封层12上设有第一连通孔121和第二连通孔122，两个连通孔用于微流通道连通进样腔101和排出腔102；第一连通孔121连通进样腔101和第一通道131，第二连通孔122连通第四通道134、第六通道136和排出腔102。

检测单元用于检测电信号，检测单元适于与外设仪器电性连接，检测单元的检测端和第二反应腔104对应相连通设置。检测单元包括多个电极模块，电极模块安装在检测腔105内，电极模块和检测腔105对应设置。

在一些实施方式中，如图2所示，电极模块包括连接触点151和连接线152，连接线152一端延伸至检测腔105，连接线152另一端和连接触点151电性连接，连接触点151、连接线152和检测腔105设置在电极层15朝向流道层13的同侧，连接触点151用于连接外设仪器，通过连接线152和连接触点151接触传递检测腔105内孵育产物的电信号至外设仪器。防水绝缘层14贴合设置在电极层15和流道层13间，防水绝缘层14用于隔绝检测腔105以外的导电区域，尤其是连接线152部分，隔离其与空气、液体或其它物体的接触，避免降低了检测精度。

在其他实施方式中，如图6和图7所示，电极模块包括连接触点151，连接触点151部分端穿设电极层15延伸设置于检测腔105内，连接触点151设置在电极层15远离检测腔105的一侧，优化电极模块结构，在检测孵育产物的电信号时，电子直接从检测腔105传递至检测腔105一侧的连接触点151，不再经连接线152传输，其结构缩短了电子的传输距离，精确了检测结果，简便微流控芯片的设计。

作为本实施例一种替换的实施方式，还包括弹性膜23，如图5和图7所示，弹性膜23安装在排出腔102远离其输入端的一侧，与排出腔102一同收集微流控芯片内因样品流入而被排出的气体介质。弹性膜23替换第二驱动件22，通过第一驱动件21驱动样品进入反应腔内，简化微流控芯片的操作结构，有利于提高操作便捷。

如图1和图5所示，基板1上设有第一导柱111和第二导柱112，任一导柱为空心结构，第一导柱111和第二导柱112设置在基板1的同侧，第一导柱111内构造形成进样腔101，第二导柱112内构造形成排出腔102；第一驱动件21滑动密封配置在第一导柱111内；第二驱动件22滑动密封配置在第二导柱112内；其中，第一驱动件21和第二驱动件22均设置为活塞件。通过第一驱动件21加压推送进样腔101的样品，使样品转移至第一反应腔103和第二反应腔104，通过第二驱动件22在排出腔102区域形成负压吸引第一反应腔103或第二反应腔104内的气体介质的排出。

本实施例提供的微流控芯片，通过多组相串联设置的第一反应腔103和第二反应腔104构建多个孵育及检测路径，进样腔101适于放置样本，第一反应腔103适于内置干化的RPA反应体系，第二反应腔104适于内置干化的CRISPR/Cas反应体系，第一驱动件21驱动进样腔101内样本沿微流通道流向流入第一反应腔103，以进行孵育扩增，再通过第一驱动件21驱动第一反应腔103内的孵育产物流入第二反应腔104，以进行孵育剪切，通过检测单元检测第二反应腔104内孵育产物的电信号，从而得到相对应的检测结果，均衡样本检测，降低分子流通转移时存在丢失，扩增时存在干扰污染对最终检测结果的影响，加强微流控芯片检测灵敏度，提高了其检测精度；可在多个第一反应腔103和第二反应腔104组合中设置不同的检测反应体系，以满足对样本进行多种检测的需求；可在多个第一反应腔103和第二反应腔104组合中设置相同的检测反应体系，以满足对样本进行多次检测的需求，提高微流控芯片的检测使用能力。

实施例2

本实施例提供了一种微流控芯片的使用方法，采用实施例1的微流控芯片。

在本实施例的使用方法中，CRISPR/Cas反应体系为报告分子、CRISPR/Cas工具及反应Buffer的混合干化试剂；或

CRISPR/Cas反应体系为报告分子、CRISPR/Cas工具、反应Buffer、T7聚合酶及rNTP的混合干化试剂。

报告分子由DNA链、RNA链或DNA/RNA掺杂链与亚甲基蓝构成。

CRISPR/Cas工具为CRISPR/Cas9、CRISPR/Cas12、CRISPR/Cas13和CRISPR/Cas14中的至少一种。

如图4所示，本实施例提供的使用方法，其包括如下步骤：

在第一反应腔103内配置RPA反应体系干化试剂，第二反应腔104内配置CRISPR/Cas13a反应体系干化试剂；

向进样腔101内加入500μL样本，进样完成后，将微流控芯片放置在配套的外设仪器内，在放置过程中，应确保连接触点151和外设仪器电性连接；

关闭第一开关件31，打开第二开关件32，通过第一驱动件21加压推送驱动样本，第二驱动件22负压吸引样本，使样本流经第一通道131至第一反应腔103，样本同RPA反应体系干化试剂相混合，并在设定温度下孵育20min完成靶标DNA的扩增；

孵育扩增完成后，关闭第二开关件32，打开第一开关件31，通过第一驱动件21加压推送驱动样本，第二驱动件22负压吸引样本，通过样本流通压力作用，使孵育扩增完成的扩增产物从第一反应腔103流通转移至第二反应腔104内，驱动工作完成后，在设定温度下孵育25min保证CRISPR/Cas13a反应正常进行；

当待测样本中有靶标DNA时，靶标DNA可以在RPA反应体系中大量扩增，扩增产物可以在CRISPR/Cas13a反应体系中的T7聚合酶和rNTP的帮助下转录为靶标RNA。靶标RNA能够和CRISPR/Cas13a蛋白以及CRISPR/crRNA形成三元复合物，激活CRISPR/Cas13a蛋白的反式切割活性，剪切报告分子中的RNA链，释放亚甲基蓝；

当待测样本中无靶标DNA时，扩增和转录均不会启动，CRISPR/Cas13a蛋白的反式切割活性不会被激活，报告分子中的RNA链不会被剪切，修饰在其中的亚甲基蓝不会被释放；

通过检测亚甲基蓝的电信号判断得出检测的样本中是否含有靶标DNA。

其中，由于完整的报告分子体积较大，扩散速率较慢，空间位阻较大，修饰在其中的亚甲基蓝较难接触到电极表面。因而当待测样本中无靶标DNA时，CRISPR/Cas13a反应体系中亚甲基蓝的电信号较弱。而亚甲基蓝本身的体积较小，扩散速率较快，空间位阻较小。因此当待测样本中有靶标DNA时，CRISPR/Cas13a反应体系中亚甲基蓝的电信号较强。

第一反应腔103内反应时间设置为5min或以上，优选15-40min；反应温度范围可以为30-42℃，优选35-40℃；第二反应腔104内反应时间设置为5min或以上，优选15～30min；反应温度范围可以为5-50℃，优选20-40℃。外设仪器内可配置加热模块，以提供孵育的温度环境。

通过常用的伏安法测试技术完成对CRISPR/Cas反应腔室中亚甲基蓝电信号的检测；所述伏安法测试技术包括但不限于循环伏安法、方波伏安法、差分脉冲伏安法。

亚甲基蓝的电信号电势范围在-0.6V-0V之间。

本实施例提供的使用方法，将RPA技术、CRISPR/Cas工具以及电化学微流控芯片相结合，打破了传统的电化学传感器的设计思维，实现了无固定化、无修饰化、均相的电化学核酸检测平台的构建，实现了多种病原微生物核酸的同时检测。本实用新型所述的一种基于RPA与CRISPR/Cas工具的电化学微流控芯片及使用方法能够实现对多种靶标核酸的简单、敏感、快速、准确、低廉检测。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。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。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种微流控芯片，其特征在于，包括：

基板(1)，其上构造有进样腔(101)和排出腔(102)，所述进样腔(101)适于放置样本，所述进样腔(101)和所述排出腔(102)通过微流通道相连通；

多组相串联设置的第一反应腔(103)和第二反应腔(104)，相应并联连接于所述进样腔(101)和所述排出腔(102)之间，所述第一反应腔(103)适于内置干化的RPA反应体系，所述第二反应腔(104)适于内置干化的CRISPR/Cas反应体系；所述第一反应腔(103)的上游端和所述进样腔(101)流体连接，所述第二反应腔(104)的下游端和所述排出腔(102)流体连接；

驱动单元，包括第一驱动件(21)，所述第一驱动件(21)安装于所述进样腔(101)内，所述第一驱动件(21)用于沿微流通道流向驱动样本流入反应腔；

以及检测单元，用于检测电信号，所述检测单元适于与外设仪器电性连接，所述检测单元的检测端和所述第二反应腔(104)对应相连通设置。

2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流通道包括第一通道(131)、第二通道(132)和第三通道(133)，所述第二通道(132)连接于串联设置的所述第一反应腔(103)和所述第二反应腔(104)间，所述第一通道(131)的输入端和所述进样腔(101)密封连接，所述第一通道(131)的输出端和多个所述第一反应腔(103)连通，所述第三通道(133)的输入端和多个所述第二反应腔(104)连通，所述第三通道(133)的输出端和所述排出腔(102)连通设置；

还包括第五通道(135)和第六通道(136)，所述第五通道(135)的输入端和多个所述第一反应腔(103)连通，所述第六通道(136)一端和所述第五通道(135)相连接，所述第六通道(136)另一端和所述排出腔(102)连通；所述第三通道(133)和所述第五通道(135)相对设置在串联设置的所述第一反应腔(103)和所述第二反应腔(104)的两侧。

3.根据权利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，还包括第四通道(134)和第一开关件(31)，所述第四通道(134)一端和所述第三通道(133)的输出端连接，所述第四通道(134)另一端和所述排出腔(102)连通，所述第一开关件(31)安装在所述基板(1)上，所述第一开关件(31)用于控制所述第三通道(133)和所述第四通道(134)的通断；

还包括第二开关件(32)，所述第二开关件(32)安装在所述基板(1)上，所述第二开关件(32)用于控制所述第五通道(135)和所述第六通道(136)的通断。

4.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述基板(1)上构造有多个检测腔(105)，所述检测腔(105)和所述第二反应腔(104)对应连通设置，所述检测腔(105)和所述第二反应腔(104)适形设置；

所述检测单元包括多个电极模块，所述电极模块安装在所述检测腔(105)内，所述电极模块和所述检测腔(105)对应设置。

5.根据权利要求4所述的微流控芯片，其特征在于，所述基板(1)包括相互可拆卸连接且依次叠放密封抵接的控制层(11)、密封层(12)、流道层(13)、防水绝缘层(14)以及电极层(15)；

所述进样腔(101)和所述排出腔(102)配置在所述控制层(11)上；

所述微流通道、第一反应腔(103)和第二反应腔(104)成型在所述流道层(13)上；

所述检测腔(105)配置在所述电极层(15)上。

6.根据权利要求5所述的微流控芯片，其特征在于，所述密封层(12)上设有两个连通孔，所述连通孔用于所述微流通道连通所述进样腔(101)和所述排出腔(102)；

所述防水绝缘层(14)设有连通口(141)，所述连通口(141)用于连通所述检测腔(105)和所述第二反应腔(104)。

7.根据权利要求5所述的微流控芯片，其特征在于，所述电极模块包括连接触点(151)，所述连接触点(151)部分端穿设所述电极层(15)延伸设置于所述检测腔(105)内，所述连接触点(151)设置在所述电极层(15)远离所述检测腔(105)的一侧；或

所述电极模块包括连接触点(151)和连接线(152)，所述连接线(152)一端延伸至所述检测腔(105)，所述连接线(152)另一端和所述连接触点(151)电性连接，所述连接触点(151)、连接线(152)和所述检测腔(105)设置在所述电极层(15)朝向所述流道层(13)的同侧。

8.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述驱动单元还包括第二驱动件(22)，所述第二驱动件(22)安装于所述排出腔(102)内，所述第二驱动件(22)用于沿微流通道流向驱动样本流入反应腔；或

还包括弹性膜(23)，所述弹性膜(23)安装在所述排出腔(102)远离其输入端的一侧，所述弹性膜(23)与所述排出腔(102)一同收集微流控芯片内因样品流入而被排出的气体介质。

9.根据权利要求8所述的微流控芯片，其特征在于，所述基板(1)上设有第一导柱(111)和第二导柱(112)，任一导柱为空心结构，所述第一导柱(111)和第二导柱(112)设置在所述基板(1)的同侧，所述第一导柱(111)内构造形成所述进样腔(101)，所述第二导柱(112)内构造形成所述排出腔(102)；所述第一驱动件(21)滑动密封配置在所述第一导柱(111)内；所述第二驱动件(22)滑动密封配置在所述第二导柱(112)内；

所述第一驱动件(21)和/或所述第二驱动件(22)为活塞件。