微流控芯片及分子诊断设备的制作方法

1.本实用新型属于体外检测设备领域，特别是涉及一种微流控芯片及分子诊断设备。


背景技术：

2.分子诊断是指应用分子生物学方法检测患者体内遗传物质的结构或表达水平的变化而做出诊断的技术，是预测诊断的主要方法，既可以进行个体遗传病的诊断，也可以进行产前诊断。目前主流的pcr(polymerase chain reaction，聚合酶链反应)设备的微流控芯片在样本检测过程中，微流控芯片内的空气容易与液体混合产生气溶胶，为了避免气溶胶向外排出造成的环境污染，现有的pcr设备均是将微流控芯片通过外接管道相连以收集气溶胶，这种方法不仅结构复杂，而且操作繁琐，维护成本较高。


技术实现要素：

3.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种微流控芯片及分子诊断设备，用于解决现有技术中样本检测过程中微流控芯片气溶胶处理装置结构复杂、成本高的问题。
4.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种微流控芯片，微流控芯片上开设有进样腔，以及与进样腔相连通的混匀腔，进样腔用于样本和/或试剂的注入，混匀腔用于对样本和/或试剂进行混匀以获得混匀后的样本液和/或试剂液；
5.微流控芯片上还开设有废液腔和pcr反应腔，废液腔的两端分别与进样腔和混匀腔相连通以形成第一循环回路；
6.pcr反应腔的两端分别与进样腔和混匀腔相连通以形成第二循环回路；
7.第一循环回路和第二循环回路共用部分管路。
8.上述微流控芯片通过简单的结构形成循环回路使得检测过程中产生的污染物可以沿循环回路流动或在微流控芯片内缓存，防止外漏，避免环境污染，成本低。
9.可选的，第一循环回路与第二循环回路相互连通形成分布在微流控芯片上的循环封闭回路；
10.其中，第一循环回路为气溶胶可沿进样腔、混匀腔、废液腔循环流动的回路；第二循环回路为气溶胶可沿进样腔、混匀腔、pcr反应腔循环流动的回路。
11.可选的，微流控芯片上开设有固定孔，微流控芯片能够绕固定孔进行旋转，混匀腔到固定孔的中心的距离大于进样腔到固定孔的中心的距离，废液腔到固定孔的中心的距离大于混匀腔到固定孔的中心的距离，pcr反应腔到固定孔的中心的距离大于混匀腔到固定孔的中心的距离。
12.可选的，进样腔呈扇环形且与固定孔同心设置，进样腔远离固定孔的一侧通过第一管道与混匀腔靠近固定孔的一侧连通。
13.可选的，微流控芯片上还设有试剂腔，混匀腔到固定孔的中心的距离大于试剂腔
到固定孔的中心的距离，试剂腔呈扇环形且与固定孔同心设置，试剂腔远离固定孔的一侧通过第二管道与第一管道连通，第二管道环设在试剂腔外周并且与固定孔同心设置。
14.可选的，混匀腔通过分液组件分别与废液腔和pcr反应腔连通。
15.可选的，分液组件包括第三管道和分液腔，混匀腔远离固定孔的一侧通过第三管道与分液腔连通，分液腔的两端分别设有第一分液孔和第二分液孔；第一分液孔与废液腔连通，用于气溶胶或液体进入废液腔；第二分液孔与pcr反应腔连通，用于气溶胶或液体进入pcr反应腔。
16.可选的，废液腔呈扇环形且与固定孔同心设置，废液腔远离混匀腔的一端通过第四管道与进样腔靠近固定孔的一侧相连通。
17.可选的，pcr反应腔为多个，pcr反应腔通过第五管道分别与第二分液孔和第四管道相连，pcr反应腔环绕第五管道设置且通过第六管道与第五管道相连通。
18.可选的，第四管道包括与固定孔同心设置的第一环段，第五管道包括与固定孔同心设置的第二环段，第二环段到固定孔的中心的距离大于第一环段到固定孔的中心的距离。
19.此外，为了实现上述目的，本技术还提供了一种分子诊断设备，其包括上述的微流控芯片和检测机构，检测机构用于对微流控芯片中的待检测样本进行检测。
20.上述分子诊断设备通过设置第一循环回路和第二循环回路使得气溶胶能够在微流控芯片的内部循环流动，既能避免影响检测过程中样品、试剂等的流动，又能避免气溶胶外漏污染环境，并且第一循环回路和第二循环回路部共用部分管路，简化了结构、使得布局更加紧凑、减少占用空间、降低了成本。
附图说明
21.为了更清楚地说明申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：
22.图1为本实用新型微流控芯片一实施例的结构示意图；
23.图2为本实用新型微流控芯片一实施例的分液组件的结构示意图；
24.图3为本实用新型微流控芯片另一实施例的结构示意图。
25.零件标号说明
26.101-进样腔；102-混匀腔；103-废液腔；104-pcr反应腔；105-固定孔；106-试剂腔；107-第一管道；108-第二管道；109-分液组件；1091-第三管道；1092-分液腔；10921-第一分液孔；10922-第二分液孔；110-第四管道；1101-第一环段；1102-第一连接段；1103-第二连接段；111-第五管道；1111-第二环段；1112-第三连接段；112-第六管道。
具体实施方式
27.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动情况下所获得的所有其他
实施例，均属于本技术保护的范围。
28.需要说明，若本技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
29.另外，若本技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
30.请参阅图1，本技术实施例提供了一种微流控芯片，微流控芯片上开设有进样腔101，以及与进样腔101相连通的混匀腔102，进样腔101用于样本和/或试剂的注入，混匀腔102用于对样本和/或试剂进行混匀以获得混匀后的样本液和/或试剂液。微流控芯片上还开设有废液腔103和pcr反应腔104，废液腔103的两端分别与进样腔101和混匀腔102相连通以形成第一循环回路。pcr反应腔104的两端分别与进样腔101和混匀腔102相连通以形成第二循环回路。其中，第一循环回路和第二循环回路共用部分管路。无需外接管道，克服了微流控芯片气溶胶处理装置结构复杂的问题，利用微流控芯片上的第一循环回路和第二循环回路使气溶胶能在微流控芯片内循环流动，简化了结构、占用空间减小，操作也更加简单方便，降低了维护成本。
31.可选的，进样腔101可以根据需求设置为一个或多个，以便适应不同种类样本的需求，各个进样腔101分别与混匀腔102连通，各个进样腔101的形状和大小可以相同也可以相异，以便适应不同样品的检测需求。
32.如图1所示，在本技术一具体实施例中，微流控芯片上设有两个进样腔101，两个进样腔101到固定孔105中心的距离相等，两个进样腔101中的其中一个为空置的腔体，另一个为含有试剂的腔体。当加入的样本为液体时，例如咽拭子洗脱液、唾液、血液、或尿液等液体样本，直接加入空置的腔体；当用拭子进行现场采样时，将拭子在含有试剂的腔体内清洗。
33.可选的，进样腔101的顶部设有可打开和关闭的密封盖，通过密封盖使进样腔101能够保持密闭，有利于防止样本外泄，避免造成污染。
34.进一步的，一个或多个进样腔101上的密封盖设有进样孔，液体样本可以通过进样孔进入进样腔101内，操作简单方便。
35.进一步的，在两个进样腔101中，空置的进样腔101的密封盖上设有进样孔，即用于加入液体样本的进样腔101的密封盖上设有进样孔。
36.如图1所示，在本技术中，第一循环回路与第二循环回路相互连通形成分布在微流控芯片上的循环封闭回路。其中，微流控芯片在旋转过程，微流控芯片内的液体和气体混合易形成气溶胶，第一循环回路为气溶胶可沿进样腔101、混匀腔102、废液腔103循环流动的回路，使得废液腔103内气溶胶能够排入进样腔101从而形成内循环，避免外泄造成污染；第二循环回路为气溶胶可沿进样腔101、混匀腔102、pcr反应腔104循环流动的回路，使得pcr反应腔104内的气溶胶能够排入进样腔101从而形成内循环，避免外泄造成污染。
37.可选的，微流控芯片内的气体也能够在第一循环回路和/或第二循环回路中循环
流动。
38.具体的，在样本检测过程中，样本裂解或磁珠清洗等工序在混匀腔102内产生废液，当微流控芯片逆时针旋转排废时，混匀腔102内的废液能够沿第一循环回路进入废液腔103，废液腔103内气溶胶能够沿第一循环回路的第四管道110排入进样腔101内，形成内循环，防止外漏，避免环境污染。完成核酸洗脱工序后需要将混匀腔102内溶有样本核酸的洗脱液排入pcr反应腔104内，当微流控芯片顺时针旋转时，混匀腔102内溶有样本核酸的洗脱液能够沿第二循环回路进入pcr反应腔104，pcr反应腔104内的气溶胶能够依次沿第二循环回路的第五管道111、第四管道110排入进样腔101内，形成内循环，防止外漏，避免环境污染。
39.在本技术的另一个实施例中，如图1所示，微流控芯片上开设有固定孔105，固定孔105用于与驱动装置连接，微流控芯片能够绕固定孔105进行旋转，其中，固定孔105的形状可以为圆孔、方孔或其它形状。混匀腔102到固定孔105的中心的距离大于进样腔101到固定孔105的中心的距离，废液腔103到固定孔105的中心的距离大于混匀腔102到固定孔105的中心的距离，pcr反应腔104到固定孔105的中心的距离大于混匀腔102到固定孔105的中心的距离。采用该结构设计使得驱动装置驱动微流控芯片在以固定孔为中心进行旋转时，在离心力的作用下，进样腔101内的液体能够进入混匀腔102，由混匀腔排入废液腔103或pcr反应腔104。
40.可选的，进样腔101的横截面可以呈扇环形、圆形、方向、梯形或其它形状。
41.在本技术一具体实施例中，进样腔101的横截面呈扇环形且与固定孔105同心设置，进样腔101远离固定孔105的一侧通过第一管道107与混匀腔103靠近固定孔105的一侧连通。
42.进一步的，微流控芯片上还设有试剂腔106，混匀腔102到固定孔105的中心的距离大于试剂腔106到固定孔105的中心的距离，试剂腔106横截面的形状可以为扇环形、方形、梯形、圆形或其它形状。
43.在本技术一具体实施例中，试剂腔106的横截面呈扇环形且与固定孔105同心设置，试剂腔106远离固定孔105的一侧通过第二管道108与第一管道107连通，第二管道108环设在试剂腔106外周并且与固定孔105同心设置。
44.具体的，在本技术中，试剂腔106的数量可以根据需求设置为多个，每个试剂腔106的横截面形状可以相同也可以相异，以便放置不同的试剂，多个试剂腔106围设在固定孔105的外周。
45.可选的，微流控芯片上设有6个试剂腔106，6个试剂腔内分别装有裂解液、蛋白酶k、磁珠、一次清洗液、二次清洗液和洗脱液，可以根据需求在每个试剂腔106内装入一种所需的试剂。
46.在本技术一具体实施例中，微流控芯片上设有6个试剂腔106，6个试剂腔106内依次装有裂解液、蛋白酶k、磁珠、一次清洗液、二次清洗液和洗脱液。其中，裂解液、蛋白酶k和磁珠所在的试剂腔106的位置可以相互交换，一次清洗液和二次清洗液所在的试剂腔106的位置可以相互交换，该结构布局与样本检测过程中进样腔101加入的试剂种类顺序相匹配，操作更加简单方便。
47.在本技术另一个实施例中，如图1所示，混匀腔102通过分液组件分别与废液腔103
和pcr反应腔104连通。当微流控芯片正向旋转时，通过分液组件能够将混匀腔102中的废液或气溶胶排入废液腔103；当微流控芯片反向旋转时，通过分液组件能够将混匀腔102中的待检测样本液或气溶胶排入pcr反应腔中。其中，当正向旋转为顺时针方向时，反向旋转为逆时针方向；当正向旋转为逆时针方向时，反向旋转为顺时针方向。通过简单的结构，便使得混匀腔102内在不同工序时得到的反应产物能够及时根据需求排入指定位置。
48.进一步的，分液组件109包括第三管道1091和分液腔1092，混匀腔102远离固定孔105的一侧通过第三管道1091与分液腔1092连通，第三管道1091到固定孔105的中心的距离小于分液腔1092到固定孔105的中心的距离，分液腔1092的两端分别设有第一分液孔10921和第二分液孔10922。其中，第一分液孔10921与废液腔103连通，用于气溶胶或液体进入废液腔103；第二分液孔10922与pcr反应腔104连通，用于气溶胶或液体进入pcr反应腔104。
49.在本技术另一具体实施例中，如图3所示，分液组件包括两个第三管道1091，两个第三管道1091的一端分别与混匀腔102远离固定孔105一侧的两端连接，两个第三管道1091的另一端分别与废液腔103和pcr反应腔104连接，使得微流控芯片沿顺时针或逆时针其中一个方向旋转时通过其中一个第三管道1091将废液或气溶胶排入废液腔103，沿另一个方向旋转时通过另一个第三管道1091将待检测样本液或气溶胶排入pcr反应腔104。例如，当微流控芯片沿逆时针方向旋转时通过其中一个第三管道1091将废液或气溶胶排入废液腔103，沿顺时针方向旋转时通过另一个第三管道1091将待检测样本液或气溶胶排入pcr反应腔104，结构简单，降低了成本。
50.在本技术中，分液腔1092的横截面可以呈梯形、扇形、扇环形或其它形状，第一分液孔10921和第二分液孔10922分别设置在分液腔1092远离固定孔105一侧的两端；当微流控芯片沿顺时针方向和逆时针方向中的其中一个方向旋转时，第一分液孔10921工作；当微流控芯片沿另一个方向旋转时，第二分液孔10922工作，即微流控芯片沿不同方向旋转便使得液体或气溶胶进入不同的分液孔，以便根据需求将液体或气溶胶排入废液腔103或pcr反应腔104。
51.可选的，分液腔1092的横截面呈扇形，在本实施例中，当微流控芯片顺时针方向旋转时，第二分液孔10922进行作业，液体或气溶胶可以沿第二分液孔10922进入pcr反应腔104；当微流控芯片逆时针方向旋转时，第一分液孔10921进行作业，液体或气溶胶可以沿第一分液孔10921进入废液腔103。
52.可选的，废液腔103的横截面可以呈扇环形、梯形、扇形或其它形状。
53.在本技术一具体实施例中，如图1所示，废液腔103的横截面呈扇环形，且与固定孔105同心设置，废液腔103远离混匀腔102的一端靠近固定孔105的一侧通过第四管道110与进样腔101靠近固定孔105的一侧相连通，使得微流控芯片在旋转排废时，废液腔103中的气溶胶可以排入进样腔101，在微流控芯片内循环流动，避免气溶胶外泄污染环境。
54.可选的，pcr反应腔104可以为多个，具体数量可以根据需求设置，pcr反应腔104内可以根据需求放置如酶、引物、荧光物质等冻干试剂。pcr反应腔104通过第五管道111分别与第二分液孔10922和第四管道110相连，pcr反应腔104环绕第五管道111设置且通过第六管道112与第五管道111相连通。
55.在本技术另一具体实施例中，如图1所示，pcr反应腔104的数量为8个，pcr反应腔104的横截面呈圆形，8个pcr反应腔104环设在第五管道111的外周，pcr反应腔104靠近固定
孔105的一侧通过第六管道112与第五管道111相连通，结构简单，布局紧凑，能够解决多联检的问题，降低了成本。
56.进一步的，第四管道110包括第一连接段1102、第二连接段1103以及与固定孔105同心设置的第一环段1101，第一环段1101的一端通过第一连接段1102与废液腔103相连通，第一环段1101的另一端通过第二连接段1103与进样腔101相连通。第五管道111包括第三连接段1112以及与固定孔105同心设置的第二环段1111，第二环段1111的一端与第二分液孔10922相连通，第二环段1111的另一端通过第三连接段1112与第一环段1101相连通。第二环段1111到固定孔105的中心的距离大于第一环段1101到固定孔105的中心的距离，使得废液腔103中的气溶胶和pcr反应腔104中的气溶胶到第四管道110的第一环段1101中汇集排入进样腔101中，共用部分管路，简化了管路结构，有利于气溶胶平稳顺利的排入进样腔101内。
57.进一步的，第二环段1111围设在第一环段1101的外周，多个pcr反应腔104环设在第二环段1111的外周，结构简单、布局紧凑，减少占用空间。
58.另一方面，本技术还公开了一种分子诊断设备，包括如前述任一实施例中的微流控芯片及检测机构，检测机构用于对微流控芯片中的待检测样本进行检测。
59.如图1所示，在一个实施例中，第一管道107、第二管道108、第三管道1091、第四管道110、第五管道111以及第六管道112可以为开设在微流控芯片上的毛细管。
60.本实用新型的微流控芯片及分子诊断设备，通过简单结构，紧凑的布局，使得微流控芯片内的气体和/或气溶胶能够通过第一循环回路和第二循环回流在微流控芯片内部循环流动，即不会对样本检测造成影响，又避免气溶胶外漏污染环境，与传统微流控芯片气溶胶处理装置相比，结构更加简单，使用操作简单方便，降低了成本。
61.以上仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。