本發(fā)明涉及核酸檢測(cè)，具體涉及一種具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片。

背景技術(shù)：

1、病原微生物檢測(cè)技術(shù)包括涂片鏡檢、分離培養(yǎng)與生化反應(yīng)以及組織細(xì)胞培養(yǎng)等傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)，還包括抗原抗體檢測(cè)和核酸檢測(cè)等臨床常用方法。傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，不適用于病原體快速篩查。與抗原抗體檢測(cè)相比，核酸檢測(cè)具有高靈敏度、高特異性的優(yōu)勢(shì)，因此對(duì)于早期診斷和無(wú)癥狀感染者的篩查具有重要意義。

2、核酸檢測(cè)技術(shù)在即時(shí)檢測(cè)中應(yīng)用的限制主要在于依賴(lài)于專(zhuān)業(yè)人員操作和專(zhuān)業(yè)的儀器設(shè)備。然而在基層醫(yī)療系統(tǒng)中，由于缺少專(zhuān)業(yè)分子生物實(shí)驗(yàn)室，核酸檢測(cè)技術(shù)難以普及。為了應(yīng)對(duì)基層快速、大規(guī)模篩查等檢測(cè)需求，急需一種低成本、便攜、無(wú)儀器依賴(lài)、且適用于實(shí)時(shí)檢測(cè)的微流控芯片。

3、目前用于多靶標(biāo)檢測(cè)的微流控技術(shù)，旨在通過(guò)集成化和微型化手段實(shí)現(xiàn)對(duì)多種生物分子的同時(shí)檢測(cè)與分析，以期提高檢測(cè)效率和準(zhǔn)確性。然而，這一技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中面臨著顯著挑戰(zhàn)，尤其是在液體樣品的精確分配問(wèn)題上。一方面，當(dāng)芯片設(shè)計(jì)允許液體完全均分時(shí)，通常會(huì)受到檢測(cè)靶標(biāo)數(shù)量的限制。這是因?yàn)榇蟛糠值囊后w均分是建立在流道1分2的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因此要求靶標(biāo)數(shù)量必須為2n(n≥1)。另一方面，目前微流控芯片設(shè)計(jì)的分流流道和擴(kuò)增反應(yīng)腔在同一平面上，無(wú)法保證液體不回流，或不滯留在流道中，因而導(dǎo)致液體損耗增加。

4、因此，急需開(kāi)發(fā)出一種具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片，以擺脫對(duì)檢測(cè)靶標(biāo)數(shù)量的限制并能有效降低液體損耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種能擺脫對(duì)檢測(cè)靶標(biāo)數(shù)量的限制并能有效降低液體損耗的具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片，包括：

4、反應(yīng)層，頂面向內(nèi)凹陷開(kāi)設(shè)有多個(gè)擴(kuò)增反應(yīng)腔以及多個(gè)上樣緩沖倉(cāng)，還開(kāi)設(shè)有多個(gè)試紙存放槽；多個(gè)所述擴(kuò)增反應(yīng)腔、多個(gè)所述上樣緩沖倉(cāng)以及多個(gè)所述試紙存放槽一一位置對(duì)應(yīng)設(shè)置，且所述擴(kuò)增反應(yīng)腔連通對(duì)應(yīng)的所述上樣緩沖倉(cāng)；

5、密封層，裝設(shè)于所述反應(yīng)層上；

6、分液層，裝設(shè)于所述密封層的一端，并凸出于所述密封層的頂面，所述分液層與所述密封層配合密封所述反應(yīng)層，所述分液層開(kāi)設(shè)有一豎向設(shè)置的進(jìn)樣口、多個(gè)樣本分流通道以及多個(gè)樣本豎向流道，所述進(jìn)樣口向上貫通所述分液層的頂面，所述樣本豎向流道向下貫通所述分液層的底面，多個(gè)所述樣本分流通道呈輻射狀分布，所述樣本分流通道的頂端連通所述進(jìn)樣口，底端連通所述樣本豎向流道；其中，

7、多個(gè)所述樣本豎向流道、多個(gè)所述樣本分流通道以及多個(gè)所述擴(kuò)增反應(yīng)腔一一位置對(duì)應(yīng)設(shè)置，多個(gè)所述樣本分流通道的尺寸相同且沿一錐形面間隔設(shè)置，多個(gè)所述樣本豎向流道的尺寸也相同，所述錐形面與所述進(jìn)樣口共軸線設(shè)置，所述擴(kuò)增反應(yīng)腔豎向正對(duì)并連通對(duì)應(yīng)的所述樣本豎向流道。

8、進(jìn)一步地，所述擴(kuò)增反應(yīng)腔與所述樣本豎向流道豎向間距設(shè)置。

9、進(jìn)一步地，所述擴(kuò)增反應(yīng)腔與所述上樣緩沖倉(cāng)之間通過(guò)流阻通道連通。

10、進(jìn)一步地，所述流阻通道包括第一u形管、以及與所述第一u形管的兩端分別相連的兩第二u形管，所述第二u形管的開(kāi)口方向與所述第一u形管的開(kāi)口方向相反。

11、進(jìn)一步地，還包括毛細(xì)墻，所述毛細(xì)墻的一端進(jìn)入所述上樣緩沖倉(cāng)內(nèi)，另一端與所述試紙存放槽內(nèi)的試紙相接。

12、進(jìn)一步地，所述上樣緩沖倉(cāng)的底壁低于所述流阻通道的底壁。

13、進(jìn)一步地，還包括底座，裝設(shè)于所述反應(yīng)層的底部，所述底座內(nèi)設(shè)有加熱模塊存放槽，所述加熱模塊存放槽用于存放加熱模塊，所述加熱模塊用來(lái)加熱所述擴(kuò)增反應(yīng)腔。

14、進(jìn)一步地，所述底座與所述反應(yīng)層滑動(dòng)連接。

15、進(jìn)一步地，所述分液層上還開(kāi)設(shè)有一稀釋液囊泡放置孔、呈輻射狀布置的多個(gè)稀釋液分流通道、與多個(gè)所述稀釋液分流通道的底端一一位置對(duì)應(yīng)并連通的多個(gè)稀釋液豎向流道；所述稀釋液囊泡放置孔與所述進(jìn)樣口在水平方向上間距設(shè)置；所述稀釋液囊泡放置孔用于收納稀釋液囊泡；多個(gè)所述稀釋液分流通道的頂端分別連通所述稀釋液囊泡放置孔，所述反應(yīng)層上開(kāi)設(shè)有多個(gè)稀釋液腔，所述稀釋液腔豎向一一正對(duì)并連通所述稀釋液豎向流道。

16、進(jìn)一步地，所述密封層上設(shè)有結(jié)果顯示窗口，所述結(jié)果顯示窗口的數(shù)量與所述擴(kuò)增反應(yīng)腔的數(shù)量相同。

17、本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

18、1.本發(fā)明提供的具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片，由于分液層開(kāi)設(shè)有一豎向設(shè)置的進(jìn)樣口、多個(gè)樣本分流通道以及多個(gè)樣本豎向流道，進(jìn)樣口向上貫通分液層的頂面，樣本豎向流道向下貫通分液層的底面，多個(gè)樣本分流通道呈輻射狀分布，樣本分流通道的頂端連通進(jìn)樣口，底端連通樣本豎向流道；多個(gè)樣本豎向流道、多個(gè)樣本分流通道以及多個(gè)擴(kuò)增反應(yīng)腔一一位置對(duì)應(yīng)設(shè)置，多個(gè)樣本分流通道的尺寸相同且沿一錐形面間隔設(shè)置，多個(gè)樣本豎向流道的尺寸也相同，錐形面與進(jìn)樣口共軸線設(shè)置，擴(kuò)增反應(yīng)腔豎向正對(duì)并連通對(duì)應(yīng)的樣本豎向流道，因此可將樣本以及稀釋液均分至對(duì)應(yīng)的擴(kuò)增反應(yīng)腔內(nèi)，以便能實(shí)現(xiàn)多靶標(biāo)檢測(cè)，另外，由于在樣本分流通道的下方還設(shè)置有樣本豎向流道，且分液層凸出于密封板的頂面，因此可增大樣本以及稀釋液的豎向流動(dòng)路徑，使樣本以及稀釋液在自身重力作用下具有更大的流動(dòng)速度，并且在慣性作用下，盡量多地進(jìn)入擴(kuò)增反應(yīng)腔，減少液體損耗，保證樣本以及稀釋液濃度，進(jìn)而可提高檢測(cè)準(zhǔn)確性。再者使用具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片只需將樣本進(jìn)行常溫裂解后，通過(guò)進(jìn)樣口加入擴(kuò)增反應(yīng)腔內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)增反應(yīng)，擴(kuò)增產(chǎn)物被稀釋液稀釋后進(jìn)入上樣緩沖倉(cāng)后再到達(dá)試紙存放槽內(nèi)的試紙，并由試紙便捷地顯示出檢測(cè)結(jié)果，因此能實(shí)現(xiàn)低成本、便攜以及實(shí)時(shí)的檢測(cè)，還無(wú)需依賴(lài)專(zhuān)業(yè)人員的操作和專(zhuān)業(yè)的儀器設(shè)備，可應(yīng)對(duì)基層快速、大規(guī)模篩查等檢測(cè)需求，并以輻射狀布置的樣本分流通道的形式，擺脫對(duì)檢測(cè)靶標(biāo)數(shù)量的限制。

19、2.本發(fā)明提供的具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片，擴(kuò)增反應(yīng)腔與樣本豎向流道豎向間距設(shè)置，這樣一來(lái)，可降低擴(kuò)增反應(yīng)腔內(nèi)的液體進(jìn)入樣本豎向流道的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步降低液體損耗的可能性，增加檢測(cè)準(zhǔn)確性。

20、3.本發(fā)明提供的具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片，流阻通道包括第一u形管、以及與第一u形管的兩端分別相連的兩第二u形管，第二u形管的開(kāi)口方向與第一u形管的開(kāi)口方向相反，這樣的流阻通道，一方面可防止加入擴(kuò)增反應(yīng)腔的樣本在擴(kuò)增反應(yīng)前或者擴(kuò)增反應(yīng)過(guò)程中直接流入上樣緩沖倉(cāng)，另一方面，可在試紙檢測(cè)之前進(jìn)一步混勻擴(kuò)增產(chǎn)物和稀釋液。

21、4.本發(fā)明提供的具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片，上樣緩沖倉(cāng)的底壁低于流阻通道的底壁，以便能儲(chǔ)存一部分稀釋后的擴(kuò)增產(chǎn)物，防止大量的稀釋后的擴(kuò)增產(chǎn)物直接涌向試紙，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)。

22、5.本發(fā)明提供的具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片，底座與反應(yīng)層滑動(dòng)連接，可方便取出加熱模塊，以便重復(fù)使用。

技術(shù)特征：

1.一種具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片，其特征在于，所述多靶標(biāo)微流控芯片包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片，其特征在于，所述擴(kuò)增反應(yīng)腔(32)與所述樣本豎向流道(13)豎向間距設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片，其特征在于，所述擴(kuò)增反應(yīng)腔(32)與所述上樣緩沖倉(cāng)(34)之間通過(guò)流阻通道(33)連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片，其特征在于，所述流阻通道(33)包括第一u形管、以及與所述第一u形管的兩端分別相連的兩第二u形管，所述第二u形管的開(kāi)口方向與所述第一u形管的開(kāi)口方向相反。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片，其特征在于，還包括毛細(xì)墻(35)，所述毛細(xì)墻(35)的一端進(jìn)入所述上樣緩沖倉(cāng)(34)內(nèi)，另一端與所述試紙存放槽(36)內(nèi)的試紙(5)相接。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片，其特征在于，所述上樣緩沖倉(cāng)(34)的底壁低于所述流阻通道(33)的底壁。

7.根據(jù)權(quán)利要求1－4或6中任一項(xiàng)所述的具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片，其特征在于，還包括底座(4)，裝設(shè)于所述反應(yīng)層(3)的底部，所述底座(4)內(nèi)設(shè)有加熱模塊存放槽(42)，所述加熱模塊存放槽(42)用于存放加熱模塊，所述加熱模塊用于加熱所述擴(kuò)增反應(yīng)腔(32)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片，其特征在于，所述底座(4)與所述反應(yīng)層(3)滑動(dòng)連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片，其特征在于，所述分液層(1)上還開(kāi)設(shè)有一稀釋液囊泡放置孔、呈輻射狀布置的多個(gè)稀釋液分流通道(16)、與多個(gè)所述稀釋液分流通道(16)的底端一一位置對(duì)應(yīng)并連通的多個(gè)稀釋液豎向流道(17)；所述稀釋液囊泡放置孔與所述進(jìn)樣口(11)在水平方向上間距設(shè)置；所述稀釋液囊泡放置孔用于收納稀釋液囊泡(15)；多個(gè)所述稀釋液分流通道(16)的頂端分別連通所述稀釋液囊泡放置孔的底端，所述反應(yīng)層(3)上開(kāi)設(shè)有多個(gè)稀釋液腔(38)，所述稀釋液腔(38)豎向一一正對(duì)并連通所述稀釋液豎向流道(17)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片，其特征在于，所述密封層(2)上設(shè)有結(jié)果顯示窗口(21)，所述結(jié)果顯示窗口(21)的數(shù)量與所述擴(kuò)增反應(yīng)腔(32)的數(shù)量相同。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及核酸檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種具有新型液體分流方式的多靶標(biāo)微流控芯片，包括反應(yīng)層、密封層、分液層；反應(yīng)層開(kāi)設(shè)有均為多個(gè)的擴(kuò)增反應(yīng)腔、上樣緩沖倉(cāng)以及試紙存放槽；分液層內(nèi)設(shè)有一豎向設(shè)置的進(jìn)樣口、多個(gè)樣本分流通道以及多個(gè)樣本豎向流道，進(jìn)樣口和樣本豎向流道分別向上、向下貫通分液層的頂面、底面；樣本豎向流道、樣本分流通道以及擴(kuò)增反應(yīng)腔位置對(duì)應(yīng)設(shè)置，且多個(gè)樣本分流通道分別連通進(jìn)樣口，多個(gè)樣本分流通道的尺寸相同且沿一錐形面間隔設(shè)置，多個(gè)樣本豎向流道的尺寸也相同，樣本豎向流道連通擴(kuò)增反應(yīng)腔?？墒箻颖就耆?，推動(dòng)多個(gè)并行反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行；并使盡量多的樣本進(jìn)入擴(kuò)增反應(yīng)腔，減少液體損耗，進(jìn)而可提高檢測(cè)準(zhǔn)確性。

技術(shù)研發(fā)人員：周蕾,吳曉雅,孫崇思,胡秋實(shí),蘇妍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19