技术领域
[0001] 本实用新型属于生物医学检测领域，具体涉及一种在线脱气的微流控芯片。
相关背景技术
[0002] 微流控芯片是将传统的实验室样品处理、分析、检测等工作集成到只有几平方厘米的芯片上完成。通过微流体控制、微结构单元等设计，在芯片上实现生化等结果的检测。当芯片工作时，需要从外部加入待检测物质或者反应液体，在这个过程中会将气泡带入芯片内部。
[0003] 由于芯片内部是精密的管道结构和微小的腔室，当气泡存在的时候，会引起液体流动的阻碍、流动方向的限制甚至对检测结果产生巨大的影响。所以需要考虑在加入液体的过程中去除液体中可能带入的气泡。微流控芯片加入液体过程中，会造成芯片管路内残留气泡、微流控芯片加样口密封的问题以及芯片内部温度传导的问题都会影响检测结果。
[0004] 现有技术中采用较大的进样腔室，样品加入后静置，利用重力或者离心力作用使气泡汇聚于腔室上部，再让下部的液体通过离心力流入芯片内部。这种方法需要过量体积的样品，同时会有静置或者离心等必要步骤。此外，在芯片外处理好液体去除气泡，利用连接到芯片的管路将液体注入芯片。这样的芯片需要跟外部的设备有管路连接，影响了芯片的移动和携带便捷性。或者，液体注入芯片后，使用高速旋转的方式，利用离心力将液体甩入检测腔室，排除气泡。这种方法需要流路的合理设计，同时需要外部的离心设备支持。
[0005] 因此，急需一种通过结构设计达到加样同时完成气体脱除，同时简单便携，外部辅助装置简单的微流控芯片。实用新型内容
[0006] 为了克服现有技术上的问题，本实用新型提供了一种在线脱气的微流控芯片，样品在微流控管路内经过在线脱气单元去除液体中混入的空气，无需离心脱气前处理有效去除加样液以及反应腔室中的气体，从而保证反应腔室中的反应可靠性。
[0007] 本实用新型提供以下技术方案：
[0008] 一种在线脱气的微流控芯片，其中脱气反应区包括进样口、主液体通道、反应腔室和废液存储腔室，所述进样口通过主液体通道与废液存储腔室连通，主液体通道通过液路与反应腔室相连通，在所述在主液体通道上设有在线脱气通道，所述在线脱气通道顶层由半透膜封盖。
[0009] 进一步的，所述在线脱气单元设置在紧挨进样口的主液体通道上游，主液体通道通过进液支通道连接在反应腔室的下部，反应腔室的上部连接出液支通道，出液支通道的出口位置顶部由半透膜封盖，出口连通至芯片顶层设为反应腔室气体出口。
[0010] 进一步的，在所述反应腔室上方由腔室密封膜封盖，密封膜为透明材质。
[0011] 进一步的，所述微流控芯片从下至上分为三层结构，分别为底层、中间层和顶层，所述底层为芯片基板层，所述中间层包括主液体通道、进液支通道、反应腔室、出液支通道，所述顶层包括进样口、盖板和所述半透膜和密封膜。
[0012] 进一步的，所述进样口设有密封隔垫密封进样口。
[0013] 进一步的，所述主液体通道通过若干进液支通道连接若干反应腔室，所述芯片包含多个脱气反应区。
[0014] 进一步的，在所述微流控芯片中间设有离心机连接孔。
[0015] 采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
[0016] (1)本实用新型设计的在线脱气通道能够在进样的同时完成液体的脱气，并且能够使反应腔室中产生的气体进一步去除，保证反应的有效性和检查精确度。
[0017] (2)本实用新型使用隔垫密封进样口和在线脱气通道的结构，操作者可以使用常规注射器加样，并且无需进过离心等操作排除样品中混入的气泡，芯片结构简单，操作简单，并可在反应腔室中完成多种生物反应、检测工作，使用广泛。
具体实施方式
[0024] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的结构图及具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0025] 实施例1
[0026] 如图1所示，本实用新型提供了一种在线脱气的微流控芯片，其中脱气反应区包括进样口1、主液体通道2、反应腔室6和废液存储腔室3，进样口通过主液体通道与废液存储腔室连通，主液体通道通过液路与反应腔室相连通，在在主液体通道上设有在线脱气通道4，在线脱气通道顶层由半透膜封盖，在线脱气通道顶层由半透膜封盖。这样液体从进样口通过主液体通道师通过在线脱气通道气体从半透膜排出，脱气后的液体进入反应腔室。
[0027] 在线脱气单元可以设置在紧挨进样口的主液体通道上游，这样在反应腔室之前完成脱气。主液体通道通过进液支通道5连接在反应腔室的下部，反应腔室的上部连接出液支通道7，出液支通道的出口位置顶部由半透膜封盖，出口连通至芯片顶层设为反应腔室气体出口9。这样液体下进上出，这样反应腔室中的气体也可以从气体出口排出。
[0028] 在反应腔室上方由腔室密封膜封盖，使用时可以向反应腔室中添加反应试剂后将密封膜封闭，密封膜为透明材质。可以透过反应腔室的密封膜进行多种观察、检测。
[0029] 优选的，如图3所示，进样口设有密封隔垫11，用于密封进样口。样品可以通过注射器刺入密封隔垫进行加注，拔出注射器之后，隔垫自动密封进样口，避免液体泄漏。
[0030] 实施例2
[0031] 如图2所示，微流控芯片从下至上分为三层结构，分别为底层、中间层和顶层，底层为芯片基板层，中间层包括主液体通道、进液支通道、反应腔室、出液支通道，顶层包括进样口、盖板和半透膜和密封膜。三层结构盖板和中间层和底层的材质可以是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等材质，三层之间键合方式可以是激光焊接，超声波焊接，热焊接或胶粘等工艺。进样口凸出与芯片盖板的结构可使用点胶固化工艺固定。半透膜使用双面胶固定在芯片上；密封膜粘贴在盖板对应位置。
[0032] 优选的，主液体通道通过若干进液支通道连接若干反应腔室，芯片包含多个脱气反应区。在微流控芯片中间设有离心机连接孔，可与离心机的旋转轴卡接固定。
[0033] 实施例3
[0034] 本实用新型提供了一种用于新型冠状病毒的微流控芯片，在各个反应腔室按照主液体通道的先后顺序分别放入第一恒温扩增冻干试剂，第二恒温扩增冻干试剂，第三恒温扩增冻干试剂和第四恒温扩增冻干试剂，恒温扩增试剂为冻干微球或者冻干粉形态，第一恒温扩增试剂为新型冠状病毒的开放读码框基因的阳性质控，第二恒温扩增试剂用于检测新型冠状病毒的开放读码框基因，第三恒温扩增试剂用于检测新型冠状病毒的核壳蛋白基因，第四恒温扩增试剂为新型冠状病毒的核壳蛋白基因的阳性质控。
[0035] 其中，第一恒温扩增试剂包括新型冠状病毒假病毒、Bst DNA聚合酶、开放读码框基因引物、dNTPs、反应缓冲液、Mg2+、EvaGreen；第二恒温扩增试剂包括Bst DNA聚合酶、开放读码框基因引物、dNTPs、反应缓冲液、Mg2+、EvaGreen；第三恒温扩增试剂包括Bst DNA聚合酶、核壳蛋白基因引物、dNTPs、反应缓冲液、Mg2+、EvaGreen；第四恒温扩增试剂包括新型冠状病毒假病毒、Bst DNA聚合酶、核壳蛋白基因引物、dNTPs、反应缓冲液、Mg2+、EvaGreen。
[0036] 其中，核壳蛋白基因引物采用以下表1中三组引物：
[0037]引物名称 序列
N‑F3 TCAAGCCTCTTCTCGTTCCT
N‑B3 AGTGACAGTTTGGCCTTGTT
N‑FIP GCAGGAGAAGTTCCCCTACTGCCATCACGTAGTCGCAACAGT
N‑BIP GCGGTGATGCTGCTCTTGCTTTGTTGGCCTTTACCAGACA
N‑LF TGCCTGGAGTTGAATTTCTTG
N‑LB TTGCTGCTGCTTGACAGA
[0038] 表1
[0039] 开放读码框基因引物采用以下表2中两组引物：
[0040]O‑F3 ATCCTAAAGGATTTTGTGACTT
O‑B3 CCGTTTAAAAACGATTGTGCA
O‑FIP TGTTTTTAAGTGTAAAACCCACAGGAAGGTAAGTATGTACAAATACCTAC
O‑BIP AGTCTGTACCGTCTGCGGTACAGCTGACTGAAGCATGG
[0041] 表2
[0042] 实施例4
[0043] 本实用新型提供了一种新型冠状病毒的微流控芯片的检测方法，包括以下步骤：
[0044] 步骤一：将采样后的口腔拭子或者鼻腔拭子样品放入裂解试剂中搅动，得裂解液；
[0045] 步骤二：使用注射器吸取裂解液，从进样口将裂解液注入微流控芯片，裂解液在在线脱气通道完成气体脱离后依次进入反应腔室，反应腔室中原有的气体从所述反应腔室气体出口排出，裂解液在各反应腔室中溶解试剂冻干微球或者冻干粉；
[0046] 步骤三：将微流控芯片的离心机连接孔与离心机的旋转轴卡接固定，离心后主液体通道的多余液体进入废液储存腔室；
[0047] 步骤四：将微流控芯片转移到仪器的恒温检测区，仪器自动对芯片进行恒温控制启动扩增反应，同时对反应腔室进行荧光检测，通过荧光扩增曲线检查判断样品中是否含有新型冠状病毒。
[0048] 对阴性样本、假病毒阳性样本应用本实用新型的新型冠状病毒的微流控芯片的检测方法进行新冠病毒的检测，分别将阴性样本(水)、含有新冠病毒基因片段的假病毒样本(浓度为8000‑10000拷贝/100uL)放入裂解液，体积比为1∶1混合，裂解15min后得裂解混合液；使用注射器吸取裂解混合液200uL，从进样口将裂解液注入微流控芯片，裂解液在在线脱气区完成气体脱离后依次进入反应腔室，各反应腔室已经添加了实施例3中记载恒温扩增试剂。在65℃条件下恒温加热扩增反应；在扩增过程中对各反应腔室进行荧光检测，使用470nm波长激发光，检测525nm发射波长信号，每隔1min采集一次荧光强度数据，结果如图4、
5所示。
[0049] 图4表示使用阴性样本检测的结果，其中红色线代表1、4孔的阳性质控，最高的红色线表示核壳蛋白基因的阳性质控的荧光强度曲线，次高的红色线表示开放读码框基因的阳性质控荧光强度曲线；黑色线为2、3孔的样本检测曲线，稍高黑色线为核壳蛋白基因的荧光强度曲线，稍低黑色线为开放读码框基因荧光强度曲线。质控曲线升高表明扩增已经发生，而样品曲线45min内无升高，代表没有发生扩增反应。
[0050] 图5表示使用假病毒阳性样本的检测结果，其中红色线代表1、4孔的阳性质控，最高的红色线表示核壳蛋白基因的阳性质控的荧光强度曲线，次高的红色线表示开放读码框基因的阳性质控荧光强度曲线；黑色线为2、 3孔的样本检测曲线，稍高黑色线为核壳蛋白基因的荧光强度曲线，稍低黑色线为开放读码框基因荧光强度曲线。四条曲线都升高，表明都发生了扩增反应。图4、图5比对后证明本实用新型的芯片能够有效检测新冠病毒样本，检测灵敏。
[0051] 以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
