技术领域
[0001] 本实用新型属于生物医学检测领域，具体涉及一种核酸检测微流控芯片。
相关背景技术
[0002] 目前通过核酸检测流程包括样本采集存放与运输、及实验室检测。实验室内完成样本前处理、待测核酸提取和检测，操作过程复杂，尤其涉及样本前处理部分要求严格，所以对操作环境和人员提出了严格的要求，一方面需要在专用实验室完成，另一方面需要专业操作人员完成操作，这些限制了核酸检测方法在不同场景下的应用。
[0003] 常规实验室内核酸检测步骤分为样本前处理、核酸提取、核酸扩增和检测，操作过程复杂，涉及样本前处理、核酸扩增和检测，所以对操作环境和人员提出了严格的要求，全封闭的核酸检测环境能够扩大核酸检测的操作场景，方便核酸检测快速、高效完成。
[0004] 微流控芯片技术，是通过微尺度下流体的控制，将生物、化学、医学分析过程中的样品制备、富集、反应、分离、检测单元集成至芯片上，具有小型化、低成本、液体流体可控、消耗试剂少、分析速度快、易于集成化规模化等特点，已经被广泛应用于生物学和医学研究领域。通过各种结构单元，例如微阀、微泵及浓度梯度生成器等设计，能够更好地模拟体内生理环境，实现多种细胞培养研究的集成，以达到自动分析的目的。
[0005] 因此，目前急需一种新型的核酸生物检测芯片，集成化操作，全封闭检测，减少人工操作，提高检测效率。实用新型内容
[0006] 为了克服现有技术上的问题，本实用新型提供一种核酸检测微流控芯片，大大缩短了检测的时间，提高了检测效率，具有多联检的特点。
[0007] 本实用新型提供以下技术方案：
[0008] 一种核酸检测的微流控芯片，其特征在于，包括底板、储液转子和顶盖，所述底板上设有生物检测反应腔室和若干沟道，生物检测反应腔室内预封核酸检测所需反应试剂，所述腔体包括裂解腔、加样腔和混合腔，所述顶盖上设有与所述沟道位置对应的凸起，由电机带动储液转子转动，腔体内的活塞连杆通过顶盖凸起时带动活塞在腔室内移动推动液体转移，使核酸检测样品在生物检测反应腔室内完成生物检测。
[0009] 进一步的，底板上设有能够与加样腔和裂解腔的出液孔道位置对应的裂解液转移沟道，裂解腔内活塞连接平头活塞连杆，顶盖上与裂解液转移沟道的对应位置设有斜面凸起；
[0010] 底板上设有能够与加样腔和混合腔的出液孔道位置对应的样本液转移沟道，混合腔内活塞连接球头活塞连杆，顶盖上与样本液转移沟道的对应位置设有斜面槽型凸起；
[0011] 底板上设有能够与生物检测反应腔室连通的进样沟道，进样沟道与裂解液转移沟道为同心排布的弧形沟道，进样沟道能够与斜面凸起位置对应，顶盖上还设有密封加样腔的封盖。
[0012] 进一步的，所述进样沟道与主液体通道连通，主液体通道分别通过支液体通道连通生物检测反应腔室，支液体通道分为进液支通道和出液支通道，生物检测反应腔室液体下进上出，生物检测反应腔室上端为斜面，斜面顶端聚拢于排液管路上端口，排液管路连接出液支通道。
[0013] 进一步的，所述排液管路下端口与芯片底板上的透气膜相连。
[0014] 采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
[0015] 1、使用微流控芯片作为反应载体，内置冻干试剂，体积小，取用灵活。
[0016] 2、微流控芯片拥有全密封结构，加入样本后则无需再次开盖，使芯片内环境与外环境隔绝，没有污染风险，无需专用分区实验室；芯片全集成，减少人工操作步骤，只需原始样本加入，将在芯片内完成核酸释放与扩增。
[0017] 3、单芯片单样本，配合便携式扩增设备，可以在不同场景下做到样本随到随检。
具体实施方式
[0027] 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。
[0028] 实施例1
[0029] 本实用新型提供了一种核酸检测的微流控芯片，如图1‑7所示，包括底板1、储液转子2和顶盖3，底板上设有生物检测反应腔室101和若干沟道，生物检测反应腔室内预封核酸检测所需反应试剂。芯片外包裹生物检测反应腔室的位置设有能提供反应所需热量的温度控制模块，以及对腔室内进行检测的光学信号采集模块。
[0030] 腔体包括裂解腔201、加样腔202和混合腔203，样品从顶盖的加样孔303加入到样本腔中，加样孔能够连接加样腔。顶盖上设有与沟道位置对应的凸起，由电机带动储液转子转动，腔体内的活塞连杆通过顶盖凸起时带动活塞在腔室内移动推动液体转移，使核酸检测样品在生物检测反应腔室内完成生物检测。
[0031] 底板上设有能够与加样腔和裂解腔的出液孔道204位置对应的裂解液转移沟道102，裂解腔内活塞连接平头活塞连杆205，顶盖上与裂解液转移沟道的对应位置设有斜面凸起301。这样当储液转子转动到裂解液转移沟道与加样腔和裂解腔的出液孔道相连通时，斜面凸起下压平头活塞连杆，将裂解腔中的裂解液压入加样腔。
[0032] 底板上设有能够与加样腔202和混合腔203的出液孔道204位置对应的样本液转移沟道103，混合腔内活塞连接球头活塞连杆206，顶盖上与样本液转移沟道的对应位置设有斜面槽型凸起304。当储液转子转动到样本液转移沟道与加样腔的出液孔道和混合腔的出液孔道相连通时，球头活塞连杆进入斜面槽型凸起的凹槽内，球头活塞在槽型凸台的作用下向上提升，加样腔内的样本液被吸入混合腔。正向、反向转动储液转子，球头活塞连杆在斜面槽型凸起的凹槽内反复提升和下压，混合混合腔内的液体。
[0033] 底板上设有能够与生物检测反应腔室连通的进样沟道109，进样沟道109与裂解液转移沟道102为同心排布的弧形沟道，进样沟道能够与斜面凸起301位置对应，顶盖上还设有密封加样腔的封盖302。当储液转子转动到，进样沟道与混合腔的出液孔道相连通时，混合腔内活塞连接球头活塞连杆过顶盖上的斜面凸起时下压，混合样本液被压入进样沟道，最终在生物检测反应腔室内完成核酸检测。
[0034] 进样沟道与主液体通道104连通，主液体通道分别通过支液体通道连通生物检测反应腔室，支液体通道分为进液支通道105和出液支通道106，生物检测反应腔室液体下进上出，生物检测反应腔室上端为斜面，斜面顶端聚拢于排液管路107上端口，排液管路连接出液支通道。优选的，排液管路下端口与芯片底板上的透气膜相连。排液管路连接出液支通道，可保证加注液体过程中，反应腔室内部的气泡始终处于顶端排液管路位置，并完全排出反应腔室。
[0035] 实施例2
[0036] 应用本实用新型的核酸检测的微流控芯片进行核酸检测的方法，包括以下步骤：
[0037] 步骤一 在生物检测反应腔室内预封引物、Bst DNA聚合酶、dNTPs、反应缓冲液、Mg2+、EvaGreen冻干试剂，在裂解腔内加入核酸裂解液，待测核酸样本加入到样品腔中，关闭顶盖上的封盖；
[0038] 步骤二 储液转子转动，裂解液转移沟道与裂解腔的出液孔道和加样腔的出液孔道相连通，裂解腔内活塞连接平头活塞连杆通过顶盖上的斜面凸起时下压，裂解腔内的裂解液体被压入裂解液转移沟道，裂解液进入加样腔进行核酸裂解；
[0039] 步骤三 储液转子转动，样本液转移沟道与加样腔的出液孔道和混合腔的出液孔道相连通，混合腔内活塞连接球头活塞连杆进入顶盖上的斜面槽型凸起的凹槽内，球头活塞在槽型凸台的作用下向上提升，加样腔内的样本液被吸入混合腔；
[0040] 步骤四 储液转子转动，进样沟道与混合腔的出液孔道相连通，混合腔内活塞连接球头活塞连杆通过顶盖上的斜面凸起时下压，混合腔内的混合样本液被压入进样沟道，并通过液路进入反应腔室，在反应腔室内的完成核酸检测。
[0041] 优选的，在步骤三中，正向、反向转动储液转子，球头活塞连杆在斜面槽型凸起的凹槽内反复提升和下压，混合混合腔内的液体。
[0042] 使用本实施例的芯片进行新冠病毒核酸检测，生物检测反应腔室设计为四个反应腔室分别为阳性质控品腔室、新冠病毒开放读码框基因检测腔室、新冠病毒核壳蛋白基因检测腔室和阴性质控品腔室。第一反应腔室预先封存冻干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、Mg2+、EvaGreen；第二反应腔室预先封村冻干试剂包括Bst DNA聚合酶、开放读码框基因引物、dNTPs、Mg2+、EvaGreen；第三反应腔室预选封存冻干试剂包括Bst DNA聚合酶、核壳蛋白基因引物、dNTPs、Mg2+、EvaGreen；第四反应腔室冻干试剂包括Bst DNA聚合酶、dNTPs、Mg2+、EvaGreen。其中的引物序列如下表所示：
[0043] 表1开放读码框基因引物
[0044]O‑F3 ATCCTAAAGGATTTTGTGACTT
O‑B3 CCGTTTAAAAACGATTGTGCA
O‑FIP TGTTTTTAAGTGTAAAACCCACAGGAAGGTAAGTATGTACAAATACCTAC
O‑BIP AGTCTGTACCGTCTGCGGTACAGCTGACTGAAGCATGG
[0045] 表2核壳蛋白基因引物
[0046]引物名称 序列
N‑F3 TCAAGCCTCTTCTCGTTCCT
N‑B3 AGTGACAGTTTGGCCTTGTT
N‑FIP GCAGGAGAAGTTCCCCTACTGCCATCACGTAGTCGCAACAGT
N‑BIP GCGGTGATGCTGCTCTTGCTTTGTTGGCCTTTACCAGACA
N‑LF TGCCTGGAGTTGAATTTCTTG
N‑LB TTGCTGCTGCTTGACAGA
[0047] 使用新冠病毒核酸片段作为样本，加入芯片加样腔后，按照上述核酸检测的方法进行操作，在恒温65℃条件下反应并进行荧光检测，实验结果如图8所示，从图中可以看出，阳性质控(红色线)、开放读码框基因(橙色线)和核壳蛋白基因(绿色线)都发生了扩增，荧光强度增大，出现S形曲线；阴性质控(蓝色线)没有发生扩增，荧光信号没有增加，呈现一条直线。说明芯片内的反应与实际结果吻合。
[0048] 本实用新型实现了将核酸检测反应全过程封闭在一块芯片中完成，自动实现样本提取、扩增和检测于一体的操作，大大简化了核酸检测操作对人员的要求以及对场地的限制。反应使用恒温扩增的方式，使外部温控设备简单；同时结合荧光检测，保证了优异的检测灵敏度。
[0049] 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。
