核酸提取装置以及核酸检测系统的制作方法

本发明涉及体外诊断设备领域，具体涉及一种核酸提取装置以及核酸检测系统。

背景技术：

核酸检测技术是直接对生命体的遗传物质，比如dna、rna，进行检测的技术。核酸检测技术的特异性及灵敏度极高，窗口期短，具备多重检测能力。但是，核酸检测过程十分复杂，步骤繁多，对检测环境、实验室条件、人员技术水平要求甚高。因此，核酸检测的发展趋势为即时检测、随地随检。在体外诊断领域，将此类小型能够方便携带、快速简易、即时即地的检测手段称之为快速检测(point-of-caretest,poct)，也称为床边检测、现场检测等。

技术实现要素：

本发明提出一种核酸提取装置以及核酸检测系统。

本发明实施例提供了一种核酸提取装置，包括：

流道切换模块，包括驱动部、驱动轴以及驱动套；所述驱动轴与所述驱动部驱动连接；所述驱动套被构造为在驱动连接位置和分离位置之间切换；其中，当所述驱动套处于驱动连接位置，所述驱动轴与所述驱动套驱动连接；当所述驱动套处于分离位置，所述驱动轴与所述驱动套断开驱动连接。

在一些实施例中，所述驱动套被构造为能够沿着自身轴向方向相对于所述驱动轴移动，以在驱动连接位置和分离位置之间切换。

在一些实施例中，所述流道切换模块还包括：

第一支架，具有安装孔，所述驱动轴安装于所述安装孔；以及

弹性件，夹设于所述第一支架和所述驱动套之间；

其中，所述驱动套套设于所述驱动轴外侧且与所述驱动轴可滑移地连接。

在一些实施例中，所述流道切换模块还包括：

轴套，安装于所述驱动轴外部且位于所述安装孔内部；所述弹性件夹设于所述轴套和所述驱动套之间。

在一些实施例中，所述驱动套设置有贯穿所述驱动套自身轴向的键槽，所述驱动轴安装有键；所述键槽与所述键配合。

在一些实施例中，所述驱动轴的端部设置有凸起，且所述凸起被构造为限位所述驱动套。

在一些实施例中，所述驱动部包括：

第一电机；以及

传动组件，将所述驱动轴与所述第一电机驱动连接。

在一些实施例中，所述流道切换模块还包括：

限位卡环，安装于所述第一支架，且与所述驱动轴可转动连接；所述限位卡环被构造为限制所述驱动轴相对于所述安装孔沿着所述驱动轴的轴线方向移动。

在一些实施例中，所述流道切换模块还包括：

角度测量组件，安装于所述驱动轴，且被构造为检测所述驱动轴的转动角度。

在一些实施例中，核酸提取装置还包括：

底板，所述流道切换模块可滑移地安装于所述底板。

在一些实施例中，核酸提取装置，其特征在于，还包括：

托板，可滑移地安装于所述底板；所述流道切换模块由所述托板承载。

在一些实施例中，核酸提取装置还包括：

第一触发组件，包括第一光电开关和第一挡片；所述第一光电开关固定于所述底板，所述第一挡片固定于所述托板；所述第一触发组件被构造为控制所述托板相对于所述底板的位移量。

在一些实施例中，核酸提取装置还包括：

第二触发组件，包括第二光电开关和第二挡片；所述第二光电开关固定于所述底板，所述第二挡片固定于所述托板；所述第二触发组件被构造为判断所述驱动轴是否处于驱动位置。

在一些实施例中，核酸提取装置还包括：

第三触发组件，包括第三光电开关和第三挡片；所述第三光电开关固定于所述托板，所述第三挡片固定于所述核酸提取装置的超声模块；所述第三触发组件被构造为判断所述超声模块是否处于原始位置。

在一些实施例中，核酸提取装置还包括：

超声模块，包括超声换能器和第二支架；所述超声换能器可移动地安装于所述第二支架。

在一些实施例中，所述超声模块还包括：

第三支架，可滑移地安装于所述第二支架，所述超声换能器可滑移地安装于所述第三支架；以及

测力组件，安装于所述第三支架远离所述超声换能器的端部；

其中，所述超声换能器被构造为能相对于所述第三支架滑移至抵顶所述测力组件的位置。

在一些实施例中，核酸提取装置还包括：

液流驱动模块，包括第四支架、动力源以及吸附件；所述吸附件安装于所述第四支架；所述吸附件的一端与所述动力源驱动连接，另一端是敞口的。

在一些实施例中，核酸提取装置还包括：

磁吸模块，包括磁铁以及驱动部件，所述驱动部件与所述磁铁驱动连接，以使得所述磁铁在工作位置和原始位置之间切换。

本发明实施例还提供一种核酸检测系统，包括：

芯片，包括芯片本体以及设置于所述芯片本体的旋转阀；所述旋转阀包括阀座、密封件、转子和阀盖；所述阀座与所述芯片本体固定连接，所述阀盖与所述阀座转动连接，所述转子可转动地夹设于所述阀座和所述阀盖之间，所述密封件位于所述阀座和所述转子之间；所述芯片本体的内部设置有多条流道；以及

本发明任一技术方案所提供的核酸提取装置，所述驱动轴与所述转子驱动连接，所述驱动套与所述阀盖驱动连接；

其中，所述旋转阀被构造为通过所述转子转动切换两条流道之间的连通状态，并且，所述旋转阀被构造为通过所述阀盖的转动使得处于预紧位置的阀盖转动至密封配合位置。

在一些实施例中，所述阀座被构造为环形的，所述阀座的边缘设置有连通的第一卡槽和第二卡槽，所述第二卡槽位于所述第一卡槽朝向所述芯片本体的一侧；所述阀盖内壁设置有卡扣；其中，当所述阀盖处于预紧位置，所述卡扣与所述第一卡槽配合；当所述阀盖处于密封配合位置，所述卡扣与所述第二卡槽配合。

在一些实施例中，所述第一卡槽和所述第二卡槽沿着所述阀座的周向间隔设置有多组。

在一些实施例中，所述驱动轴的自由端设置有第一卡持柱，所述转子设置有第一卡持孔，所述第一卡持柱与所述第一卡持孔配合。

在一些实施例中，所述驱动套的自由端设置有第二卡持柱，所述阀盖设置有第二卡持孔，所述第二卡持柱与所述第二卡持孔配合。

在一些实施例中，所述驱动轴的自由端设置有第一卡持柱，所述转子设置有第一卡持孔，所述驱动套的自由端设置有第二卡持柱，所述阀盖设置有第二卡持孔；

其中，以下两种配合状态可选择地择一存在：所述第一卡持柱与所述第一卡持孔配合、所述第二卡持柱与所述第二卡持孔配合。

在一些实施例中，当所述驱动轴与所述芯片的转子形成驱动连接，所述核酸提取装置的液流驱动模块的吸附件的另一端与所述芯片的抽吸口密封连接。

上述技术方案提供的核酸提取装置，均有驱动轴和驱动套，并且两者均采用驱动部的动力驱动其他待驱动部件。驱动轴和驱动套能够在驱动连接和非驱动连接两种状态之间切换。采用该流道切换模块，除了能够切换芯片的阀位，还能够改变旋转阀的阀盖密封状态，使得芯片在非使用状态处于较低的密封状态，而在使用时处于较高的密封状态，所以减小了过度密封造成的芯片相关部件磨损和损坏的几率，增强了芯片以及其旋转阀的使用寿命。并且，上述技术方案提供的核酸提取装置，所需要的动力部的数量少，整个核酸提取装置的结构更加紧凑。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的核酸提取装置使用状态示意图一；

图2为本发明实施例提供的核酸提取装置使用状态示意图二；

图3为本发明实施例提供的核酸提取装置使用状态示意图三；

图4为本发明实施例提供的核酸提取装置流道切换模块立体示意图；

图5为本发明实施例提供的核酸提取装置流道切换模块立体剖视示意图；

图6为本发明实施例提供的核酸提取装置磁吸模块处的局部立体示意图；

图7为本发明实施例提供的核酸提取装置液流驱动模块处的局部立体示意图；

图8为本发明实施例提供的核酸提取装置驱动轴处的局部立体示意图；

图9为本发明实施例提供的核酸提取装置驱动套处的局部立体示意图；

图10为本发明实施例提供的核酸提取装置的芯片立体示意图；

图11为本发明实施例提供的核酸提取装置的芯片的芯片本体立体示意图；

图12为本发明实施例提供的核酸提取装置的芯片的旋转阀处分解示意图；

图13为本发明实施例提供的核酸提取装置的芯片的旋转阀处局部分解示意图；

图14为本发明实施例提供的核酸提取装置的芯片的旋转阀的阀盖立体示意图；

图15为本发明实施例提供的核酸提取装置的芯片的旋转阀的阀盖另一立体示意图；

图16为本发明实施例提供的核酸提取装置的超声模块处的局部立体示意图；

图17为本发明实施例提供的核酸提取装置的第一触发组件配合的示意图；

图18为本发明实施例提供的核酸提取装置的第二触发组件配合的示意图；

图19为本发明实施例提供的核酸提取装置的第三触发组件配合的示意图；

图20为本发明实施例提供的核酸提取装置的托板处结构示意图；

图21为图20中的丝杠结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1～图21对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

在介绍本发明实施例提供的核酸提取装置之前，先介绍微流控芯片(简称为芯片80)的具体结构。核酸提取装置用于完成芯片80内部样品的核酸提取操作。芯片80被芯片夹持件20安装于底板42上。芯片80可以在芯片夹持件20的带动下升降。一旦定位后，在核酸提取过程中，芯片80相对于底板42的位置固定不变。

参见图1、图10至图13，芯片80包括芯片本体81以及旋转阀82。芯片本体81内部设置有多条流道以及多个腔体。腔体包括储液腔803、反应腔87、扩增腔802以及废液腔89。具体来说，在芯片80的顶部设置有储液腔803，储液腔803包括多个相互独立的子腔，每个子腔用于存储一种流体和试剂。这些子腔均通过单独的流道与旋转阀82连通。芯片本体81的下方两侧还设置有相互独立的扩增腔802、反应腔87。废液腔89位于反应腔87的下方，且位于芯片本体81的底部。

旋转阀82用于改变腔体之间的连通状态。具体地，旋转阀82用于控制储液腔803、反应腔87以及废液腔89中的其中两个处于导通状态。具体来说，可以控制其中任意一个子腔与反应腔87导通；可以控制扩增腔802与反应腔87导通；可以控制反应腔87与废液腔89导通。

参见图10至图13，旋转阀82包括阀座83、转子85和阀盖86。阀座83与芯片本体81固定连接，阀盖86与阀座83转动连接，转子85可转动地夹设于阀座83和阀盖86之间。旋转阀82的转子85转动后，旋转阀82的阀位改变，芯片80内部不同的流道会连通。

进一步地，阀座83和转子85之间设置有密封件84，密封件84比如为密封垫片。密封件84的材料比较软，在挤压后会变形，从而起到密封作用，并防止旋转阀82在工作过程中泄露液体。

参见图10至图13，在一些实施例中，旋转阀82的阀盖86与阀座83具有两个连接位置：预紧位置和密封配合位置。预紧位置为初始出厂位置。在预紧位置，密封件84不会被挤压变形，所以降低了甚至避免了因为密封件84被过长时间挤压变形而失效的可能性。在密封配合位置，密封件84处于被挤压状态，这样旋转阀82的密封更好，在使用过程中，不易出现流体泄露现象。基于上述，旋转阀82被构造为通过阀盖86的转动使得处于预紧位置的阀盖86转动至密封配合位置。阀盖86从预紧位置转动至密封配合位置，是单向的。当阀盖86从预紧位置转动至密封配合位置后，一方面，阀座83的结构设计使得阀盖86无法被反向旋转，后文将介绍阀座83的具体实现方式；另一方面，芯片80作为易耗品，其基本没有二次使用的需求，并且密封件84已经被挤压变形，所以不会再将阀盖86从密封配合位置拧回至预紧位置。后文将介绍，通过流道切换模块41的驱动套413来驱动阀盖86从预紧位置转动至密封配合位置。

如上，芯片80阀位的切换是通过转子85的转动实现的。后文将介绍，通过流道切换模块41的驱动轴412来驱动转子85转动，以实现旋转阀82的阀位切换。

在出厂时，芯片80的储液腔803内会预先存储试剂；在开始检测前，芯片80的储液腔803内会放入样品。核酸提取操作中，芯片80的储液腔803内已经存储有样品和试剂，比如存储1个样品和9个试剂。核酸提取流程分为两步：样品裂解操作和核酸纯化操作。这两个操作都在反应腔87内完成。

样品裂解是指，借助某种外部效应破坏样品外围结构(如细胞膜)，释放核酸。在本发明的一些实施例中，使用超声和化学裂解试剂结合的方法实现样品裂解。

裂解后，核酸往往还结合着其他抑制后续核酸检测过程(如扩增、酶切、杂交等)的组分，如蛋白质、多糖、脂类大分子、盐类等。因此需进行核酸纯化，通过洗涤和洗脱的反应，将核酸与其他杂质分离，最终获取高纯度的核酸。

下面介绍本发明实施例提供的核酸提取装置的具体实现方式。

参见图1至图5，本发明实施例提供一种核酸提取装置，包括流道切换模块41。流道切换模块41包括驱动部411、驱动轴412以及驱动套413。驱动轴412与驱动部411驱动连接；驱动套413被构造为在驱动连接位置和分离位置之间切换。其中，当驱动套413处于驱动连接位置，驱动轴412与驱动套413驱动连接。当驱动套413处于分离位置，驱动轴412与驱动套413断开驱动连接。

驱动部411可以采用多种动力源实现驱动轴412的转动。驱动套413并不被单独驱动。驱动套413于驱动轴412具有两种连接状态：第一种状态为驱动套413与驱动轴412驱动连接，此情况下，驱动轴412转动会带动驱动套413同步转动。驱动套413转动则带动了与驱动套413驱动连接的待驱动部件的转动。在一些实施例中，与驱动套413驱动连接的待驱动部件是指上文的阀盖86。

在核酸提取操作中，旋转阀82的动作过程如下：首先，驱动部411带动驱动轴412转动，初始状态下驱动轴412与驱动套413保持驱动连接，所以驱动套413被同步带动转动。驱动套413与旋转阀82的阀盖86驱动连接，具体比如通过轴孔配合实现驱动连接。所以，旋转阀82的阀盖86被驱动套413从预紧位置拧至密封配合位置。

当旋转阀82的阀盖86处于密封配合位置，后续不再需要转动阀盖86，所以驱动轴412与驱动套413脱离驱动配合。上述脱离驱动配合的过程比如通过驱动轴412沿着自身轴向运动实现，后文将介绍驱动轴412和驱动套413保持驱动连接、脱离驱动连接的具体实现方式。

在此之前，先介绍驱动部411的具体实现方式。

参见图1至图5，驱动部411包括第一电机411a以及传动组件411b。

传动组件411b将驱动轴412与第一电机411a驱动连接。传动组件411b包括第一带轮411c、第二带轮411d、输送皮带411e。第一带轮411c与第一电机411a的输出轴驱动连接，第二带轮411d与驱动轴412驱动连接，第一带轮411c和第二带轮411d通过输送皮带411e连接在一起。采用皮带传动，不仅动力传递可靠，还实现了方便地布置各个零部件。

在一些实施例中，核酸提取装置还包括底板42，底板42作为所有模块的安装基础，本身可以是固定不动的，或者与固定设备连接在一起。流道切换模块41可滑移地安装于底板42。通过流道切换模块41整体相对于底板42的滑移，使得流道切换模块41接近芯片80的旋转阀82。

参见图1至图5，在一些实施例中，流道切换模块41还包括第一支架414、轴套415以及弹性件416。第一支架414安装于上文所述的底板42，并且能够相对于底板42滑移或者采用其他方式移动。第一支架414移动，则带动驱动部411、驱动轴412、驱动套413等部件共同朝着芯片80移动或者远离芯片80。在需要进行核酸提取操作时，流道切换模块41整体靠近芯片80。在核酸提取过程中，流道切换模块41于芯片80的相对位置不变。当核酸提取完成后，流道切换模块41整体远离芯片80。

第一支架414可以多个架子组合，也可以是一个整体。在图1至图5所示意的这些实施例中，第一支架414包括多块板共同形成，这些板包括平板和立板，平板和立板的数量各自根据需要设定。第一支架414具有安装孔414a。轴套415安装于驱动轴412外部且位于安装孔414a内部。弹性件416夹设于轴套415和驱动套413之间。其中，驱动套413套设于驱动轴412外侧且被夹设于弹性件416和驱动轴412的自由端。驱动套413与驱动轴412可滑移地连接。

驱动套413相对于驱动轴412可沿着自身轴线方向滑移。当驱动套413相对于驱动轴412某一设定位置，驱动套413与驱动轴412驱动连接，该位置也称为驱动套413处于驱动连接位置。当驱动套413相对于驱动轴412处于另一设定位置，驱动套413与驱动轴412之间的驱动连接断开了，驱动轴412不再向驱动套413传递转动力矩，该位置也称为驱动套413处于分离位置。在后文的一些实施例中，驱动套413与驱动轴412通过键连接，以实现驱动套413在驱动连接位置和分离位置之间切换。

弹性件416夹设于轴套415和驱动套413之间，通过弹性件416使得驱动套413从分离位置自动复位至驱动连接位置。弹性件416的其他作用后文还会详加介绍。

在一些实施例中，第一支架414安装于托板46，托板46位于底板42的上方，托板46和底板42之间存在间隙，该间隙用于安装所需要安装的部件，这些部件由底板42承载。

参见图20和图21，具体地，托板46通过动力传动机构47驱动，以实现托板46相对于底板42的滑移。通过托板46相对于底板42的移动，实现了安装于托板46的部件靠近或者远离芯片80。动力传动机构47包括第二电机471以及带轮传动机构472。第二电机471与带轮传动机构472传动连接，以通过带轮传动机构472的转动带动托板46的滑移。

带轮传动机构472包括带轮472a以及与带轮472a驱动连接的丝杠472b。第二电机471带动带轮472a转动，带轮472a带动丝杠472b转动。为了使得丝杠472b在转动过程中得到有效的支撑，丝杠472b的各光滑段都设置有用于支撑的支撑座474。如图21所示，丝杠472b的两端设置为光滑的，即丝杠472b的两端为光滑段m1和m3，中间为螺纹段m2。支撑座474与丝杠472b的光滑段m1和m3通过轴承连接。具体地，设置了两个支撑座474，光滑段m1与其中一个支撑座474通过轴承连接，光滑段m3与另一个支撑座474也通过轴承连接。丝杠472b的螺纹段m2通过螺母座475与托板46连接。丝杠472b的其中一个端部为连接段m4，连接段m4与带轮472a驱动连接。

继续参见图20和图21，底板42固定有导轨473，导轨473对托板46的滑移起到直线导向作用。

设置托板46，实现了底板42上方安装空间的分层，使得在高度方向上可以更加合理地布置安装相关部件，从而缩小核酸提取装置的平面尺寸，使其结构更加紧凑合理。并且，设置托板46后，所有由托板46承载的部件可以随着托板46一起移动。也就是说，设置一个托板46驱动机构，实现了托板46以及由托板46承载的所有部件的共同移动。上述运动方式更加稳固可靠，并且所需要的驱动机构数量少，控制方式更加简单。

参见图5，驱动轴412的外壁和安装孔414a之间设置有轴套415，轴套415采用石墨滑块，以实现驱动轴412的顺畅转动。再则，轴套415作为下文所述弹性件416的其中一端的定位部件，简化了弹性件416的安装定位。

下面介绍驱动套413与驱动轴412的驱动连接以及脱离驱动连接的方式。

参见图4和图5、图8和图9所示，驱动轴412的端部设置有凸起412b。驱动套413设置有键槽413b。凸起412b的自由端设置有下文所描述的第一卡持柱412c。凸起412b的另一端与键槽413b相邻，键槽413b在驱动轴412的轴向方向与凸起412b相邻。凸起412b被构造为限位驱动套413，以防止驱动套413从驱动轴412的自由端脱落。键槽413b里安装有键417。键槽413b至少贯穿驱动套413轴向方向的一侧边缘，以在需要时，使得键417能够顺利从键槽413b中滑出，进而使得驱动套413与驱动轴412脱离键连接，即脱离驱动连接。键417的外侧、即驱动轴412的周向套设有驱动套413。驱动套413的右侧与弹性件416的第一端抵顶，弹性件416的第二端与固定在驱动轴412上的轴套415抵顶。轴套415与驱动轴412相对保持静止。轴套415采用石墨滑块。弹性件416包括弹簧，弹簧始终处于压缩状态。

在驱动套413没有抵顶芯片80的旋转阀82的阀盖86时，在弹簧的作用力下，驱动套413被限位在凸起412b和弹簧之间。当外界带动整个驱动轴412、驱动套413朝着芯片80移动至驱动套413与阀盖86抵顶的位置时，驱动套413会驱动阀盖86从预紧位置转动至密封配合位置。在此过程中，存在两种实现形式，第一种实现方式为：当阀盖86与阀座83接触后，托板46不再移动，与托板46固定相连的部件也都不再移动。由于阀盖86与弹性件416抵顶，弹性件416为压簧，所以在弹性件416的弹性力作用下，阀盖86存在一定的沿着自身轴向的位移，该位移使得阀盖86从预紧位置转动至密封配合位置。在阀盖86从预紧位置转动至密封配合位置的过程中，转动的动力来自于驱动轴412，此时驱动轴412与驱动套413保持驱动连接，所以转动动力能经由驱动部411传递至驱动轴412，然后传递至驱动套413。第二种实现方式为：外界带动整个驱动轴412、驱动套413持续朝着芯片80移动。在本发明的一些实施例中，以采用第一种实现方式为例。

当阀盖86位于阀座83上的密封配合位置，此时阀盖86与阀座83抵顶，阀盖86没有进一步的轴向移动空间。在此情况下，外界带动整个驱动轴412持续朝着芯片80移动，这会使得弹性件416被无法继续移动的驱动套413进一步挤压，弹性件416的压缩量变大，驱动套413与轴套415的间距变小。驱动轴412以及键417继续沿着轴向朝着芯片80移动，驱动套413逐渐脱离键417，当驱动套413与键417完全脱离，就实现了驱动套413与驱动轴412脱离驱动连接。

随后或者同时，驱动轴412上的第一卡持柱412c与转子85的第一卡持孔851形成轴孔驱动配合。后续继续转动驱动轴412时，驱动套413不会转动，而转子85会被驱动轴412驱动，以实现阀位切换。

上述过程即实现了驱动套413被构造为能够沿着自身轴向方向相对于驱动轴412移动，以在驱动连接位置和分离位置之间切换。

参见图5，在一些实施例中，流道切换模块41还包括限位卡环418。第一支架414安装有驱动部411和驱动轴412。第一支架414安装于底板42，第一支架414比如直接安装于底板42，或者通过上文所述的托板46安装于底板42。第一支架414具有安装孔414a。驱动轴412安装于安装孔414a中。限位卡环418安装于第一支架414，且与驱动轴412可转动连接。限位卡环418被构造为限制驱动轴412相对于安装孔414a沿着驱动轴412的轴线方向移动，即使得驱动轴412相对于安装孔414a不会沿着驱动轴412的轴线方向移动。

继续参见图4和图5，为了更方便地测量驱动轴412的转动角度，流道切换模块41还包括角度测量组件419，角度测量组件419位于驱动轴412远离芯片80的端部，角度测量组件419被构造为检测驱动轴412的转动角度。

角度测量组件419比如采用霍尔传感器。霍尔传感器支座419a安装于第一支架414，霍尔元件419b安装于霍尔传感器支座419a。

承上文所述，核酸提取装置还包括底板42，流道切换模块41可滑移地安装于底板42。第一支架414可滑移地安装于底板42，驱动部411也安装于第一支架414。可以采用电机驱动或者电动滑台等驱动第一支架414相对于底板42滑移。

此处可以理解的是，在一些实施例中，底板2的上方设置有托板46。此情况下，流道切换模块41、超声模块43都可安装于托板46。通过托板46的移动，来带动流道切换模块41、超声模块43整体移动，以实现流道切换模块41和超声模块43整体靠近或者远离芯片80。

亦可以理解的是，如果不设置托板46，可以为流道切换模块41、超声模块43各自设置驱动机构，以实现靠近或者远离芯片80。

参见图1至图3，下面介绍超声模块43。

超声模块43作为振动源，把超声振动传给反应腔87中的液体，用来超声裂解细胞、混匀试剂和磁珠。

在一些实施例中，核酸提取装置还包括超声模块43，超声模块43包括超声换能器431和第二支架432。超声换能器431可移动地安装于第二支架432。第二支架432可以是单独的支架，并固定于底板42；或者，第二支架432是底板42的一部分。

在一些实施例中，设置有托板46，那么第二支架432由托板46承载，第二支架432可以是单独的支架，并固定于托板46；或者，第二支架432是托板46的一部分。

参见图16，在一些实施例中，超声换能器431通过夹具435安装于第二支架432。超声换能器431与夹具435可拆卸连接，并且超声换能器431与夹具435同步移动。

超声换能器431用于贴紧反应腔87，以促使反应腔87的反应。当第二支架432随着托板46朝着芯片80移动，会带超声换能器431同步移动，直至超声换能器431与芯片80的反应腔87临近。超声换能器431释放的能量用于实现反应腔87内部样本的核酸分离，并将试剂和磁珠混匀。

参见图1至图3，为了便于控制超声换能器431抵顶芯片80的反应腔87的作用力的大小，超声模块43还包括第三支架433以及测力组件434。第三支架433可滑移地安装于第二支架432，超声换能器431可滑移地安装于第三支架433。测力组件434安装于第三支架433远离超声换能器431的端部。其中，超声换能器431被构造为能相对于第三支架433滑移至抵顶测力组件434的位置。

当第二支架432朝着芯片80移动，会带第三支架433、固定于第三支架433上的测力组件434以及与第三支架433滑移连接的超声换能器431都同步朝着芯片80移动。当整体移动至驱动轴412与芯片80的转子85抵顶时，超声换能器431还未与芯片80抵顶。接下来由第三电机436带动第三支架433以及由第三支架433承载的测力组件434、固定着超声换能器431的夹具435和超声换能器431继续前进，直到超声换能器431首先与芯片80抵顶，在芯片80施加的抵顶力下，超声换能器431无法继续移动，而第三支架433则还在移动。这就使得超声换能器431与测力组件434的距离逐渐减小。当超声换能器431与测力组件434抵顶后，根据力和反作用力的大小相等的原理，测力组件434就准确测量出了超声换能器431对芯片80的反应腔87所施加的作用力的大小。第三支架433的上述位移量是由测力组件434控制的，当测力组件434测量得到的力的大小满足设定值，则测力组件434将该力反馈至控制器，由控制器停止第三电机436。

由于超声换能器431对芯片80的反应腔87所施加的作用力(即测力组件434测量得到的力的大小)与第三支架433的位移量相关。在精确调节该作用力的之前，第二支架432已经停止移动。通过第三支架433相对于第二支架432的位移量来调节超声换能器431对芯片80的反应腔87所施加的作用力的大小。当超声换能器431对芯片80的反应腔87所施加的作用力大小满足要求时，超声换能器431与芯片80的相对位置和两者之间的作用力都不变，第二支架432停止滑移，第三支架433也停止滑移。在核酸提取过程中，超声换能器431相对于芯片80位置不动，即第二支架432的位置相对于底板42保持不变，第三支架433相对于第二支架432也保持不变。如果需要改变超声振动的传递效果，那么可以根据需要选择是否改变超声换能器431对芯片80的反应腔87所施加的作用力大小，即改变第三支架433相对于第二支架432的位移量。

下面介绍在存在托板46的那些实施例中，如何精确控制芯片80的出仓条件以及托板46相对于芯片80的位移量。芯片80的出仓需要满足以下条件：托板46远离芯片80、超声换能器431不再抵顶芯片80。

参见图17，在一些实施例中，核酸提取装置设置有第一触发组件48。第一触发组件48包括第一光电开关481和第一挡片482。第一光电开关481固定于底板42，第一挡片482固定于托板46。第一触发组件48被构造为控制托板46相对于芯片80的位移量。具体来说，包括两个操作：其一为检测实验开始时，如何确定托板46可以移动至芯片80的最近距离，以判断驱动套413与阀盖86是否形成驱动连接。当第一触发组件48被触发后，托板46再前进设定的步数，正好使得驱动套413与阀盖86刚好形成驱动连接，此时阀盖86还处于一级密封状态，即阀盖86还处于预紧位置。而驱动轴412与芯片80的转子85尚未形成驱动连接。其二为检测实验结束时，如何确定托板46是否已经远离芯片80。

对于第一个操作，以第一光电开关481被触发作为计算起点，此时第一挡片482位于第一光电开关481的检测区域内。从该位置作为计算起点，精确控制用于驱动托板46相对于底板42移动的第二电机471的步数，就实现了精确控制托板46前进的位移量。当托板46前进的位移量满足要求后，托板46暂停运动。在上文介绍的弹性件416的作用下，阀盖86存在一定的沿着自身轴向的位移，该位移使得阀盖86从预紧位置转动至密封配合位置。在上述阀盖86从预紧位置转动至密封配合位置的过程中，转动的动力来自于驱动轴412，此时驱动轴412与驱动套413保持驱动连接，所以转动动力能经由驱动部411传递至驱动轴412，然后传递至驱动套413。然后托板46后退至第一光电开关481再次被触发，这说明托板46已经复位。然后托板46再从第一光电开关481被触发的位置前进至下文介绍的第二光电开关491被触发的位置，在第二光电开关491被触发的位置，驱动轴412与转子85刚好形成驱动连接。这个位置是可以切换芯片80阀位的位置。整个检测过程中，驱动轴412与转子85保持驱动连接。整个测试完成后，需要将芯片80退仓。此时需要进行第二个操作。第二个操作为，当托板46从距离芯片80的最近位置，移动至第一光电开关481再次被第一挡片482触发，则说明托板46已经退回至原始位置。此情况下，芯片80的出仓的其中一个条件已经被满足。

需要说明的是，上述的控制过程并未唯一的实现方式，通过设置合适的控制程序和参数，亦可实现托板46一次前进就能从阀座83被驱动的状态切换至转子85被驱动的状态，而不需要托板46往复运动来确定直线位移和转动运动的起始点。

参见图18，在一些实施例中，核酸提取装置设置有第二触发组件49。第二触发组件49包括第二光电开关491和第二挡片492。第二光电开关491固定于底板42，第二挡片492固定于托板46。第二触发组件49被构造为判断驱动轴412与转子85是否刚好形成驱动连接。从第一触发组件48被触发，到第二触发组件49被触发的过程中，托板46是移动的。第二触发组件49被触发后，托板46停止移动。驱动轴412与转子85形成驱动连接的位置，也称为驱动轴412处于驱动位置。当驱动轴412处于此驱动位置，驱动轴412与转子85已经形成驱动连接，而驱动套413与驱动轴412已经不再驱动连接，所以驱动套413不再给阀盖86传递转动动力。该位置可以根据实验确定。当第二光电开关491被触发，即第二挡片492位于第二光电开关491的检测区域内，阀盖86已经位于密封配合位置，阀盖86不再被驱动转动，驱动轴412与转子85形成了驱动连接，这实现了在后续测试过程中，根据需要调节旋转阀82的阀位连通状态，以满足测试需求。

参见图19，在一些实施例中，核酸提取装置设置有第三触发组件40。第三触发组件40包括第三光电开关401和第三挡片402。第三光电开关401固定于托板46，第三挡片402固定于第三支架433。第三触发组件40被构造为判断超声换能器431是否位于原始位置，原始位置是指超声换能器431不与芯片80抵顶的位置。

在控制过程中，先将超声换能器431复位至不接触芯片80的位置，而后再将托板46复位。当这些条件都满足后，说明芯片80可以出仓。然后通过承载芯片80升降的芯片夹持装置带动芯片80出仓。

在一些实施例中，核酸提取装置还包括上述的控制器(图未示出)，控制器与第一触发组件48、第二触发组件49、第三触发组件40中的至少一个电连接，以实现根据各触发组件的检测结果，执行相应操作。

下面介绍液流驱动模块44。

参见图1至图3、图7，在一些实施例中，核酸提取装置还包括液流驱动模块44，液流驱动模块44包括第四支架441、动力源442以及吸附件443。吸附件443安装于第四支架441；吸附件443的一端与动力源442驱动连接，另一端是敞口的。动力源442可以安装于第四支架441，或者安装于托板46，或者安装于底板42。

参见图1，在一些实施例中，吸附件443包括吸管443a以及与吸管443a的第一端连通的吸嘴443b。吸管443a的第二端与动力源442连通。动力源442比如采用泵，以通过吸管443a向吸嘴443b提供抽吸动力。吸嘴443b采用较软的材质，以实现吸嘴443b与芯片80的抽吸口88的密封连通。

第四支架441可以与上文的第一支架414固定在一起，或者共用一个支架。在流道切换模块41的驱动轴412与芯片80的转子85形成驱动连接后，在进行核酸提取前，需要将吸附件443与芯片80的抽吸口88连接在一起。即吸附件443的另一端与芯片80的抽吸口88密封连接。另外，由于第四支架441与第一支架414固定在一起，第四支架441随着第一支架414的移动而移动，在第一支架414前进时液流驱动模块44的也能一起前进，从而节省一个第一电机。当第一支架414前进结束时，液流驱动模块44的吸嘴443b也同时与芯片的抽吸口88相互抵紧，实现了密封连接。所以不再需要为第四支架441设置单独的驱动电机，这样就节省了一个电机，使得核酸提取装置所需要的动力设备数量更少，有利于实现产品的轻量化。

参见图9至图12，芯片80的抽吸口88与反应腔87连通。通过对抽吸口88施加负压，能够在反应腔87内形成负压，以使得流体顺利流动到反应腔87内部。芯片80的抽吸口88与反应腔87之间可以设置缓冲腔801，以降低流体被抽吸到芯片80外部的可能性。

参见图1至图3、图6，下面介绍磁吸模块45。

在一些实施例中，核酸提取装置还包括磁吸模块45。当反应腔87内的物质被分为核酸和其他成分后，借助磁吸模块45能够排出反应腔87内的其他成分，而保留吸附着核酸的磁珠。当反应腔87中所有核酸提取反应完成后，反应腔内的物质分为核酸溶液和废弃磁珠，借助磁吸模块45可以留下废弃磁珠，只抽出核酸溶液。

参见图6，磁吸模块45包括磁铁451以及驱动部件452，驱动部件452与磁铁451驱动连接，以使得磁铁451在工作位置和原始位置之间切换。具体地，磁铁451在垂直于芯片80表面的平面内转动，以实现磁铁451在工作位置和原始位置之间切换。

驱动部件452采用舵机，舵机通过舵机安装座453固定在底板42上。舵机的转轴与磁铁固定件454固定在一起。舵机的转轴转动则带动磁铁固定件454同步转动。磁铁451安装于磁铁固定件454。

磁铁451的工作位置是指磁铁451能够吸附芯片80的反应腔87中的磁珠的位置。磁铁451的原始位置是指磁铁451不能够吸附芯片80的反应腔87中的磁珠的位置。当舵机的转轴转动一定角度，比如90°，磁铁451立起，磁铁451朝着芯片80的端面的中心与反应腔87几何中心高度一致且接触。磁铁451会吸附住试剂中的磁珠。

磁珠是直径为微米级的一种具有超顺磁性的小颗粒。磁珠在一定条件下对核酸(包括dna和rna)具可逆地吸附能力；而蛋白质等其它杂质不被磁珠吸附，留在溶液中。磁吸模块45是配合磁珠设计的，磁吸模块45用于聚集磁珠，对磁珠和液体进行磁性分离，这样可以留下带着核酸的磁珠，而排走废液。因此，磁吸模块45在需要时聚集磁珠，防止磁珠被带走。

参见图1至图13，本发明实施例还提供一种核酸提取装置，包括芯片80以及本发明任一技术方案提供的核酸提取装置。芯片80包括芯片本体81以及设置于芯片本体81的旋转阀82。

如上文所述，旋转阀82包括阀座83、密封件84、转子85和阀盖86。阀座83与芯片本体81固定连接，阀盖86与阀座83转动连接，转子85可转动地夹设于阀座83和阀盖86之间。

芯片本体81的内部设置有多条流道。驱动轴412与转子85驱动连接，驱动套413与阀盖86驱动连接。其中，旋转阀82被构造为通过转子85转动切换两条流道之间的连通状态，并且，旋转阀82被构造为通过阀盖86的转动使得处于预紧位置的阀盖86转动至密封配合位置。当阀盖86处于预紧位置，密封件84几乎不会挤压。当阀盖86处于密封配合位置，密封件84被挤压，以降低旋转阀82工作过程中出现漏液的可能性。

参见图10至图13，在一些实施例中，阀座83被构造为环形的，阀座83的边缘设置有连通的第一卡槽831和第二卡槽832，第二卡槽832位于第一卡槽831朝向芯片本体81的一侧，具体地，参见图15，第二卡槽832的上边缘位于第一卡槽831的上边缘朝向芯片本体81的一侧。需要说明的是，第一卡槽831和第二卡槽832亦可采用其他结构，以满足后文的配合要求。阀盖86内壁设置有卡扣862。其中，当阀盖86处于预紧位置，卡扣862与第一卡槽831配合。当阀盖86处于密封配合位置，卡扣862与第二卡槽832配合。

参见图13，第一卡槽831内壁设置有第一卡紧台阶833，第一卡紧台阶833为图13所示意方向朝下的凸起部。第一卡紧台阶833用于防止卡扣862从第一卡槽831内脱离出来，即防止一级卡紧失效。

参见图14和图15，第二卡槽832内壁设置有第二卡紧台阶834，第二卡紧台阶834为图13所示意方向朝着阀座83边缘方向的凸起部。第二卡紧台阶834用于防止卡扣862从第二卡槽832内脱离出来，即防止二级卡紧失效。

参见图10至图13，在一些实施例中，第一卡槽831和第二卡槽832沿着阀座83的周向间隔设置有多组。相对应地，驱动套413内壁的卡扣862也设置有多个，一个卡扣862对应一组第一卡槽831和第二卡槽832。

如上文所介绍的，在一些实施例中，驱动轴412的自由端设置有第一卡持柱412c，转子85设置有第一卡持孔851，第一卡持柱412c与第一卡持孔851配合，以实现驱动轴412与转子85驱动连接。

第一卡持柱412c、第一卡持孔851的形状、数量、分布方式有多种选择，以能够实现驱动轴412与转子85可靠驱动连接为宜。

如上文所介绍的，在一些实施例中，驱动套413的自由端设置有第二卡持柱413a，阀盖86设置有第二卡持孔861，第二卡持柱413a与第二卡持孔861配合。

第二卡持柱413a、第二卡持孔861的形状、数量、分布方式有多种选择，以能够实现驱动套413与阀盖86可靠驱动连接为宜。

由上文介绍可知，第一卡持柱412c、第一卡持孔851用于实现驱动轴412与转子85可靠驱动连接。第二卡持柱413a、第二卡持孔861用于实现驱动套413与阀盖86可靠驱动连接。

驱动轴412与转子85驱动连接是为了实现旋转阀82的阀位切换，而驱动套413与阀盖86驱动连接则是为了实现阀盖86从预紧位置拧至密封配合位置。这两种驱动连接不是同时存在的，工作过程中，是先使得驱动套413与阀盖86驱动连接即先实现阀盖86从预紧位置拧至密封配合位置，后实现驱动轴412与转子85驱动连接。产品在使用过程中，驱动套413与阀盖86驱动连接在最开始时完成，在阀盖86被拧至密封配合位置之后，驱动套413与驱动轴412脱离的键连接，此时，虽然驱动套413与阀盖86保持连接状态，但是也没有转动动力再从驱动套413传递至阀盖86。

在核酸提取过程中，涉及到旋转阀82多次阀位切换操作。驱动轴412与转子85始终保持驱动连接，并且驱动轴412始终能够像转子85传递转动动力。

本发明实施例提供的核酸检测系统，适应了核酸检测全自动一体化、高度集成化、以及床边检测、即时检测、随地随检的要求，不仅适用于能够即时检测、随地随检的小型设备，而且适用于全自动一体化以及高度集成化的大型设备。可见，上述技术方案提供的核酸检测系统的通用性强，应用场景广泛。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。