气溶胶过滤器及核酸萃取卡匣的制作方法

本案是关于一种气溶胶过滤器，尤指一种适用于核酸萃取卡匣的气溶胶过滤器。

背景技术：

1、全球人口的增长和现代交通的发展不仅促进了国际贸易和经济发展，而且导致传染病的蔓延加剧。特别是在2019年底严重特殊传染性肺炎(covid-19)爆发时，广泛传播的病毒不仅影响了全球经济，还给生活带来了很多不便。截至今日，covid-19已在全球造成超过2亿例确诊病例，并导致超过400万例死亡。在缺乏有效的治疗方法之前，临床医学一直在寻求针对可疑病例的现场诊断(或称为即时检验(point of care testing，简称poct))的解决方案，以便早期发现并预防疾病。尽管分子诊断能以出色的灵敏度和准确性检测目标病原体，然而常规的分子诊断方法需要训练有素的技术人员，昂贵的实验室仪器和复杂的工作程序。因此，传统的分子诊断方法不能满足定点和实时疾病诊断的诉求。

2、近年来“晶片实验室”发展已逐渐成熟，其核心概念为把不同检测仪器设备功能微型化整并于同一检测平台上，实现所谓即时检验的目标。此平台的关键技术包括：透过流体控制与微流体技术，建构具备“核酸萃取与纯化”与“定量微量取样与分注”功能的耗材卡匣，将原本复杂的操作流程化繁为简，并透过光学、机构、电子控制、云端数据的整合，建构全功能的可携式检测仪，将原有多台大型设备的关键功能，微型浓缩至一台桌上型设备，以满足现场检测与报告分析的需求。此全自动核酸检测平台可应用于传染性疾病检测，不仅能改善现今核酸检测仅能在特定的医检中心或实验室执行检测的限制，还能减少复杂操作程序及人为判读可能造成的误差判定，提供第一线人员(例如护士、医生助理)快速且准确的传染性疾病临床诊断。

3、针对气压驱动的核酸萃取卡匣，其在设计上无论以泵浦驱动或是活塞驱动，在卡匣本体的设计上皆需要具备进气、排气端和流道结构。而其对应的分析设备本体，则需具备对应上述卡匣结构的流体控制模块，包含：泵浦、电磁阀、活塞及相关控制电子电路模块。然而，核酸萃取试剂在泵浦或活塞驱动的过程中，难以避免会有气雾产生，通过泵浦、活塞和流体设计排放至分析设备的腔体内。除此之外，核酸萃取试剂多半是以乙醇作为溶剂，在萃取流程的操作过程中，乙醇挥发出的挥发性有机气体，也容易伴随泵浦、活塞和流体设计排放至分析设备的腔体内。气雾和挥发性有机气体尚不至于会对于分析设备造成太大的损害。然而，核酸萃取试剂多半是高盐溶液，这些盐类物质若是通过气雾或是挥发性气体携带至分析设备内，易造成分析设备管道、泵浦或电控元件因盐类物质残留而堆积阻塞或是锈蚀损害。盐类成份主要由细胞裂解液(lysis buffer)和清洗液(wash buffer)所贡献，其内容物包含氢氧化钠(sodium hydroxide(naoh))和盐酸胍(guanidine-hydrochloride(guhcl))，会个别于溶液中解离并贡献na+、oh-、c(nh2)3+、cl-等离子，溶液中的乙醇或是水会因为萃取流程气流控制之故，上述盐类离子进而被乙醇或是水气的气溶胶(指固体或液体微粒稳定地悬浮于气体介质中形成的分散体系)或蒸气携带至上游的管道或是电控元件内，并形成盐类物质造成管道阻塞或是电控元件锈蚀和损坏。因此，如何避免前述盐类物质造成管道阻塞或是电控元件锈蚀和损坏的缺失，是亟待克服的课题。

技术实现思路

1、本案的目的在于提供一种适用于核酸萃取卡匣的气溶胶过滤器，用以过滤核酸萃取过程中因气流驱动所产生的携带盐类离子的气溶胶，避免上游设备的管道或是电控元件因盐类物质造成管道阻塞或是电控元件锈蚀和损坏。

2、为达上述目的，本案提供一种气溶胶过滤器，适用于一核酸萃取卡匣。核酸萃取卡匣包括一储液模块、一萃取模块、及一连通模块，连通模块连通储液模块及萃取模块，并与一外部气压驱动装置连接，以驱动核酸萃取卡匣内的流体传输。气溶胶过滤器设置于连通模块及外部气压驱动装置之间，且包括：一上盖及一底座，上盖及底座定义出一过滤器腔体；一过滤膜，设置于底座的一过滤膜承载槽中；以及一硅胶垫，设置于上盖及底座之间，架构于使上盖及底座所定义的过滤器腔体达到气密。上盖及底座具有对应设置的多个过滤膜支撑结构，分别对应抵顶过滤膜的两相对面，以将过滤膜固定于底座的过滤膜承载槽中，并共同支撑过滤膜不于过滤的过程中因气压而变形。

3、在一实施例中，过滤膜为聚四氟乙烯(ptfe)膜。

4、在一实施例中，过滤膜的孔径为0.02～0.5μm

5、在一实施例中，气溶胶过滤器还包括另一硅胶垫，设置于上盖的顶面，架构于连接外部气压驱动装置的气体管道。

6、在一实施例中，过滤膜承载槽包括一过滤膜贴附区，是由过滤膜承载槽的周缘往内延伸的一凸出部。

7、在一实施例中，底座的多个过滤膜支撑结构是由过滤膜承载槽的底面往上延伸的多个凸出部。

8、在一实施例中，上盖的多个过滤膜支撑结构是由上盖的底面往下延伸的多个凸出部。

9、在一实施例中，硅胶垫包括一开槽及一周壁，开槽大致对应过滤膜承载槽而设置，周壁设置于开槽的周缘，且突出于硅胶垫的上表面及下表面。周壁的顶面顶抵于上盖的底面，且周壁的底面顶抵于过滤膜。

10、在一实施例中，上盖包括一框体，是由上盖的底面往下延伸并抵顶于硅胶垫，且框体的内表面与硅胶垫的周壁的外表面贴合。

11、在一实施例中，底座包括多个超音波熔接肋，其是由底座的顶面往上延伸的多个凸出部。

12、在一实施例中，上盖、底座、及硅胶垫分别具有对应设置的多个气动开口，以共同定义出多个气体管道，且多个气体管道的至少一个通过过滤膜承载槽中的过滤膜。

13、为达上述目的，本案还提供一种核酸萃取卡匣，包括一储液模块、一萃取模块、一连通模块、及一气溶胶过滤器。连通模块连通储液模块及萃取模块，并与一外部气压驱动装置连接，以驱动核酸萃取卡匣内的流体传输。气溶胶过滤器设置于连通模块及外部气压驱动装置之间，且包括：一上盖及一底座，上盖及底座定义出一过滤器腔体；一过滤膜，设置于底座的一过滤膜承载槽中；以及一硅胶垫，设置于上盖及底座之间，架构于使上盖及底座所定义的过滤器腔体达到气密。上盖及底座具有对应设置的多个过滤膜支撑结构，分别对应抵顶过滤膜的两相对面，以将过滤膜固定于底座的过滤膜承载槽中，并共同支撑过滤膜不于过滤的过程中因气压而变形。

技术特征：

1.一种气溶胶过滤器，其特征在于，适用于一核酸萃取卡匣，该核酸萃取卡匣包括一储液模块、一萃取模块、及一连通模块，该连通模块连通该储液模块及该萃取模块，并与一外部气压驱动装置连接，以驱动该核酸萃取卡匣内的流体传输，其中，该气溶胶过滤器设置于该连通模块及该外部气压驱动装置之间，且该气溶胶过滤器包括：

2.如权利要求1所述的气溶胶过滤器，其特征在于，该过滤膜为聚四氟乙烯(ptfe)膜。

3.如权利要求1所述的气溶胶过滤器，其特征在于，该过滤膜的孔径为0.02～0.5μm。

4.如权利要求1所述的气溶胶过滤器，其特征在于，还包括另一硅胶垫，设置于该上盖的顶面，架构于连接该外部气压驱动装置的气体管道。

5.如权利要求1所述的气溶胶过滤器，其特征在于，该过滤膜承载槽包括一过滤膜贴附区，是由该过滤膜承载槽的周缘往内延伸的一凸出部。

6.如权利要求1所述的气溶胶过滤器，其特征在于，该底座的该多个过滤膜支撑结构是由该过滤膜承载槽的底面往上延伸的多个凸出部。

7.如权利要求1所述的气溶胶过滤器，其特征在于，该上盖的该多个过滤膜支撑结构是由该上盖的底面往下延伸的多个凸出部。

8.如权利要求1所述的气溶胶过滤器，其特征在于，该硅胶垫包括一开槽及一周壁，该开槽对应该过滤膜承载槽而设置，该周壁设置于该开槽的周缘，且突出于该硅胶垫的上表面及下表面。

9.如权利要求8所述的气溶胶过滤器，其特征在于，该周壁的顶面顶抵于该上盖的底面，且该周壁的底面顶抵于该过滤膜。

10.如权利要求8所述的气溶胶过滤器，其特征在于，该上盖包括一框体，是由该上盖的底面往下延伸并抵顶于该硅胶垫，且该框体的内表面与该硅胶垫的该周壁的外表面贴合。

11.如权利要求1所述的气溶胶过滤器，其特征在于，该底座包括多个超音波熔接肋，其是由该底座的顶面往上延伸的多个凸出部。

12.如权利要求1所述的气溶胶过滤器，其特征在于，该上盖、该底座、及该硅胶垫分别具有对应设置的多个气动开口，以共同定义出多个气体管道。

13.如权利要求12所述的气溶胶过滤器，其特征在于，该多个气体管道的至少一个通过该过滤膜承载槽中的该过滤膜。

14.一种核酸萃取卡匣，其特征在于，包括：

技术总结
一种气溶胶过滤器及核酸萃取卡匣，核酸萃取卡匣包括储液模块、萃取模块、连通模块及气溶胶过滤器。连通模块连通储液模块及萃取模块，并与外部气压驱动装置连接，以驱动核酸萃取卡匣内的流体传输。气溶胶过滤器设置于连通模块及外部气压驱动装置之间，且包括上盖、底座、过滤膜及硅胶垫，过滤膜设置于底座的过滤膜承载槽中，硅胶垫设置于上盖及底座之间，使上盖及底座所定义的过滤器腔体达到气密。上盖及底座具有对应设置的多个过滤膜支撑结构，分别对应抵顶过滤膜的两相对面，以将过滤膜固定于底座的过滤膜承载槽中，并共同支撑过滤膜不于过滤的过程中因气压而变形。

技术研发人员：郭峻延,高于凯,巫毓娟
受保护的技术使用者：台达电子工业股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12