微流控芯片及分子诊断设备的制作方法

1.本实用新型属于体外检测设备领域，特别是涉及一种微流控芯片及分子诊断设备。


背景技术：

2.分子诊断是指应用分子生物学方法检测患者体内遗传物质的结构或表达水平的变化而做出诊断的技术，是预测诊断的主要方法，既可以进行个体遗传病的诊断，也可以进行产前诊断。目前主流的pcr(polymerase chain reaction，聚合酶链反应)设备的微流控芯片管路结构复杂，在样本检测过程中，容易在混匀腔内残留较多的液体，不仅试剂的消耗量较多且排液效率较差，用户体验较差。


技术实现要素：

3.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种微流控芯片及分子诊断设备，用于解决现有技术中微流控芯片检测过程中混匀腔内易残留液体，排液效率差，试剂消耗量大的问题。
4.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种微流控芯片，包括芯片主体以及开设在芯片主体上的排液毛细管，芯片主体上开设有固定孔，芯片主体能够绕固定孔进行旋转，芯片主体上设有进样腔以及与进样腔连通的混匀腔，排液毛细管与混匀腔连通，排液毛细管具有虹吸段，虹吸段到固定孔的最小距离小于混匀腔到固定孔的最小距离。
5.上述微流控芯片通过这样的结构布局，可以使得芯片主体能够在旋转离心的作用下形成虹吸效应，能够提升微流控芯片混匀腔内的待排液体的排液效率，减少试剂的消耗量。
6.可选的，排液毛细管还包括与混匀腔相连通的第一端、以及与废液腔和/或pcr反应腔相连通的第二端，排液毛细管的第一端到固定孔的中心的距离小于排液毛细管的第二端到固定孔的中心的距离。
7.可选的，排液毛细管的第一端与混匀腔远离固定孔的一侧相连，排液毛细管的第二端通过分液腔与废液腔和/或pcr反应腔相连。
8.可选的，虹吸段呈u型，且u型虹吸段的开口方向背离固定孔。
9.可选的，混匀腔包括相互连通的上腔体和下腔体，下腔体到固定孔的中心的距离大于上腔体到固定孔的中心的距离，下腔体的横截面积小于上腔体的横截面积。
10.可选的，上腔体和下腔体与固定孔同心设置，且下腔体底部靠近排液毛细管的一侧开设有出液孔，混匀腔通过出液孔与排液毛细管相连通。
11.可选的，混匀腔环设于进样腔的外周，且通过第一管道与进样腔相连通。
12.可选的，废液腔到固定孔的中心的距离大于混匀腔到固定孔的中心的距离，废液腔内铺设有吸水纸。
13.可选的，芯片主体上还设有沿固定孔外周分布的试剂腔，试剂腔到固定孔的中心
的距离和进样腔到固定孔的中心的距离相等，且试剂腔通过第二管道与混匀腔连通。
14.此外，为了实现上述目的，本技术还提供了一种分子诊断设备，其包括上述的微流控芯片和检测机构，检测机构用于对微流控芯片中的待检测样本进行检测。
15.上述分子诊断设备通过简单的结构设计，能够提升微流控芯片混匀腔内的待排液体的排液效率，改善用户的使用体验。
附图说明
16.为了更清楚地说明申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：
17.图1为本实用新型微流控芯片一实施例的结构示意图；
18.图2为本实用新型微流控芯片一实施例的第一状态示意图；
19.图3为图2中局部a的放大示意图；
20.图4为本实用新型微流控芯片一实施例的第二状态示意图；
21.图5为图4中局部b的放大示意图。
22.零件标号说明
23.100-芯片主体；101-进样腔；102-混匀腔；1021-上腔体；1022-下腔体；103-废液腔；104-pcr反应腔；105-固定孔；106-试剂腔；107-排液毛细管；1071-虹吸段；108-分液腔；109-第一管道；110-第二管道；111-第三管道；112-第四管道；200-吸水纸。
具体实施方式
24.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动情况下所获得的所有其他实施例，均属于本技术保护的范围。
25.需要说明，若本技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
26.另外，若本技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
27.请参阅图1，本技术实施例提供了一种微流控芯片，包括芯片主体100以及开设在芯片主体100上的排液毛细管107，芯片主体100上开设有固定孔105，芯片主体100能够绕固定孔105进行旋转，芯片主体100上设有进样腔101以及与进样腔101连通的混匀腔102，排液毛细管107与混匀腔102连通，排液毛细管107具有虹吸段1071，虹吸段1071到固定孔105的
最小距离小于混匀腔102到固定孔105的最小距离。通过设置具有虹吸段1071的排液毛细管107，使得混匀腔102内的待排液体在毛细力及离心力作用下形成虹吸效应从而提高排液效率，减少混匀腔102内待排液体的残余，待排液体充分排出混匀腔102更加容易方便。
28.进一步的，进样腔101可以根据需求设置为一个或多个，以便适应不同种类样本的需求，各个进样腔101分别与混匀腔102连通，各个进样腔101的形状和大小可以相同也可以相异，以便适应不同样品的检测需求。
29.可选的，微流控芯片上设有两个进样腔101，两个进样腔101到固定孔105中心的距离相等，两个进样腔101中的其中一个为空置的腔体，另一个为含有试剂的腔体。当加入的样本为液体时，例如咽拭子洗脱液、唾液、血液、或尿液等液体样本，直接加入空置的腔体；当用拭子进行现场采样时，将拭子在含有试剂的腔体内涮洗以实现样本的进样。
30.进一步的，进样腔101的顶部设有可打开和关闭的密封盖，通过密封盖使进样腔101能够保持密闭，有利于防止样本外泄，避免造成污染。
31.进一步的，一个或多个进样腔101上的密封盖设有进样孔，液体样本可以通过进样孔进入进样腔101内，操作简单方便。
32.进一步的，排液毛细管107还包括与混匀腔102相连通的第一端、以及与废液腔103和/或pcr反应腔104相连通的第二端，排液毛细管107的第一端到固定孔105的中心的距离小于排液毛细管107的第二端到固定孔105的中心的距离，从而使得在对混匀腔102内的样本液进行混匀动作时，混匀腔102内的样本液的液面到固定孔105的中心的最大距离小于排液毛细管107内液面到固定孔105的中心的最大距离，以使得当芯片主体100停止旋转时，在排液毛细管107的毛细力作用下，液体可以充分填充排液毛细管107。
33.进一步的，排液毛细管107的第一端与混匀腔102远离固定孔105的一侧相连，排液毛细管107的第二端通过分液腔108与废液腔103和/或pcr反应腔104相连，以便根据需求将混匀腔102内的待排液体排入指定的腔体内。
34.进一步的，分液腔108的横截面呈扇形，且分液腔108与固定孔105同心设置，分液腔108远离固定孔105一侧的两端分别与废液腔103和pcr反应腔104相连通。当芯片主体100顺时针方向旋转时，混匀腔102内的待排液体进入pcr反应腔104；当芯片本体100逆时针方向旋转时，混匀腔102内的待排液体进入废液腔103，以便使得不同工序的待排液体能够顺利的排到指定的腔体内。其中，排入pcr反应腔104的待排液体为溶有核酸样本的洗脱液，排入废液腔103内的待排液体可以为样本裂解、磁珠清洗、核酸洗脱等任一工序产生的废液。
35.可选的，pcr反应腔104可以为多个，具体数量可以根据需求设置，pcr反应腔104内可以根据需求放置如酶、引物、荧光物质等冻干试剂。pcr反应腔104通过第三管道111与分液腔108相连，第三管道111环设在试剂腔106的外周，多个pcr反应腔104环设在第三管道111的外周，且pcr反应腔104靠近固定孔105的一侧通过第四管道112与第三管道111相连通，使得混匀腔102内的溶有核酸样本的洗脱液能够顺利进入各个pcr反应腔104内，解决多联检的问题，降低了成本。
36.在本技术另一个实施例中，如图1所示，虹吸段1071呈u型，且u型虹吸段的开口方向背离固定孔105。其中，虹吸段1071远离开口一侧到固定孔105的最小距离小于混匀腔102到固定孔105的最小距离，以便形成虹吸效应。
37.在本技术另一个实施例中，如图1所示，混匀腔102包括相互连通的上腔体1021和
下腔体1022，下腔体1022到固定孔105的中心的距离大于上腔体1021到固定孔105的中心的距离，下腔体1022的横截面积小于上腔体1021的横截面积，以便一些工序中体积较少的液体能够更好的反应和磁珠混匀。例如，在核酸洗脱工序中，通过下腔体1022这样的设计，可以使得体积较少的的洗脱液能够集中在体积较小的下腔体1021内，有利于洗脱液与磁珠充分接触混匀。
38.进一步的，上腔体1021和下腔体1022的横截面为与固定孔105同心设置的扇环形。其中，下腔体1022的两端或其中一端向内侧收缩，以使下腔体1022的长度小于上腔体1021的长度，有利于液体集中蓄积。
39.可选的，上腔体1021和下腔体1022与固定孔105同心设置，且下腔体1022底部靠近排液毛细管107的一侧开设有出液孔，出液孔与排液毛细管107相连通。
40.在本技术另一个实施例中，如图1所示，混匀腔102环设于进样腔101的外周，且通过第一管道109与进样腔101相连通，由此可以使得在进样过程中，可以通过驱动微流控芯片旋转，使得进样腔101内的液体在离心力的作用下通过第一管道109流入混匀腔102。
41.在本技术另一个实施例中，如图1所示，废液腔103到固定孔105的中心的距离大于混匀腔102到固定孔105的中心的距离，使得芯片主体1旋转过程中在离心力的作用下将混匀腔102内的待排液体排入废液腔103内。废液腔103内铺设有吸水纸200，通过吸水纸200及时将液体水吸附，防止废液腔103内的液体回流进入分液腔108。
42.在本技术另一个实施例中，如图1所示，芯片主体100上还设有沿固定孔105外周分布的试剂腔106，试剂腔106到固定孔105的中心的距离和进样腔101到固定孔105的中心的距离相等，且试剂腔106通过第二管道110与混匀腔102连通。其中，试剂腔106的数量可以根据需求设置为1个或多个。
43.可选的，试剂腔106横截面的形状可以为扇环形、方形、梯形、圆形或其它形状。每个试剂腔106的横截面形状可以相同也可以相异，以便放置不同的试剂。
44.可选的，芯片主体100上设有6个试剂腔106，6个试剂腔内分别装有裂解液、蛋白酶k、磁珠、一次清洗液、二次清洗液和洗脱液，可以根据需求在每个试剂腔106内装入一种所需的试剂。
45.具体的，在本技术中，参见图2-图5，微流控芯片的工作过程为：通过外部驱动装置驱动芯片主体100旋转，当样本、裂解液、蛋白酶k和磁珠都进入混匀腔102混合获得待排液体，芯片主体100还在旋转时，待排液体到达排液毛细管107的a2位置，此时排液毛细管107内最高液面a2到固定孔105中心的距离等于混匀腔102内最高液面a1到固定孔105中心的距离。如图4和图5所示，当芯片主体100停止旋转时，在排液毛细管107的毛细力作用下，待排液体填充排液毛细管107，待排液体到达排液毛细管107的b2位置，排液毛细管107内最低液面b2比混匀腔102内最低液面b1低，即此时液面b2到固定孔105中心的距离大于液面b1到固定孔105中心的距离。通过这样的结构布局，可以使得芯片主体100能够在旋转离心的作用下形成虹吸作用，能够提升微流控芯片混匀腔102内的待排液体的排液效率，减少混匀腔102内残余液体的存留，改善用户的使用体验。
46.另一方面，本技术还公开了一种分子诊断设备，包括如前述任一实施例中的微流控芯片及检测机构，检测机构用于对微流控芯片中的待检测样本进行检测。
47.本实用新型的微流控芯片及分子诊断设备，通过简单结构设计使得微流控芯片能
够在毛细力和离心力的作用下形成虹吸效应，能够提升微流控芯片混匀腔102内的待排液体的排液效率，改善用户的使用体验。
48.以上仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。