一种核酸吸附性载体预置结构及微流控芯片的制作方法

本发明涉及离心微流控，尤其涉及一种核酸吸附性载体预置结构及微流控芯片。

背景技术：

1、微流控(microfluidics)是指在亚毫米尺度上操控液体的技术。它将生物和化学领域所涉及的基本操作单位，甚至于把整个化验室的功能，包括采样、稀释、反应、分离、检测等集成在一个小型芯片上，故又称芯片实验室(lab-on-a-chip)。这种芯片一般是由各种储液池和相互连接的微通道网络组成，能很大程度缩短样本处理时间，并通过精密控制液体流动，实现试剂耗材的最大利用效率。微流控为生物医学研究、药物合成筛选、环境监测与保护、卫生检疫、司法鉴定、生物试剂的检测等众多领域的应用，提供了极大的帮助。特别地，微流控能很好地满足即时诊断(point-of-care testing，poct)小型化仪器的需求，所以被广泛的应用在poct中。在产业化中，微流控一般分为以下几大类型：压力(气压或者液压)驱动式微流控、离心微流控、液滴微流控、数字化微流控、纸质微流控等。

2、基于pcr扩增的分子诊断是通过引物介导特异性扩增目的基因以检测内源性(遗传或变异)或外源性(病原体)目的基因的存在与否，进而对疾病的诊断和治疗提供信息和决策依据。其主要的应用场景有传染病的诊断，血筛，肿瘤突变位点检测，遗传病的诊断，产前诊断，组织分型等。基于pcr扩增的分子诊断一般包含三个步骤：

3、1、核酸的提取和纯化：使用核酸提取试剂从病毒、细菌等中提取出dna；

4、2、核酸在引物约束下特异性的pcr扩增：在提取的dna中加入扩增需要的反应液(酶、复制需要的原料、引物等)，在pcr仪中完成扩增过程；

5、3、扩增产物的检测：通过荧光标记法检测dna 含量，从而判断病毒dna含量，给出诊断结果。

6、在基于pcr扩增的分子诊断体系中，由于pcr扩增时候会有气溶胶污染，也为了避免样本之间的交叉污染，一般情况下要组建一个分区实验室。这个实验室要实现样本处理，核酸提取，pcr扩增的分区操作，且必须具备良好的通风系统，实验室搭建成本高，往往只有大型医疗机构才有搭建的财力。另一方面，实验室操作人员要持证上岗，也大大增加了人工成本。与此同时，过多人工的介入势必也会带来人为的操作失误，这都大大地提高了基于pcr的分子诊断的技术使用门槛，并且，当前的分子诊断实验室模式，在集中实验场地完成多样本和多检测项目操作，过程质量控制要求高。虽然分子诊断技术优势很明显，但是由于其步骤繁琐、过程费时，需要专业人员操作，而且临床分子诊断实验室的搭建成本一般较高，所以分子诊断也价格昂贵。而且当前的分子诊断实验室模式，一般为多样本单指标检测模式，检测指标受限，无法实现单样本多指标感染病原体的筛查。

7、目前，离心微流控装置在即时诊断(point-of-care testing，简称poct)设备中应用较多。传统的即时诊断设备通常都是基于核酸检测的，对于核酸检测之前的样本预处理则是需要利用人工提取纯化的方式实现，故而传统的微流控即时诊断设备只能实现核酸的检测工作，并不能实现对样本的预处理，故传统的即时诊断设备中离心微流控芯片并不能实现样本预处理的自动化。而对于基于微流控的即时诊断(poct)设备，“样本进结果出”(’sample-to-answer’)是这种设备的重要目标。要实现“样本进结果出”，就必须实现在微流控芯片中自动提取纯化，基于此，有必要提供一种核酸吸附性载体预置结构以及全提取分子诊断微流控芯片，以解决如何将核酸吸附载体预置在微流控芯片的问题，从而将样本纯化过程集成到芯片中自动化完成，无须停机手工操作，由此实现poct“样本进结果出”。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种核酸吸附性载体预置结构及微流控芯片，其加工与组装工艺简便，能使试剂均匀通过核酸吸附载体，因此，拥有较高的核酸吸附效率，且离心甩干方式利于去除吸附载体中残留的液体，得到的洗脱液中抑制物浓度大大降低，使pcr扩增结果更准确。

2、为实现上述目的，采用以下技术方案：

3、一种核酸吸附性载体预置结构，包括核酸吸附装置，所述核酸吸附装置包括子壳体、母壳体、核酸吸附载体；所述子壳体的一侧开设有第一槽孔，母壳体的一侧设有插接部，且插接部靠近第一槽孔的一侧还开设有第二槽孔；所述插接部插设于第一槽孔内，第二槽孔与第一槽孔围成容置腔；所述第二槽孔的内壁还开设有限位台阶，核酸吸附载体嵌装于限位台阶内；所述母壳体的另一侧设有与容置腔连通的第一导液管，子壳体的另一侧还设有与容置腔连通的第二导液管。

4、进一步的，所述第一槽孔的内壁还开设有限位卡槽，插接部的外壁与限位卡槽对应处还设有卡接块；所述卡接块卡接于限位卡槽内。

5、进一步的，所述第一导液管和第二导液管均设有弯折部。

6、进一步的，所述第一导液管远离母壳体的一端，及第二导液管远离子壳体的一端均呈锥形构造。

7、进一步的，所述核酸吸附载体的布置方向与流入于容置腔内的液体流向垂直。

8、进一步的，所述核酸吸附载体为硅胶膜。

9、还提供一种微流控芯片，包括基板、密封板、上述的核酸吸附装置，还包括样本腔、裂解液腔、清洗液腔、洗脱液腔、缓冲腔、收集腔、第一废液腔；所述基板设有相对的第一表面、第二表面，密封板贴合于基板的第二表面上；所述样本腔、裂解液腔、清洗液腔和洗脱液腔布置于基板的第一表面的上部，收集腔和第一废液腔布置于基板的第一表面的下部，缓冲腔和核酸吸附装置布置于基板的第一表面的中部；所述基板的第二表面上还设有四个第一流道、第二流道、第一石蜡阀、第二石蜡阀、选择阀、两个第三流道、第一虹吸管道、分发管道、若干测量腔、若干扩增腔及若干第一毛细管道；

10、所述样本腔、裂解液腔、清洗液腔和洗脱液腔分别经一第一流道与缓冲腔的一端连通，且样本腔上还开设有进样口。

11、所述基板上还开设有贯穿第一表面和第二表面的第一出液孔、第二出液孔；所述第一出液孔靠近缓冲腔的另一端布置，缓冲腔的另一端经第二流道与第一出液孔连通；所述第一石蜡阀连接于第二流道上；所述选择阀靠近收集腔和第一废液腔布置，且收集腔和第一废液腔分别经一第三流道与选择阀的一端连通；

12、所述第二出液孔靠近选择阀的另一端布置，且第二出液孔经第二石蜡阀与选择阀的另一端连通；所述第一出液孔与第二出液孔分别与核酸吸附装置的第一导液管、第二导液管连通；若干所述测量腔和若干所述扩增腔布置于基板的第二表面的边缘；所述收集腔用于出液的一端经第一虹吸管道与分发管道连通；每一所述测量腔的一端均与分发管道连通，每一所述测量腔的另一端分别经一第一毛细管道与一扩增腔连通。

13、进一步的，所述基板的第一表面上还设有第一连通座、第二连通座；所述第一连通座对应第一出液孔布置，且第一连通座上还开设有与第一出液孔连通的第一装配孔；所述第二连通座对应第二出液孔布置，且第二连通座上还开设有与第二出液孔连通的第二装配孔；所述第一导液管的一端插设于第一装配孔中，第二导液管的一端插设于第二装配孔中。

14、进一步的，所述第一装配孔内和第二装配孔内还均嵌装有密封圈。

15、进一步的，所述微流控芯片还包括第二废液腔；所述分发管道呈弧形构造，若干所述测量腔围绕分发管道布置；所述第二废液腔靠近分发管道的一端布置并与分发管道连通。

16、采用上述方案，本发明的有益效果是：

17、1)加工与组装工艺简便，能使试剂均匀通过核酸吸附载体，因此，拥有较高的核酸吸附效率，且离心甩干方式利于去除吸附载体中残留的液体，得到的洗脱液中抑制物浓度大大降低，使pcr扩增结果更准确；

18、2)将样本裂解、核酸纯化、试剂的等量分发、多腔室的核酸在特定引物约束下扩增等全部过程都集成在一个离心微流控芯片中，且由此能够实现荧光信号的采集与分析等后续分析工作，实现了单样本多指标的诊断方式，也为分子诊断实现面对病症的多病原体筛查提供了可能，同时，整个反应过程都处于密闭的微流控芯片中，减少了操作人员的负担及污染的可能性，也使得整个分子诊断过程不再依赖于分子诊断实验室，也不再依赖于专业的操作人员，实现了随时随地快速检测的需求，为医疗检验和疾病防控带来巨大的帮助；

19、3)核酸提取过程中，使用离心力驱动液体即可完成所有步骤，无须其他驱动力，对设备要求低；

20、4)核酸吸附载体预置方式简单可行性强，离心过膜方向与核酸吸附载体预置方向垂直，使得核酸吸附效率高，载体上抑制物残留少，洗脱效率高。