[实用新型]一种用于DNA快速检测的微流控芯片、检测系统和装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物医药仪器，特别是涉及一种用于DNA快速检测的微 流控芯片，及包含该芯片的DNA快速检测系统和装置。

背景技术

对体液(如血液、尿液等)DNA的分析，特别是基因标志物检测和基因变 异检测是生物医学研究的重要组成部分，也是进行基因诊断和遗传学研究的 重要途径。现阶段，用于体液DNA分析的方法主要涉及样品DNA提取，目 的基因PCR扩增、电泳分离与检测或实时荧光PCR检测等几个过程，一般采 用常规仪器设备分别完成不同的操作过程，近年来也有采用微流控技术的核 酸分析方法和仪器，主要是常规操作过程的微型化和规模集成(如芯片核酸提 取、芯片PCR/实时荧光PCR、芯片电泳等)，或者是少数功能单元的组合， 可实现不同的样品处理、反应和检测功能，已部分体现了微流控芯片分析技 术微型化、集成化等特点。

现有体液DNA分析方法中，不同的单元操作一般分开完成，这样导致样 本耗量大，运行周期长，步骤繁琐，精度较低；基于微流控芯片的体液DNA 分析技术大多自动化程度偏低，少数集成度较高、但分析通量偏低，不适于 生物实验室、遗传研究中心和临床诊断实验室的需要，更难以符合未来疾病 诊断家庭化个体化的趋势。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于DNA快速检测的微流控芯 片，及包含该芯片的DNA快速检测系统和装置，以解决现有技术中DNA分 析样本耗量大，运行周期长，步骤繁琐，精度较低等问题，同时解决了现有微 流控芯片及DNA检测系统自动化程度不够高，分析通量偏低，不适于生物实 验室、遗传研究中心和临床诊断实验室需要的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案：

一种用于DNA快速检测的微流控芯片，该芯片包括

储液单元，用于存储检测过程中使用或产生的液体；

核酸提取单元，基于微结构表面改性处理，提取样本流体中的核酸物质；

扩增与检测单元，对所述核酸物质进行PCR扩增，并实时对扩增后的产物 进行荧光检测；

流体控制单元，基于微挤压推动的方式，对检测过程中的流体进行方向控 制。

优选的，所述储液单元包括样品储液池、冲洗液储液池、洗脱液储液池、 废液池和PCR扩增与荧光检测池；

所述核酸提取缓冲液储液池、样品储液池、冲洗液储液池和洗脱液储液池 通过微通道与所述核酸提取单元连通；

所述废液池分别通过微通道与所述核酸提取单元和PCR扩增与荧光检测池 连通。

优选的，所述微通道的深度为70～90μm。

优选的，所述核酸提取单元采用具有经表面改性处理的微柱阵列的流体通 道。

优选的，所述流体通道的微柱阵列表面沉积有360nm厚的氧化硅。

优选的，所述具有微柱阵列的流体通道为“S”型弯曲流体通道。

优选的，所述流体控制单元采用微流控组件进行流体控制。

优选的，所述微流控组件采用集成式薄膜微阀。

优选的，所述微流控组件包括第一微流控件、第二微流控件、第三微流控 件、第四微流控件、第五微流控件、第六微流控件和第七微流控件；

所述第一微流控件分别与样品池和第四微流控件连接；

所述第二微流控件分别与冲洗液储液池和第四微流控件连接；

所述第三微流控件分别与洗脱液储液池和第四微流控件连接；

所述第四微流控件通过第五微流控件与所述核酸提取单元连接；

所述第六微流控件分别与所述核酸提取单元和废液池连接；

所述第七微流控件分别与所述核酸提取单元和扩增与检测单元连接。

一种包含如上所述微流控芯片的DNA快速检测系统，该系统包括如权利 要求1所述的微流控芯片；

用于为流体控制单元提供挤压动力的动力控制单元；

用于为PCR扩增提供反应温度的温度控制单元；和

用于为PCR分离产物提供荧光检测剂的荧光检测单元。

一种包括如上所述微流控芯片的DNA快速检测装置，该装置包括由上至 下依次设有多个如权利要求1所述的微流控芯片、弹性薄膜层和用于为所述 微流控芯片进行DNA检测的提供辅助控制的控制层。

优选的，所述多个微流控芯片环形阵列排布。