[实用新型]离心微流控芯片结构及核酸分析装置

说明书

本申请涉及一种离心微流控芯片结构及核酸分析装置，其中，离心微流控芯片结构包括：芯片基体、磁吸附件以及磁性件；芯片基体具有转动中心；芯片基体还开设有搅拌腔室以及连通搅拌腔室的注液孔，搅拌腔室相对于转动中心具有相异距离的位置；磁吸附件容置于搅拌腔室中；磁性件设置于芯片基体外且位于搅拌腔室靠近转动中心的位置。一方面当磁吸附件移动至远离磁性件的位置时，在离心力作用下，磁吸附件移动至搅拌腔室远离转动中心的位置；另一方面当磁吸附件移动至靠近磁性件的位置时，磁吸附件在磁性吸附作用下移动至搅拌腔室靠近转动中心的位置；从而实现了较为理想的混合效果，进而在简化结构及无需复杂仪器设备的前提下具有一定的裂解效果。

技术领域

本申请涉及离心微流控领域，特别是涉及离心微流控芯片结构及核酸分析装置。

背景技术

微流控(Microfluidics)是指在亚毫米尺度上操控液体，其中，亚毫米尺度一般为几微米到几百微米。微流控技术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。

微流控系统是指在亚毫米尺度上操控液体的装置。离心微流控隶属于微流控的一个分支，特指通过转动离心微流控芯片来驱动液体的流动，从而实现使用离心力在亚毫米尺度上操控液体。离心微流控将生物和化学领域所涉及的基本操作单位集成在一个小型碟式的(disc-shaped)芯片上。除了微流控所特有的优点外，由于离心微流控只需要一个电机来提供液体操控所需要的力，所以整个设备更为简洁紧凑。而碟片式芯片上的无处不在的离心场既能使得液体驱动更为有效，确保管道内没有残留液体，又能有效的实现基于密度差异的样本分离，也能让并行处理更为简单。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为广阔的前景。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。

在微流控中，由于液体体积为微升甚至纳升级别，而且微流控芯片的腔室和管道尺寸均有限，所以微流控芯片内部试剂的混合比较难以实现。在离心微流控中，液体试剂的混合最常见的有两种方式。一种方式是通过改变微流控芯片的转动速度，利用微流控芯片加减速过程中产生的欧拉力来实现混合效果。第二种是，通过液体流经不断弯折的蛇形液流管道来实现混合效果。第一种方式的混合往往对离心电机提出较大的要求，与此同时，由于离心微流控中转速是操纵整个芯片上液体流动的动力，改变转速势必会对微流控芯片上的其他部位的液体试剂的流动产生影响，增加了芯片的设计难度。第二种方式会增大整个微流控芯片的加工难度，同时不断弯折的蛇形液流管道的混合效果往往并没有那么理想。

另外，当前整个微流控技术的很大的一块的应用场景是微流控分子诊断。其核心目的是把分子诊断的整个样本富集，裂解，核酸提取与纯化，PCR扩增集成在一张微流控芯片上。这里面，样本的裂解一直是整个微流控分子诊断的一大技术难点。分子诊断中的样本的裂解一般分为物理法和化学法。对于化学法而言，一般用酶来对细胞膜或者细胞壁进行水解，但是对于不同的病原体的裂解的所需试剂的组分不同，使得该方法通用性并没有那么好。另一方面，化学法裂解所需时间较长，很多时候裂解效果并不理想。物理法裂解一般使用机械方式来使得样本细胞膜或者细胞壁破裂，从而释放DNA。物理法一般包括超声波法，激光照射法等。在离心微流控中，这些物理方法往往会大大增大仪器的复杂度。而且由于操作过程中，微流控芯片处于离心状态中，超声波探头往往难以跟微流控芯片进行直接接触，裂解效果很难达到预期。另一个方面，激光照射法裂解，激光的光斑也很难对准微流控芯片的裂解腔。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种离心微流控芯片结构及核酸分析装置。