[发明专利]一种全流程生物检测装置

权利要求书

1.一种全流程生物检测装置，其特征在于，包括至少一个反应器（100），所述反应器（100）包括至少一个加样单元（1）、至少一个液体控释单元（2）、至少一个萃取单元（3）、至少一个液体控切单元（4）、至少一个液体收纳单元（5）、至少一个预扩增单元、至少一个液体中转单元（6）、至少一个液体控流单元（7）、至少一个液体定量分散单元（8）和多个反应池（9）；

其中，所述液体控释单元（2）包括开设于所述反应器（100）上的导流槽（2102）和密封覆盖于所述导流槽（2102）上方的用于储存液体的可压缩的储液容器，所述储液容器包括位于所述反应器（100）外侧的韧性上盖（2101）以及位于所述韧性上盖（2101）和所述导流槽（2102）之间的脆性底托（2103），所述脆性底托（2103）封堵于所述导流槽（2102）的上端开口并且与所述韧性上盖（2101）包围形成用于储存液体的密闭腔体，所述脆性底托（2103）的断裂强度小于所述韧性上盖（2101）的断裂强度，当所述脆性底托（2103）受到的液体压力大于等于自身的断裂强度时，所述脆性底托（2103）发生破裂并将所述储液容器和所述导流槽（2102）连通；

或者，所述液体控释单元（2）包括开设于所述反应器（100）上的导流通道（2205）和密封覆盖于所述导流通道（2205）上方的滑动储液单元，所述滑动储液单元包括两端开放的筒状的滑动室（2202），所述滑动室（2202）的下端开口包围所述导流通道（2205）的上端开口并且密封连接于所述反应器（100）表面，所述滑动室（2202）内设置有沿其内壁上下滑动的用于储存液体的储液筒（2201），所述储液筒（2201）的外周与所述滑动室（2202）内壁密封滑动配合，所述滑动室（2202）的上端开口设有限制所述储液筒（2201）滑出的限位结构，所述储液筒（2201）的底部为密封膜（2203），所述导流通道（2205）的上端开口一侧固定有位于所述密封膜（2203）下方的用于刺破所述密封膜（2203）的刺锥（2204）；

其中，所述液体控流单元（7）为旋转通断组件，所述旋转通断组件包括固定壳体（7101）、底座（7102）和圆柱形的转子（7104），所述固定壳体（7101）为两端开放的筒状壳体，所述固定壳体（7101）的下端固定于所述底座（7102）上，所述转子（7104）绕自身轴线转动配合于所述固定壳体（7101）内壁，所述固定壳体（7101）的上端设有限制所述转子（7104）脱出的限位结构，所述转子（7104）上端设有用于驱动所述转子（7104）转动的旋转配合结构（7107），所述转子（7104）下端开设有一段条形沟槽（7103），所述底座（7102）的上表面与所述转子（7104）的下端面紧贴并且分隔地开设有一个连通上游单元的上游平头管道（7105）和一个连通下游单元的下游平头管道（7106）；当转子（7104）旋转至连通位时，所述条形沟槽（7103）将所述上游平头管道（7105）和所述下游平头管道（7106）连通；当转子（7104）旋转至截断位时，所述转子（7104）的下端面将所述上游平头管道（7105）和所述下游平头管道（7106）截断；

或者，所述液体控流单元（7）为弯曲的毛细管道，所述毛细管道的管道入口（7201）与上游单元的出口相连且管道出口（7204）与下游单元的入口相连，所述管道出口（7204）与芯片旋转中心（10）的距离大于所述管道入口（7201）与芯片旋转中心（10）的距离，所述毛细管道的近心端与芯片旋转中心（10）的距离小于上游单元的近心端与芯片旋转中心（10）的距离；

或者，所述液体控流单元（7）为一段细管道，所述细管道的局部设有局部加粗段（7301），所述局部加粗段（7301）内封堵有热熔性材料（7302）；

或者，所述液体控流单元（7）为局部设有流阻增大元件的流阻阀管道，所述流阻阀管道内的液体压力小于所述流阻增大元件的导通液压阈值时，所述流阻增大元件阻止液体通过；所述流阻阀管道内的液体压力大于等于所述流阻增大元件的导通液压阈值时，所述流阻增大元件允许液体通过；

其中，所述液体控切单元（4）为旋转切换组件（7100），所述旋转切换组件（7100）包括固定壳体（7101）、底座（7102）和圆柱形的转子（7104），所述固定壳体（7101）为两段开放的筒状壳体，所述固定壳体（7101）的下端固定于所述底座（7102）上，所述转子（7104）绕自身轴线转动配合于所述固定壳体（7101）内壁，所述固定壳体（7101）的上端设有限制所述转子（7104）脱出的限位结构，所述转子（7104）上端设有用于驱动所述转子（7104）转动的旋转配合结构（7107），所述转子（7104）下端开设有一段条形沟槽（7103），所述底座（7102）的上表面与所述转子（7104）的下端面紧贴并且分隔地开设有一个连通上游单元的上游平头管道（7105）以及与两个下游单元分别对应连通的第一下游平头管道（7108）和第二下游平头管道（7109）；当转子（7104）旋转至第一连通位时，所述条形沟槽（7103）将所述上游平头管道（7105）和所述第一下游平头管道（7108）连通；当转子（7104）旋转至第二连通位时，所述条形沟槽（7103）将所述上游平头管道（7105）和所述第二下游平头管道（7109）连通；当转子（7104）旋转至截断位时，所述转子（7104）的下端面将所述上游平头管道（7105）截断；

或者，所述液体控切单元（4）包括弧形管道（4102）和位于所述弧形管道（4102）内部的铁磁小球（4105），所述弧形管道（4102）的管道中心线为圆弧形且所述弧形管道（4102）的中部向芯片旋转中心（10）方向凸起，所述弧形管道（4102）的横截面为圆形，所述弧形管道（4102）的近心端开设有用于连通上游单元的液体入口，所述弧形管道（4102）的两个远心端分别开设有一个液体出口，所述铁磁小球（4105）与所述弧形管道（4102）内壁密封接触并且能够在所述弧形管道（4102）两个远心端之间往复滑动以封堵所述液体出口；

或者，所述液体控切单元（4）包括一个偏转空腔（4202），所述偏转空腔（4202）的近心端的中部设有一个连通上游单元的液体入口，所述偏转空腔（4202）的远心端的左右两侧分别设有一个连通下游单元的液体出口；

上述各单元通过流道按照预设顺序连通，其中，所述加样单元（1）及所述液体控释单元（2）分别连通于所述萃取单元（3）的上游，所述萃取单元（3）的下游连通所述液体控切单元（4），所述液体控切单元（4）的下游分别连接所述液体收纳单元（5）和所述液体中转单元（6），所述预扩增单元连接于所述液体控切单元（4）和所述液体中转单元（6）之间，所述预扩增单元包括预扩增池（91）以及位于所述预扩增池（91）内的干燥的预扩增试剂，所述预扩增池（91）的上游设置有一组或多组并联的定量池（82），所述定量池（82）的上游与所述液体控切单元（4）的一个出口相连，所述定量池（82）的下游通过液体控流单元一连接所述预扩增池（91），所述液体中转单元（6）包括中空腔室（61）、产物转移定量单元、混合腔室（66），所述预扩增单元的下游通过液体控流单元二连通所述中空腔室（61），所述中空腔室（61）的下游连接所述产物转移定量单元，所述产物转移定量单元的下游连接所述混合腔室（66），所述混合腔室（66）的下游通过液体控流单元三连通下游的所述液体定量分散单元（8），所述液体定量分散单元（8）与下游的多个所述反应池（9）之间通过多个梳齿分支管道（7402）一一对应连通；

其中，所述产物转移定量单元包括中转腔室（63）和产物定量腔室（64），所述中转腔室（63）与芯片旋转中心（10）的距离小于所述中空腔室（61）与芯片旋转中心（10）的距离，所述中空腔室（61）的底端出口通过液体转移通道（62）连接于所述中转腔室（63）的顶端，所述中转腔室（63）的下游连通所述产物定量腔室（64），所述产物定量腔室（64）的下游通过液体控流单元四连通所述混合腔室（66）；

或者，所述产物转移定量单元包括位于所述中空腔室（61）下游的产物定量腔室（64）以及与所述产物定量腔室（64）并联的产物溢流腔室（65），所述中空腔室（61）的下游通过液体控流单元五连接所述产物定量腔室（64），所述产物定量腔室（64）的下游通过液体控流单元四连接所述混合腔室（66）；

或者，所述产物转移定量单元包括蛇形管道（67），所述蛇形管道（67）与芯片旋转中心（10）的距离小于所述中空腔室（61）与芯片旋转中心（10）的距离，所述中空腔室（61）的底端出口通过液体转移通道（62）连接于所述蛇形管道（67）的顶端，所述液体转移通道（62）与所述蛇形管道（67）的顶端连接处为三岔口结构，且其中一个岔口与气路连通并经过疏水处理，所述蛇形管道（67）的底端出口连通所述混合腔室（66）；

当所述反应器（100）绕芯片旋转轴旋转时，所述反应器（100）内的液体能够在离心力或表面张力或离心力与表面张力共同驱使下通过各个流道由上游单元流向下游单元。