[发明专利]基于模块结构的多重病原快速检测体式微流控系统

权利要求书

1.基于模块结构的多重病原快速检测体式微流控系统，包括组合检测模块、组合供液模块与检测底座，其特征在于：三个组合检测模块与一个组合供液模块通过微流道对准并保证相对位置关系，组成一组供液-检测模块，共四组供液-检测模块均布于正方形检测底座上，四个供液模块的倒角面贴合在检测底座中间长方体立柱的四个面实现定位，检测底座设计有四个光纤引出端，与供液模块底部孔相配合，将光纤引入实现检测结果的测量；其中组合检测模块包含四个外形一致、内部结构不同的模块，分别是样本预处理模块、核酸裂解模块、预扩增模块、CRISPR/Cas13a分析模块；组合供液模块包含四个外形一致、内部结构不同的模块，分别是缓冲液模块、裂解液模块、扩增液模块、检测结果激发模块；组合检测模块与组合供液模块分别按照上述模块顺序自上往下竖直排列，前一模块的底面与后一模块的顶面贴合，各个模块通过上一模块的微流道出口与下一模块的微流道入口对准实现定位，组合检测模块的样本预处理模块、核酸裂解模块、预扩增模块、CRISPR/Cas13a分析模块与组合供液模块的缓冲液模块、裂解液模块、扩增液模块、检测结果激发模块一一对应，并通过供液模块的供液流道与检测模块试剂入口流道对准实现定位；检测液由组合供液模块顶部注入，缓冲液模块、裂解液模块、扩增液模块均由组合供液模块顶部缓冲液顶部的入口加入相应的样本缓冲液、核酸裂解液、核酸扩增液，通过微流道分别注入样本预处理模块、核酸裂解模块、预扩增模块，从而实现样本的稀释缓冲、病原体核酸裂解、病原体核酸扩增；所有的模块与检测底座均在三维建模软件中建模，将模型导入3D打印机进行打印获得实体结构。

2.根据权利要求1所述的基于模块结构的多重病原快速检测体式微流控系统，其特征在于：一个组合检测模块实现多个样本的检测，一个样本实现多种不同传染病病原的检测，组合供液模块为组合检测模块提供各阶段反应所需的试剂，且组合供液模块匹配的组合检测模块的数量根据具体检测需要来设计，供液-检测模块的数量根据具体检测需要来设计，本发明设计十二个组合检测模块，四个组合供液模块，共同组成四组供液-检测模块，一个组合检测模块实现两个样本的检测，一个样本实现十种不同传染病病原的检测。

3.根据权利要求1所述的基于模块结构的多重病原快速检测体式微流控系统，其特征在于：在组合检测模块中，样本预处理模块的入口与出口均为2个圆柱直微流道，中间连接螺旋形微流道，再连接出口圆柱直微流道，流入核酸裂解模块。

4.根据权利要求1或3所述的基于模块结构的多重病原快速检测体式微流控系统，其特征在于：核酸裂解模块入口与出口均为2个圆柱直微流道，中间为圆柱体空腔，空腔周围布置有螺旋加热电阻丝，裂解后由出口流入预扩增模块，预扩增模块的1个入口分成10个并行竖直布置的圆柱空腔直微流道，总共二十个竖直布置的微流道流入CRISPR/Cas13a分析模块，CRISPR/Cas13a分析模块的二十个微流道根据检测样本来源分为两组，每组十个，为倾斜交叉的位置关系。

5.根据权利要求1所述的基于模块结构的多重病原快速检测体式微流控系统，其特征在于：在组合供液模块中，缓冲液模块与裂解液模块均在缓冲液模块上表面设有试剂入口，向下设置直微流道贯穿所经过的模块，到达各自模块位置后弯曲90°，分三路横向连接所对应的三个样本预处理模块与核酸裂解模块，扩增液模块与检测结果激发模块均在缓冲液模块上表面设有十个试剂入口，向下设置直微流道贯穿所经过的模块，到达各自模块位置后弯曲90°，分三路横向连接所对应的三个预扩增模块与CRISPR/Cas13a分析模块，其中检测结果激发模块设置有与检测底座的光线引入口相匹配的孔。

6.根据权利要求1所述的基于模块结构的多重病原快速检测体式微流控系统，其特征在于：所述的检测底座包含立柱、光纤引出端、CMOS芯片与底盘，立柱用于供液模块的定位，光纤引出端将激发光纤引入，CMOS芯片用来采集检测结果，后接微型电路系统将检测结果读入计算机，底盘是整个检测系统的底部。