本發(fā)明涉及一種集成式微流控檢測(cè)芯片。

背景技術(shù)：

1、微流控技術(shù)作為一種新興的科學(xué)技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用于化學(xué)、生物學(xué)、工程學(xué)和物理學(xué)等諸多領(lǐng)域，學(xué)科交叉性強(qiáng)，在時(shí)間、空間和分析對(duì)象的精密操控上進(jìn)行了突破，能夠解決生命分析的許多關(guān)鍵問題。微流控技術(shù)能夠?qū)⒃局荒茉趯?shí)驗(yàn)室才能完成的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)集成到一小塊芯片上，不僅節(jié)約了耗材成本和時(shí)間成本，更重要的是能夠集成多種檢測(cè)技術(shù)于一體，提高檢測(cè)效率。

2、在生物檢測(cè)領(lǐng)域，傳統(tǒng)方法通常采用單獨(dú)的檢測(cè)通道進(jìn)行樣本處理和分析，這種方法在處理大量樣本時(shí)效率較低，且難以實(shí)現(xiàn)高通量檢測(cè)。此外，傳統(tǒng)檢測(cè)方法在樣品制備、擴(kuò)增、電泳分析及檢測(cè)等環(huán)節(jié)中，集成度較低，這不僅增加了實(shí)驗(yàn)誤差，還可能導(dǎo)致樣品交叉污染，影響檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性。

3、因此需要一種集成式微流控檢測(cè)芯片，集成樣品制備、擴(kuò)增、電泳分析及檢測(cè)結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種集成式微流控檢測(cè)芯片，通過集成樣品制備、擴(kuò)增、電泳分析及檢測(cè)結(jié)構(gòu)，減少實(shí)驗(yàn)誤差，減少樣品的污染，以下為具體的實(shí)施方式：

2、一種集成式微流控檢測(cè)芯片，包括并行檢測(cè)通道，所述并行檢測(cè)通道內(nèi)均設(shè)有多個(gè)并行微通道，每個(gè)所述并行微通道均用于獨(dú)立處理單一樣本，所述每個(gè)并行檢測(cè)通道的寬度為40-60微米，所述每個(gè)并行檢測(cè)通道的深度為5-15微米；每個(gè)所述并行微通道的入口位置均設(shè)有微泵，用于控制樣本和試劑的流動(dòng)；還包括樣品制備模塊、pcr擴(kuò)增模塊、電泳分析模塊和光譜檢測(cè)模塊，所述各模塊通過并行微通道互連；所述樣品制備模塊用于樣本預(yù)處理，所述預(yù)處理包括樣本的稀釋、混合和分離；所述pcr擴(kuò)增模塊包括用于dna擴(kuò)增的微反應(yīng)室，所述微反應(yīng)室具有溫度控制模塊，用于控制樣品的升溫、降溫和維持恒定溫度；所述電泳分析模塊包括電泳緩沖液通道和電極；所述光譜檢測(cè)模塊包括用于檢測(cè)電泳分離后的物質(zhì)的光譜檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置用于檢測(cè)熒光信號(hào)。

3、更進(jìn)一步地，所述微泵為微型蠕動(dòng)泵。

4、更進(jìn)一步地，所述微反應(yīng)室采用透明或半透明材料制成，所述溫度控制模塊包括加熱器和冷卻器。

5、更進(jìn)一步地，所述并行微通道的截面為矩形，所述并行微通道的出口處設(shè)有樣品收集通道，所述并行微通道的入口處設(shè)有樣品引入通道，所述并行檢測(cè)通道的材料為耐腐蝕、耐高溫的聚合物或玻璃材料，所述并行檢測(cè)通道的長(zhǎng)度為5-20厘米，所述并行檢測(cè)通道的微通道之間設(shè)有隔離墻，用于隔離樣本，所述并行檢測(cè)通道的微通道入口處設(shè)有樣品分配器，用于將樣品均勻分配至各微通道，所述并行檢測(cè)通道的微通道內(nèi)部設(shè)有傳感器，所述傳感器用于監(jiān)測(cè)通道內(nèi)樣品的流動(dòng)狀態(tài)。

6、更進(jìn)一步地，所述樣品制備模塊進(jìn)一步包括：至少一個(gè)用于樣本稀釋的稀釋室，至少一個(gè)用于樣本混合的混合室，至少一個(gè)用于樣本分離的分離室。

7、更進(jìn)一步地，所述pcr擴(kuò)增模塊的溫度控制模塊包括：溫度傳感器、加熱器、制冷器和控制單元，溫度控制模塊用于根據(jù)溫度傳感器的檢測(cè)信號(hào)調(diào)節(jié)加熱器和制冷器的工作狀態(tài)。

8、更進(jìn)一步地，所述電泳分析模塊的電極包括：陽(yáng)極、陰極，所述電泳緩沖液通道連接陽(yáng)極和陰極。

9、更進(jìn)一步地，所述光譜檢測(cè)模塊的光譜檢測(cè)裝置包括：激光光源、檢測(cè)器和信號(hào)處理單元；其中，所述激光光源用于激發(fā)熒光信號(hào)，所述檢測(cè)器用于接收熒光信號(hào)，所述信號(hào)處理單元用于處理檢測(cè)器接收到的信號(hào)。

10、更進(jìn)一步地，還包括至少一個(gè)用于連接樣品制備模塊和pcr擴(kuò)增模塊的通道，至少一個(gè)用于連接pcr擴(kuò)增模塊和電泳分析模塊的通道，至少一個(gè)用于連接電泳分析模塊和光譜檢測(cè)模塊的通道。

11、有益效果：通過采用多個(gè)并行檢測(cè)通道，每個(gè)通道內(nèi)設(shè)有多個(gè)并行微通道，能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立處理單一樣本的功能，這種設(shè)計(jì)大大提高了檢測(cè)的并行性和效率；微通道入口處設(shè)有微泵，用于控制樣本和試劑的流動(dòng)，極大地提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性和重復(fù)性；微型蠕動(dòng)泵使得樣本和試劑的流動(dòng)更加精確可控，減少了人為操作誤差；樣品預(yù)處理、dna擴(kuò)增、電泳分析和光譜檢測(cè)等多個(gè)步驟可以在同一芯片上完成，避免了傳統(tǒng)檢測(cè)方法中繁瑣的樣品轉(zhuǎn)移和操作步驟，極大地降低了實(shí)驗(yàn)誤差；溫度控制模塊包括溫度傳感器、加熱器、制冷器和控制單元，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，提高了擴(kuò)增反應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性；通過優(yōu)化電極布局和光譜檢測(cè)裝置，提高了電泳分析的分辨率和熒光信號(hào)的檢測(cè)靈敏度，使得檢測(cè)結(jié)果更加精確；微通道的隔離墻設(shè)計(jì)，有效隔離了樣本，防止了交叉污染；微通道內(nèi)部的傳感器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)通道內(nèi)樣品的流動(dòng)狀態(tài)，確保檢測(cè)過程的順利進(jìn)行。

技術(shù)特征：

1.一種集成式微流控檢測(cè)芯片，其特征在于，包括并行檢測(cè)通道，所述并行檢測(cè)通道內(nèi)均設(shè)有多個(gè)并行微通道，每個(gè)所述并行微通道均用于獨(dú)立處理單一樣本，所述每個(gè)并行檢測(cè)通道的寬度為40-60微米，所述每個(gè)并行檢測(cè)通道的深度為5-15微米；每個(gè)所述并行微通道的入口位置均設(shè)有微泵，用于控制樣本和試劑的流動(dòng)；還包括樣品制備模塊、pcr擴(kuò)增模塊、電泳分析模塊和光譜檢測(cè)模塊，所述各模塊通過并行微通道互連；所述樣品制備模塊用于樣本預(yù)處理，所述預(yù)處理包括樣本的稀釋、混合和分離；所述pcr擴(kuò)增模塊包括用于dna擴(kuò)增的微反應(yīng)室，所述微反應(yīng)室具有溫度控制模塊，用于控制樣品的升溫、降溫和維持恒定溫度；所述電泳分析模塊包括電泳緩沖液通道和電極；所述光譜檢測(cè)模塊包括用于檢測(cè)電泳分離后的物質(zhì)的光譜檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置用于檢測(cè)熒光信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式微流控檢測(cè)芯片，其特征在于,所述微泵為微型蠕動(dòng)泵。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式微流控檢測(cè)芯片，其特征在于，所述微反應(yīng)室采用透明或半透明材料制成，所述溫度控制模塊包括加熱器和冷卻器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式微流控檢測(cè)芯片，其特征在于，所述并行微通道的截面為矩形，所述并行微通道的出口處設(shè)有樣品收集通道，所述并行微通道的入口處設(shè)有樣品引入通道，所述并行檢測(cè)通道的材料為耐腐蝕、耐高溫的聚合物或玻璃材料，所述并行檢測(cè)通道的長(zhǎng)度為5-20厘米，所述并行檢測(cè)通道的微通道之間設(shè)有隔離墻，用于隔離樣本，所述并行檢測(cè)通道的微通道入口處設(shè)有樣品分配器，用于將樣品均勻分配至各微通道，所述并行檢測(cè)通道的微通道內(nèi)部設(shè)有傳感器，所述傳感器用于監(jiān)測(cè)通道內(nèi)樣品的流動(dòng)狀態(tài)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式微流控檢測(cè)芯片，其特征在于，所述樣品制備模塊進(jìn)一步包括：至少一個(gè)用于樣本稀釋的稀釋室，至少一個(gè)用于樣本混合的混合室，至少一個(gè)用于樣本分離的分離室。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式微流控檢測(cè)芯片，其特征在于，所述pcr擴(kuò)增模塊的溫度控制模塊包括：溫度傳感器、加熱器、制冷器和控制單元，溫度控制模塊用于根據(jù)溫度傳感器的檢測(cè)信號(hào)調(diào)節(jié)加熱器和制冷器的工作狀態(tài)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式微流控檢測(cè)芯片，其特征在于，所述電泳分析模塊的電極包括：陽(yáng)極、陰極，所述電泳緩沖液通道連接陽(yáng)極和陰極。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式微流控檢測(cè)芯片，其特征在于，所述光譜檢測(cè)模塊的光譜檢測(cè)裝置包括：激光光源、檢測(cè)器和信號(hào)處理單元；其中，所述激光光源用于激發(fā)熒光信號(hào)，所述檢測(cè)器用于接收熒光信號(hào)，所述信號(hào)處理單元用于處理檢測(cè)器接收到的信號(hào)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式微流控檢測(cè)芯片，其特征在于，還包括至少一個(gè)用于連接樣品制備模塊和pcr擴(kuò)增模塊的通道，至少一個(gè)用于連接pcr擴(kuò)增模塊和電泳分析模塊的通道，至少一個(gè)用于連接電泳分析模塊和光譜檢測(cè)模塊的通道。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種集成式微流控檢測(cè)芯片，包括多個(gè)并行檢測(cè)通道，每個(gè)通道內(nèi)設(shè)有多個(gè)并行微通道，用于獨(dú)立處理單一樣本。各通道寬度為40?60微米，深度為5?15微米，并設(shè)有微泵控制樣本和試劑流動(dòng)。芯片還包含樣品制備模塊、PCR擴(kuò)增模塊、電泳分析模塊和光譜檢測(cè)模塊，各模塊通過并行微通道互連。樣品制備模塊用于預(yù)處理，PCR擴(kuò)增模塊具備溫度控制，電泳分析模塊包括電泳緩沖液通道和電極，光譜檢測(cè)模塊用于檢測(cè)熒光信號(hào)。提高了檢測(cè)并行性和效率，減少了操作誤差，避免了繁瑣的樣品轉(zhuǎn)移，提高了擴(kuò)增反應(yīng)的穩(wěn)定性和檢測(cè)精度。

技術(shù)研發(fā)人員：衛(wèi)勇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鎮(zhèn)江華瑞芯片科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21