技术摘要：
本发明公开了一种用于核酸检测的微流控芯片及方法。一种用于核酸检测的微流控芯片，包括：提取纯化单元，其用于对生物样本中的核酸分子进行提取和纯化；第一扩增区，其用于对核酸分子进行第一轮扩增，所述第一扩增区能够和所述提取纯化单元连通；多个第二扩增区，其用  全部
背景技术：
在实验室环境下进行核酸分析检测，存在检测时间长、需要专业人员操作等问题， 难以满足对生物样本中的核酸分子进行现场、快速、便携化的检测需要。近几年发展起来的 微流控芯片技术，不仅能够极大地缩短检测时间，同时还具有检测通量大、自动化程度高、 非专业人员使用等优点，有望在核酸分析检测领域获得广泛的应用。 将微流控芯片技术与核酸检测技术结合起来，开发用于生物样本高通量、全自动 核酸分析检测的微流控芯片，为快速确诊病原微生物提供一种简单、快速、有效的解决方 案，对于疾病的治疗和预后具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种用于核酸检测的微流控芯片及方法，实现了生物样本的 高通量核酸分析检测。 本发明一方面提供一种用于核酸检测的微流控芯片，包括： 提取纯化单元，其用于对生物样本中的核酸分子进行提取和纯化； 第一扩增区，其用于对核酸分子进行第一轮扩增，所述第一扩增区能够和所述提 取纯化单元连通； 多个第二扩增区，其用于对第一轮扩增后的核酸分子进行巢式扩增，各所述第二 扩增区能够和所述第一扩增区连通；及 定量分配装置，其用于将所述第一扩增区中的微流体定量划分并分配给各所述第 二扩增区。 根据本发明的一个优选方面，所述定量分配装置设置于用于连通所述第一扩增区 和所述第二扩增区的微通道中。 根据本发明的一个优选方面，所述定量分配装置包括多个定量分配单元，每个定 量分配单元对应一个所述第二扩增区。 更优选地，第一个定量分配单元包括活动设置的第一定量盘，所述第一定量盘具 有内腔及分别与所述内腔连通的进液口和出液口，所述第一扩增区和所述第一个定量分配 单元之间设置有第一微通道，所述第一个定量分配单元和第二个定量分配单元之间设置有 第二微通道，所述第一定量盘具有第一位置和第二位置，当所述第一定量盘在第一位置时， 所述第一定量盘的所述进液口和所述第一微通道连通，所述出液口和所述第二微通道连 通；当所述第一定量盘在第二位置时，所述第一定量盘的所述进液口脱离所述第一微通道， 所述出液口和第一个第二扩增区连通。 进一步地，第n个定量分配单元包括活动设置的第n定量盘，n为大于1且小于N的正 整数，N为所述定量分配单元的总数且等于所述第二扩增区的总数，所述第n定量盘具有内 4 CN 111592971 A 说　明　书 2/9 页 腔、及分别与所述内腔连通的进液口和出液口，第n个定量分配单元和第n-1个定量分配单 元之间设置有第n微通道，第n个定量分配单元和第n 1个定量分配单元之间设置有第n 1微 通道，第n定量盘具有第一位置和第二位置，当第n定量盘在第一位置时，第n定量盘的所述 进液口和所述第n微通道连通，所述出液口和所述第n 1微通道连通；当第n定量盘在第二位 置时，第n定量盘的所述进液口脱离所述第n微通道，所述出液口和第n个第二扩增区连通。 更进一步地，第N个定量分配单元包括活动设置的第N定量盘，所述第N定量盘具有 内腔、及分别与所述内腔连通的进液口和出液口；所述定量分配装置还包括指示区，所述第 N个定量分配单元和所述指示区之间设置有指示区微通道；所述第N定量盘具有第一位置和 第二位置，当所述第N定量盘在第一位置时，所述第N定量盘的所述进液口和第N微通道连 通，所述出液口和所述指示区微通道连通；当所述第N定量盘在第二位置时，所述第N定量盘 的所述进液口脱离所述第N微通道，所述出液口和第N个第二扩增区连通。 可选地，所述微流控芯片包括通道层，定量盘能够转动地设置于通道层中。 可选地，所述定量盘具有多次折弯形成的盘管，所述内腔由所述盘管的管腔形成。 进一步地，每个所述定量分配单元包括气压阀，当定量盘在第二位置时，所述进液 口和相应的所述气压阀连通。 进一步地，各定量盘同步处于第一位置或同步处于第二位置。 根据本发明的一个优选方面，所述第二扩增区中存储有引物，不同的所述第二扩 增区中的所述引物相同或不同；所述第二扩增区中存储有扩增试剂，或所述微流控芯片还 包括和所述第二扩增区连通的用于向所述第二扩增区中加入扩增试剂的补液孔。 根据本发明的一个优选方面，所述提取纯化单元包括： 样本区，其用于加入样本； 多个试剂储存区，其用于存放提取纯化用的试剂，每个所述试剂储存区和所述样 本区之间分别设置有一个试剂微通道；及 微通道开关，其用于切换各所述试剂微通道的开闭。 更优选地，所述微通道开关包括能够上下移动的开关活塞，所述开关活塞包括活 塞本体及设置于所述活塞本体上的多个通孔，每个通孔对应一个所述试剂微通道，所述多 个通孔的高度不相同，每个所述试剂微通道具有用于与相应的所述通孔对齐相接的微通道 出口，当一个或若干个所述试剂微通道的所述微通道出口和相应的所述通孔相接时，其余 的所述试剂微通道的所述微通道出口被所述活塞本体阻断。 更优选地，所述多个试剂储存区包括裂解试剂储存区、漂洗试剂A储存区、漂洗试 剂B储存区及洗脱试剂储存区。 更优选地，每个所述试剂储存区中设置有加液活塞。 更优选地，所述提取纯化单元还包括设置于所述样本区中的能够吸附核酸物质的 磁珠及用于控制所述磁珠的磁性组件。 根据本发明的一个优选方面，所述第一扩增区中存储有第一轮核酸扩增所需的扩 增试剂，或所述微流控芯片还包括和所述第一扩增区连通的用于向所述第一扩增区中加入 扩增试剂的补液孔。 根据本发明的一个优选方面，所述微流控芯片还包括设置于所述第一扩增区和所 述第二扩增区之间的试剂缓冲区。 5 CN 111592971 A 说　明　书 3/9 页 更优选地，所述微流控芯片还包括和所述试剂缓冲区连通的用于向所述试剂缓冲 区中加入扩增试剂的补液孔。 根据本发明的一个优选方面，所述微流控芯片还包括用于接收所述提取纯化单元 排出的废液的废液区。 更优选地，所述废液区中设置有负压接口；和/或，所述废液区和所述提取纯化单 元之间设置有废液转移通道，所述废液转移通道上设置有控制开闭的废液转移开关。 根据本发明的一个优选方面，所述提取纯化单元和所述第一扩增区之间设置有液 流通道，所述液流通道上设置有控制开闭的核酸转移开关。 根据本发明的一个优选方面，所述微流控芯片包括通道层及固定于所述通道层上 方的盖板层，所述第一扩增区和所述第二扩增区分别为设于所述通道层中的腔室。 更优选地，所述通道层中还设置有加样区和试剂储存区；和/或，所述盖板层中设 置有能够上下移动的加液活塞、开关活塞或气压阀。 更优选地，所述通道层及所述盖板层的厚度分别为1～20mm。 本发明第二个方面提供一种用于核酸检测的方法，采用如上所述的微流控芯片， 所述方法包括如下步骤： A、向提取纯化单元的样本区中加入生物样本，依次加入提取纯化试剂，对生物样 本中的核酸分子进行提取纯化； B、将提取纯化单元中的核酸分子转移至第一扩增区，与第一扩增区预存的扩增试 剂或向第一扩增区加入扩增试剂进行反应以进行第一轮扩增； C、使第一扩增区的微流体通过定量分配装置而均匀或非均匀地定量分配至多个 第二扩增区中，分别与各第二扩增区中预存的扩增试剂或向各第二扩增区中加入扩增试剂 进行巢式扩增，读取第二扩增区中的荧光信号进行检测。 本发明采用以上方案，相比现有技术具有如下优点： 本发明的微流控芯片是一种集成化的多通道微流控芯片，芯片上不仅集成了核酸 提取、纯化、扩增等一系列功能，还实现多通道的检测需求，同时还具有操作过程简单、试剂 消耗量低、分析速度快等特点，特别适合于生物样本的高通量、全自动核酸分析检测。 附图说明 为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图 作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普 通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1是根据本发明实施例的一种微流控芯片的正面示意图； 图2是根据本发明实施例的一种开关活塞的结构示意图； 图3是根据本发明实施例的一种定量盘的结构示意图； 图4是根据本发明实施例的定量划分溶液的示意图； 图5是根据本发明实施例的第二扩增区进样示意图。 其中， 1、提取纯化单元；11、样本区；12、试剂储存区；12a、裂解试剂储存区；12b、漂洗试 剂A储存区；12c、漂洗试剂B储存区；12d、洗脱试剂储存区；13、试剂微通道；14、加液活塞； 6 CN 111592971 A 说　明　书 4/9 页 15、开关活塞；151、活塞本体；152、通孔； 2、废液区；21、废液转移开关；22、负压接口； 3、第一扩增区；32、第一补液孔；33、气压阀I；34、核酸转移开关； 4、试剂缓冲区；41、气压阀II；42、第二补液孔；43、气压阀III； 5、第二扩增区；51、通气孔； 6、定量分配装置；60、定量分配单元；61、定量盘；611、盘管；61a、第一定量盘；61b、 第二定量盘；62a、第一微通道；62b、第二微通道；62c、第三微通道；63、指示区；64、指示区微 通道；65a、气压阀IV；65b、气压阀V；65c、气压阀VI；65d、气压阀VII；65e、气压阀VIII；65f、 气压阀VIIII；65g、气压阀X； 102、盖板层；103、定位孔。