[发明专利]一体化核酸提取与扩增检测系统

权利要求书

1.一体化核酸提取与扩增检测系统，其特征在于：该系统包括微流控芯片和检测装置，微流控芯片固定在检测装置的废液芯片固定模块上；其中，微流控芯片包括反应单元和废液存储单元；检测装置包括振动模块、流体驱动模块、磁珠驱动模块、废液芯片固定模块、加热模块和荧光检测模块；反应单元固定在废液存储单元上面，废液存储单元固定在废液芯片固定模块上，振动模块位于反应单元底部，流体驱动模块通过软管连接至废液存储单元气孔处，加热模块位于微流控芯片的中部位置，荧光检测模块位于加热模块的上端，磁珠驱动模块位于振动模块的前端顶部；

具体而言，振动模块包括振动池(2)、缓冲棉、振动电机固定环(3)、振动电机(4)、芯片槽(5)、弹簧a(6)、限位销钉(7)和卡扣(8)；所述振动电机固定环(3)位于振动池(2)上，缓冲棉置于振动电机固定环(3)和振动池(2)之间，振动电机(4)内嵌于振动电机固定环(3)中，芯片槽(5)通过弹簧a(6)和限位销钉(7)固定于振动电机固定环(3)上表面，卡扣(8)安装在芯片槽(5)的上表面；

流体驱动模块包括真空泵(9)、真空泵固定座(10)、软管(11)、吸盘固定架(12)和吸盘(13)；真空泵(9)固定在真空泵固定座(10)上，吸盘(13)固定在吸盘固定架(12)上，吸盘固定架(12)固定在废液芯片槽(17)上，软管(11)连接真空泵(9)的进气口和吸盘(13)的内孔；

磁珠驱动模块包括直流电机运动平台(14)、磁铁转接架(15)和磁铁(16)；磁铁转接架(15)固定在直流电机运动平台(14)上，磁铁(16)固定在磁铁转接架(15)上；

废液芯片固定模块包括废液芯片槽(17)、底座(18)、弹簧b(19)和限位销钉(20)；底座(18)设在废液芯片槽(17)内，底座(18)通过弹簧b(19)与限位销钉(20)固定；

加热模块包括导热块(21)、加热膜(22)、加热膜固定片(23)和测温元件(24)；导热块(21)通过隔热材料固定于底板1上，加热膜(22)固定于导热块(21)与加热膜固定片(23)之间；导热块(21)顶部前端孔为扩增管加热槽，后端孔为测温元件(24)的固定槽；

荧光检测模块包括激发光路和接收光路，其中，激发光路由LED板(25)、LED固定件(26)、LED散热片(27)、激发固定架(28)、第一滤光片(29)和光纤(30)构成，接收光路由接收固定架(31)、第二滤光片(32)、光纤(33)组成；LED板(25)固定在LED固定件(26)上，LED散热片(27)固定在LED板(25)背面，LED固定件(26)、第一滤光片(29)和光纤(30)固定在激发固定架(28)上，第二滤光片(32)和光纤(33)固定在接收固定架(31)上；

微流控芯片中，反应单元包括盖片(34)、提取腔(35)和扩增管(36)，废液存储单元包括废液腔(37)和密封圈(38)；盖片(34)固定在提取腔(35)上，盖片(34)上设有圆形注样孔，提取腔(35)的底部包含有圆孔通道，扩增管(36)位于提取腔(35)底部圆孔通道正下方，与圆孔通道连通，扩增管(36)顶部为软性材料制作；废液腔(37)顶部包含有圆形凹槽，圆形凹槽内嵌有密封圈(38)，圆形凹槽内包含有通道孔并与废液腔(37)连通，废液腔(37)顶部包含有气孔与吸盘(13)连通；

振动模块、流体驱动模块、磁珠驱动模块、加热模块、荧光检测模块的控制全部通过一个微控制器实现。

2.根据权利要求1所述的一体化核酸提取与扩增检测系统，其特征在于：核酸提取过程中，提取腔(35)内反应试剂的混合、反应试剂与磁珠之间的相互混合通过振动方式实现；各步产生的废液通过提取腔(35)与废液腔(37)之间的等效连接通道，扩增管(36)，排放到废液腔(37)中；废液腔(37)气孔通过吸盘(13)与真空泵(9)相连，实现提取腔(35)内反应试剂的反应停留和废液的排放控制。

3.根据权利要求1所述的一体化核酸提取与扩增检测系统，其特征在于：通过调整磁铁(16)的位置，对提取腔(35)内磁珠施加有效的磁场控制，避免废液排放过程中的磁珠流失；通过再次调整磁铁(16)的位置，将磁珠转移到扩增管(36)入口处，由磁铁(16)固定磁珠，且使磁珠平铺散开。