CN110257245A - 核酸检测试剂卡 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种核酸检测试剂卡，涉及核酸检测设备技术领域，该核酸检测试剂卡包括试剂卡本体，试剂卡本体上设置有样品区、提取单元、扩增单元、检测单元、动力单元以及微通道系统；动力单元能够与样品区内放置的样品管、提取单元、扩增单元和检测单元择一连通；动力单元用于驱动液体在微通道系统内的流动。本发明核酸提取、扩增和检测三个步骤可在一个试剂卡内完成，操作简便，且不需要多台设备进行作业，相应的不需要在多台设备之间切换样品，不仅缩短了检测时间，并且有效地解决了样品易受到外部污染或者样品对环境污染的问题。
Description
技术领域
本发明涉及核酸检测设备技术领域，尤其是涉及一种核酸检测试剂卡。
背景技术
核酸检测在当今临床医学领域应用非常广泛，甚至在法医鉴定，先天性遗传疾病诊断、亲子鉴定等领域还作为检测的金标准。
对于样品的核酸检测，一般分为核酸提取、核酸扩增和核酸检测三个步骤。目前商品化的核酸检测试剂产品，核酸提取、核酸扩增和核酸检测大多是独立进行的方式，前序步骤完成后再将样品移动到后序的设备中进行后序步骤的完成，相应的，前序步骤不能有效地与后序步骤集成连续进行。
现有各步骤独立完成的核酸检测试剂产品，每个步骤都需要独立的设备完成，一次核酸检测过程中需要多台设备，设备占用空间大；进一步地，前序步骤完成后需要将样品移动到后序的设备中，操作繁琐，耗时较长，对环境和人员要求较高；同时，非集成的试剂产品，在前序步骤向后序步骤进行切换时，样品在移动过程中也易受到外部环境的污染或污染检测环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核酸检测试剂卡，以缓解了目前商品化的核酸检测试剂产品，核酸提取、扩增和检测大多需要独立进行，不能有效地将前序步骤与后序步骤集成为一体，导致核酸检测需要多台设备，操作繁琐、耗时较长的技术问题。
本发明提供的一种核酸检测试剂卡，包括试剂卡本体，所述试剂卡本体上设置有样品区、提取单元、扩增单元、检测单元、动力单元以及微通道系统；
所述样品区设置有穿刺机构，所述样品区用于放置样品管，所述穿刺机构用于刺破样品管以将样品管内的样品引出；
所述动力单元通过所述微通道系统分别与所述样品区内放置的样品管、所述提取单元、扩增单元和检测单元连通，且所述动力单元与所述样品区内放置的样品管之间的微通道上，所述动力单元与所述提取单元之间的微通道上、所述动力单元与所述扩增单元之间的微通道上、以及所述动力单元与所述检测单元之间的微通道上分别设置阀门，以使所述动力单元能够与所述样品区内放置的样品管、所述提取单元、所述扩增单元和所述检测单元择一连通；
所述动力单元用于驱动液体在所述微通道系统内的流动。
进一步地，还包括洗涤容纳腔，所述洗涤容纳腔用于放置洗涤液；
所述动力单元通过所述微通道系统与所述洗涤容纳腔连通，且所述洗涤容纳腔与所述动力单元之间的微通道上设置有阀门。
进一步地，所述试剂卡本体上还设置有液体包腔，所述液体包腔放置有液体包，所述液体包内盛装有复溶液体；
所述动力单元通过所述微通道系统与所述液体包连通。
进一步地，所述动力单元包括活塞腔和活塞，所述活塞设置在所述活塞腔内，所述活塞腔与所述样品区内的样品管、所述提取单元、所述扩增单元、所述检测单元、液体包以及所述洗涤容纳腔分别通过微通道系统连通，且所述活塞腔与所述样品区内的样品管之间的微通道上、所述活塞腔与所述提取单元之间的微通道上、所述活塞腔与扩增单元之间的微通道上、所述活塞腔与检测单元之间的微通道上、所述活塞腔与所述液体包之间的微通道上、以及所述活塞腔与洗涤容纳腔之间的微通道上，分别设置有阀门。
进一步地，所述提取单元包括裂解液腔和吸附洗脱腔，所述裂解液腔设置有样品裂解的试剂，所述吸附洗脱腔设置有核酸捕获柱；
所述裂解液腔和所述吸附洗脱腔分别与所述活塞腔通过所述微通道系统连通，且所述裂解液腔与所述活塞腔之间的微通道上、以及所述吸附洗脱腔与所述活塞腔之间的微通道上分别设置有阀门。
进一步地，所述扩增单元包括PCR试剂腔和PCR反应腔，PCR试剂腔和PCR反应腔分别与所述活塞腔分别通过所述微通道系统连通，且所述PCR试剂腔与所述活塞腔之间的微通道上、以及所述PCR反应腔与所述活塞腔之间的微通道上分别设置有阀门。
进一步地，所述检测单元包括杂交液腔、芯片检测腔和磁颗粒腔，所述芯片检测腔内设置有检测芯片；所述杂交液腔、所述芯片检测腔和所述磁颗粒腔分别与所述活塞腔之间通过所述微通道系统连通，且所述杂交液腔与所述活塞腔之间的微通道上、所述芯片检测腔与所述活塞腔之间的微通道上、以及所述磁颗粒腔与所述活塞腔之间的微通道上分别设置有阀门。
进一步地，所述洗涤容纳腔的数量为三个，分别为第一洗涤液腔、第二洗涤液腔和第三洗涤液腔，所述第一洗涤液腔、第二洗涤液腔和第三洗涤液腔分别与所述活塞腔通过所述微通道系统连通，且所述第一洗涤液腔与所述活塞腔之间的微通道上、所述第二洗涤液腔与所述活塞腔之间的微通道上、以及所述第三洗涤液腔与所述活塞腔之间的微通道上分别设置有阀门。
进一步地，所述样品区为样品管室，所述穿刺机构包括第一刺膜针管和第二刺膜针管，所述第一刺膜针管和第二刺膜针管的顶端均为尖端，且第一刺膜针管的尖端高度大于所述第二刺膜针管的尖端高度；
所述第一刺膜针管的下端与大气连通，所述第二刺膜针管的下端与所述提取单元通过所述微通道系统连通。
进一步地，所述试剂卡本体包括基座、密封底膜、卡腔密封顶膜和通道密封顶膜，所述密封底膜为弹性膜；
所述基座包括一体结构的底板和功能块，所述底板的上侧面分为功能区、PCR反应区和芯片检测区，所述功能块设置在所述底板的功能区上，所述功能块上设置有活塞槽、裂解液槽、吸附洗脱槽、PCR试剂槽、杂交液槽、磁颗粒槽、洗涤槽和样品管室；
所述卡腔密封顶膜密封连接在所述活塞槽、所述裂解液槽、所述吸附洗脱槽、所述PCR试剂槽、所述杂交液槽、所述磁颗粒槽以及所述洗涤槽的顶部，以形成所述活塞腔、所述裂解液腔、所述吸附洗脱腔、所述PCR试剂腔、所述杂交液腔、所述磁颗粒腔以及所述洗涤容纳腔；
所述通道密封顶膜密封连接在所述底板的PCR反应区和芯片检测区的上方，所述通道密封顶膜与所述底板之间，且在所述PCR反应区和芯片检测区上分别形成所述PCR反应腔和所述芯片检测腔；
所述微通道系统设置在所述密封底膜与所述底板的底面之间、以及所述通道密封顶膜与所述底板之间；
所述活塞槽、所述裂解液槽、所述附洗脱槽、所述PCR试剂槽、所述杂交液槽、所述磁颗粒槽和所述洗涤槽的槽底面上分别设置有第一通孔；所述第一通孔与，所述密封底膜与所述底板的底面之间的微通道连通；所述PCR反应区和所述芯片检测区分别设置有上下连通的第二通孔，所述第二通孔将所述密封底膜与所述底板的底面之间的微通道、以及所述通道密封顶膜与所述底板之间的微通道连通。
进一步地，所述密封底膜与所述第一通孔之间，通过所述密封底膜与第一通孔抵接或分离形成阀门；
所述密封底膜与所述第二通孔之间，通过所述密封底膜与所述第二通孔的抵接或分离形成阀门。
本发明提供的核酸检测试剂卡包括试剂卡本体，试剂卡本体上设置有样品区、提取单元、扩增单元、检测单元、动力单元以及微通道系统。其中，动力单元通过微通道系统将样品区内放置的样品管、提取单元、扩增单元和检测单元择一连通，相应的动力单元可将样品从样品管输送到提取单元，在提取单元完成相应操作后，动力单元可将样品从提取单元输送到扩增单元，样品在扩增单元完成相应操作后，动力单元又可将样品从扩增单元输送到检测单元，并在检测单元内完成最终的检测。本发明通过将样品区、提取单元、扩增单元、检测单元集成在一个试剂卡本体上，并通过动力单元和微通道系统实现各个步骤之间的样品输送，相应的核酸提取、扩增和检测三个步骤可在一个试剂卡内完成，操作简便，且不需要多台设备进行作业，相应的不需要在多台设备之间切换样品，不仅缩短了检测时间，并且有效地避免了样品易受到外部污染或者样品对环境污染的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的核酸检测试剂卡的整体爆炸示意图；
图2为本发明实施例提供的核酸检测试剂卡的试剂卡本体的俯视示意图；
图3为本发明实施例提供的核酸检测试剂卡的试剂卡本体的仰视示意图；
图4为本发明实施例提供的核酸检测试剂卡的样品区的剖面图；
图5为本发明实施例提供的核酸检测试剂卡的液体包腔的示意图；
图6为本发明实施例提供的核酸检测试剂卡的阀门的原理示意图；
图7为本发明实施例提供的核酸检测试剂卡的吸附洗脱腔的示意图；
图8为本发明实施例提供的核酸检测试剂卡的PCR反应腔的结构俯视图；
图9为图8的剖视图；
图10为本发明实施例提供的核酸检测试剂卡的活塞腔的示意图；
图11为本发明实施例提供的核酸检测试剂卡的芯片检测腔的示意图。
图标：1-试剂卡本体；2-密封底膜；3-通道密封顶膜；4-液体包；5-卡腔密封顶膜；6-活塞；7-检测芯片；11-活塞腔；12-裂解液腔；13-吸附洗脱腔；14-第一洗涤液腔；15-第二洗涤液腔；16-第三洗涤液腔；17-PCR试剂腔；18-杂交液腔；19-磁颗粒腔；20-微通道系统；21-第一通孔；22-第二通孔；23-第三通孔；100-样品区；101-第一刺膜针管；102-第二刺膜针管；131-核酸捕获柱；200-液体包腔；201-穿刺针；301-样品区阀门；302-裂解液腔阀门；303-吸附洗脱腔阀门；304-第一洗涤液腔阀门；305-第二洗涤液腔阀门；306-第三洗涤液腔阀门；307-PCR试剂腔阀门；308-杂交液腔阀门；309-磁颗粒腔阀门；310-液体包腔阀门；311-第一PCR反应区阀门；312-第二PCR反应区阀门；313-芯片检测区阀门；330-压杆；400-PCR反应腔；500-芯片检测腔。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本文中涉及的PCR指的是聚合酶链式反应。
参考图1-图11所示，本发明实施例提供一种核酸检测试剂卡，包括试剂卡本体1，试剂卡本体1上设置有样品区100、提取单元、扩增单元、检测单元、动力单元以及微通道系统20。
其中，样品区设置有穿刺机构，样品区100用于放置样品管，穿刺机构用于刺破样品管以将样品管内的样品引出。动力单元通过微通道系统20分别与样品区100内放置的样品管、提取单元、扩增单元和检测单元连通，且动力单元与样品区100内放置的样品管之间的微通道上，动力单元与提取单元之间的微通道上、动力单元与扩增单元之间的微通道上、以及动力单元与检测单元之间的微通道上分别设置阀门，以使动力单元能够与样品区100内放置的样品管、提取单元、扩增单元和检测单元择一连通；动力单元用于驱动液体在微通道系统20内的流动。
本实施例中，动力单元通过微通道系统20将样品区100内放置的样品管、提取单元、扩增单元和检测单元择一连通，相应的动力单元可将样品从样品管输送到提取单元，在提取单元完成相应操作后，动力单元可将样品从提取单元输送到扩增单元，样品在扩增单元完成相应操作后，动力单元又可将样品从扩增单元输送到检测单元，并在检测单元内完成最终的检测。本发明通过将样品区100、提取单元、扩增单元、检测单元集成在一个试剂卡本体1上，并通过动力单元和微通道系统20实现各个步骤之间样品的连通，相应的核酸提取、扩增和检测三个步骤可在一个试剂卡内完成，操作简便，且不需要多台设备进行作业，相应的不需要在多台设备之间切换样品，不仅缩短了检测时间，并且有效地避免了样品易受到外部污染或者样品对环境污染的问题。
具体而言，提取单元包括裂解液腔12和吸附洗脱腔13，裂解液腔12设置有样品裂解的试剂，吸附洗脱腔13设置有核酸捕获柱131。裂解液腔12和吸附洗脱腔13与活塞腔11分别通过微通道系统20连通，且裂解液腔12与活塞腔11之间的微通道上、以及吸附洗脱腔13与活塞腔11之间的微通道上分别设置有阀门。其中，优选地，核酸捕获柱131采用硅基质膜材料，其可以捕获核酸分子，当洗脱液冲洗时，释放核酸分子。
扩增单元包括PCR试剂腔17和PCR反应腔400，PCR试剂腔17和PCR反应腔400与活塞腔11分别通过微通道系统20连通，且PCR试剂腔17与活塞腔11之间的微通道上、以及PCR反应腔400与活塞腔11之间的微通道上设置有阀门。
检测单元包括杂交液腔18、芯片检测腔500和磁颗粒腔19，芯片检测腔500内设置有检测芯片7；杂交液腔18、芯片检测腔500和磁颗粒腔19分别与活塞腔11之间通过微通道系统20连通，且杂交液腔18与活塞腔11之间的微通道上、芯片检测腔500与活塞腔11之间的微通道上、以及磁颗粒腔19与活塞腔11之间的微通道上分别设置有阀门。
作为本发明的一个可选实施例，试剂卡本体1上还包括洗涤容纳腔，洗涤容纳腔用于放置洗涤液；动力单元通过微通系统与洗涤容纳腔连通，且洗涤容纳腔与动力单元之间的微通道上设置有阀门。
洗涤容纳腔的数量为三个，分别为第一洗涤液腔14、第二洗涤液腔15和第三洗涤液腔16，第一洗涤液腔14、第二洗涤液腔15和第三洗涤液腔16分别与活塞腔11通过微通道系统20连通，且第一洗涤液腔14与活塞腔11之间的微通道上、第二洗涤液腔15与活塞腔11之间的微通道上、以及第三洗涤液腔16与活塞腔11之间的微通道上分别设置有阀门。
需要说明的是，洗涤容纳腔的数量不限于实施例中给出的3个的形式，可根据需要选择合适数量，按照目前的核酸检测过程中，一般需要用到3个。
作为本发明的另一个可选实施例，试剂卡本体1上还设置有液体包腔200，液体包腔200放置有液体包4，液体包4内盛装有复溶液体；动力单元通过微通道系统20与液体包4连通。一般液体包内的复溶液体为水，液体包腔200可根据需要选择是否设置，例如，第一洗涤液腔14、第二洗涤液腔15和第三洗涤液腔16、杂交液腔18、裂解液腔12等功能腔室的试剂本身以液体的形式存在时，可不设置液体包腔200；在第一洗涤液腔14、第二洗涤液腔15和第三洗涤液腔16、杂交液腔18、裂解液腔12等功能腔室的试剂部分或全部以粉末状形式存在时，此时需要设置液体包腔200。
如图5所示，液体包腔200上还应该设置有穿刺针201，穿刺针也是针管的形式，其可设置两个，其中一个用于刺破液体包4，通过微通道系统20与活塞腔11连接；另一个与大气连通，以维持液体包4内的气压。
下面结合图1-图11给出一种具体形式的核酸检测试剂卡。
如图1所示，试剂卡本体1包括基座、密封底膜2、卡腔密封顶膜5和通道密封顶膜3，且密封底膜2为弹性膜。
基座包括一体结构的底板和功能块，底板上的上侧面分为功能区、PCR反应区和芯片检测区，功能块设置在底板的功能区上。功能块上设置有活塞槽、裂解液槽、吸附洗脱槽、PCR试剂槽、杂交液槽、磁颗粒槽、第一洗涤槽、第二洗涤槽、第三洗涤槽、液体包槽和样品管室。卡腔密封顶膜密封连接在活塞槽、裂解液槽、吸附洗脱槽、PCR试剂槽、杂交液槽、磁颗粒槽、第一洗涤槽、第二洗涤槽、第三洗涤槽、液体包槽的顶部，以形成活塞腔11、裂解液腔12、吸附洗脱腔13、PCR试剂腔17、杂交液腔18、磁颗粒腔19、第一洗涤液腔14、第二洗涤液腔15、第三洗涤液腔16和液体包腔200。
卡腔密封顶膜5采用双层膜结构，上层膜为铝箔，下层膜为半透膜结构，透气但不透液体。试剂卡使用前可以撕掉上层膜，下层膜粘合在试剂卡本体上，防止溶液溢出，产生污染。
通道密封顶膜3密封连接在底板的PCR反应区和芯片检测区的上方，具体可通过粘结的形式连接。通道密封顶膜3与底板之间，且在PCR反应区和芯片检测区上分别形成PCR反应腔400和芯片检测腔500。
密封底膜2密封连接在底板的底面上，具体可通过粘结的形式连接，微通道系统20设置在密封底膜2与底板的底面之间、以及通道密封顶膜3与底板之间；且活塞槽、裂解液槽、吸附洗脱槽、PCR试剂槽、杂交液槽、磁颗粒槽和洗涤槽的槽底面上分别设置有第一通孔21；第一通孔21与，密封底膜2与底板底面之间的微通道连通；PCR反应区和芯片检测区分别设置有上下连通的第二通孔22，第二通孔22将密封底膜2与底板的底面之间的微通道，以及通道密封顶膜3与底板之间的微通道连通。
动力单元包括活塞腔11和活塞6，活塞6设置在活塞腔11内，活塞腔11底部设置有12个第三通孔23，活塞腔11通过第三通孔23与微通道系统20连接，从而实现活塞腔11与样品区100内的样品管、提取单元、扩增单元、检测单元、液体包4以及洗涤容纳腔的分别连通。具体的，活塞腔11与样品区100内的样品管之间的微通道上设置有样品区阀门301，活塞腔11与裂解液腔12之间的微通道上设置有裂解液腔阀门302，活塞腔11与吸附洗脱腔13之间的微通道上设置有吸附洗脱腔阀门303，活塞腔11与第一洗涤液腔14之间的微通道上设置有第一洗涤液腔阀门304，活塞腔11与第二洗涤液腔15之间的微通道上设置有第二洗涤液腔阀门305，活塞腔11与第三洗涤液腔16之间的微通道上设置有第三洗涤液腔阀门306，活塞腔11与PCR试剂腔17之间的微通道上设置有PCR试剂腔阀门307，活塞腔11与杂交液腔18之间的微通道上设置有杂交液腔阀门308，活塞腔11与磁颗粒腔19之间的微通道上设置有磁颗粒腔阀门309，活塞腔11与液体包腔200之间的微通道上设置有液体包腔阀门310，活塞腔11与PCR反应腔400室之间的微通道上设置有第一PCR反应区阀门311和第二PCR反应区阀门312，活塞腔11与芯片检测腔500之间的微通道上设置有芯片检测区阀门313。
具体的，样品区阀门301、裂解液腔阀门302、吸附洗脱腔阀门303、第一洗涤液腔阀门304、第二洗涤液腔阀门305、第三洗涤液腔阀门306、PCR试剂腔阀门307、杂交液腔阀门308、磁颗粒腔阀门309和液体包腔阀门310均设置在密封底膜2与各个腔室底部的第一通孔21之间，并通过密封底膜2与第一通孔21抵接或分离形成阀门。具体的原理如图6所示。
第一PCR反应区阀门311、第二PCR反应区阀门312和芯片检测区阀门313均设置在密封底膜2与第二通孔22之间，且通过密封底膜2与第二通孔22的抵接或分离形成阀门。具体的原理也可参照图6所示。
样品区阀门301用于控制样本的注入，裂解液腔阀门302、吸附洗脱腔阀门303、第一洗涤液腔阀门304、第二洗涤液腔阀门305、第三洗涤液腔阀门306、PCR试剂腔阀门307、杂交液腔阀门308、磁颗粒腔阀门309和液体包腔阀门310分别控制其各自对应的腔室与活塞腔11的连通。
样品区100为样品管室，穿刺机构包括第一刺膜针管101和第二刺膜针管102，第一刺膜针管101和第二刺膜针管102的顶端均为尖端，且第一刺膜针管101的尖端高度大于第二刺膜针管102的尖端高度；第一刺膜针管101的下端与大气连通，第二刺膜针管102的下端与提取单元通过微通道系统20连通。
当样品管插入到样品区100后，第一刺膜针管101通过微通道系统20和通孔与大气相通，用于平衡样品管的内部气压。第二刺膜针管102通过微通道系统20和样品区阀门301与活塞腔11连通，用于吸取样品。第一刺膜针管101和第二刺膜针管102的针头切面相对，并且通过第一刺膜针管101高于第二刺膜针管102，以防止气泡被吸入活塞腔11。活塞6组装在活塞腔11中，可以通过外部机械结构带动活塞6在活塞腔11上下运动，从而实现抽取液体和挤压液体的作用。并且，通过与各个阀门的协同工作，可以选择的移动液体到各个腔体和功能区。
PCR反应腔400由试剂卡本体1和通道密封顶膜3构成，前后有第一PCR反应区阀门311和第二PCR反应区阀门，当PCR反应过程中，第一PCR反应区阀门311和第二PCR反应区阀门312关闭，形成密封腔体；有效地避免了气溶胶的污染。
本实施例通过阀门的挤压和放松来控制活塞腔11与试剂腔、功能区各腔室的相互连通，然后利用活塞6的上下运动提供液体在各个腔室和功能区之间转移所需的动力，从而完成裂解、洗涤、吸附、洗脱、PCR扩增、核酸杂交检测等操作。具体的，当采用压杆330挤压阀门区域的通道密封底膜2时，密封底膜2与对应的腔室底部的通孔抵接，使得腔室底部的通孔的底部堵塞，也即阀门关闭，活塞腔11与试剂腔和功能区断开。当放松压阀门区域的通道密封底膜2时，密封底膜2与对应的腔室底部的通孔远离，阀门打开，活塞腔11与试剂腔和功能区连通。需要说明的是，在一次操作过程中，活塞腔11仅仅可与其中一个腔室连通，例如，在进样品时，除了样品区阀门301打开之外，其他阀门均处于关闭状态，此时抽拉活塞6，可将样品从样品管内抽取至活塞腔11内；而后，将样品区阀门301关闭，相应的打开裂解液腔阀门302，通过推动活塞6，将活塞腔11内的样品注入到裂解液腔12。其他过程的样品转移或液体转移，与进样品时相似，在此不再赘述。
本实施例中，裂解液腔12内的试剂可以是异硫氰酸胍、三(羟甲基)氨基甲烷(Tris-HCl)、乙二胺四乙酸(EDTA)、聚乙二醇辛基苯基醚(Trition-X100)、十二烷基硫酸钠(SDS)的水溶液，第一洗涤液可以为异硫氰酸胍、三(羟甲基)氨基甲烷(Tris)水溶液，第二洗涤液可为两种，一种是不进行冻干的配方：乙醇、氯化钠，三(羟甲基)氨基甲烷(Tris-HCl)的溶液，另一种是可以冻干的配方：氯化钠、聚乙二醇(PEG)8000、三(羟甲基)氨基甲烷(Tris-HCl)的溶液；第三洗涤液腔16内的液体为碳酸氢钠、碳酸钠、吐温-20的缓冲液，PCR试剂腔17的试剂：扩增引物、MMLV逆转录酶、Taq酶(Taq酶是从水生栖热菌ThermusAquaticus中分离出的具有热稳定性的DNA聚合酶)、dNTPs(脱氧核糖核苷酸)、硫酸铵、氯化镁等Tris(Tris中文品名为三羟甲基氨基甲烷)缓冲液。杂交液腔18的试剂可为两种，一种不进行冻干的配方：甲酰胺、十二烷基硫酸钠(SDS)，柠檬酸钠缓冲液，可以冻干的配方：碳酸乙烯酯、十二烷基硫酸钠(SDS)，柠檬酸钠缓冲液。磁颗粒腔19的溶液为磁珠、牛血清白蛋白(BSA)、碳酸盐缓冲液。
检测芯片7可以通过检测磁敏杂交方式对核酸进行检测，但不限于磁敏杂交方式对核酸进行检测。优选地，检测芯片7采用巨磁阻芯片，表面固定杂交探针，可以与扩增后带有生物素基团的目标核酸进行杂交，使之结合在芯片表面，之后链霉亲和素表面的磁性纳米颗粒通过生物素-亲和素反应结合在芯片表面，巨磁阻芯片通过检测固定在芯片表面的磁性纳米颗粒产生的磁信号对核酸进行检测。
本实施例中优选的，核酸提取、扩增和检测试剂采用冻干粉形式封装在试剂卡中。
通过阀门的挤压和放松来控制活塞腔11与试剂腔和功能区的相互连通，然后利用活塞6的上下运动转移液体到各个腔室和功能区。下面给出本实施例核酸检测试剂卡的一个具体的应用过程：一个整体使用过程的：
步骤一、复溶试剂过程
采用活塞6分别吸取液体包4内溶液50ul，20ul，300ul，300ul，300ul，分别注入到杂交液腔18，磁颗粒腔19，第一洗涤液腔，第二洗涤液腔，第三洗涤液腔；活塞每次进行一次液体的吸取，每次进行一次液体的注入，且在活塞执行液体注入的过程中，可上下移动活塞6对其中的试剂进行快速复溶。
步骤二、核酸提取过程
样本管插入样本管连接区，采用活塞6吸取200ul样本注入到裂解液腔，上下移动活塞6方式复溶裂解液，该过程对样本进行裂解。裂解过程还可以在裂解液腔底部加入超声处理，提高裂解效率。
裂解后，采用活塞6把裂解混合液注入到吸附洗脱腔，使核酸吸附到吸附柱上，废液注回裂解液腔。然后通过活塞分别吸取第一清洗液清洗和第二清洗液对吸附柱进行反复清洗，废液注回裂解液腔。最后从液体包4中吸取溶液50ul注入到吸附洗脱腔，对核酸进行洗脱。
步骤三、PCR扩增过程：
采用活塞6吸取洗脱液注入到PCR试剂腔17复溶PCR试剂，上下移动活塞6，使之复溶均匀。然后把溶解后的PCR试剂混合液注入到PCR反应区。经过30次升温降温循环，完成核酸的扩增过程。
步骤四、杂交检测过程
采用活塞6把扩增后的PCR溶液吸入活塞腔11，然后吸取杂交液100ul，与之混合均匀后注入到芯片检测区。芯片表面固定杂交探针，可以与扩增后带有生物素基团的目标核酸进行杂交，使之结合在芯片表面。之后，活塞6吸取第三清洗液清洗芯片表面，然后注入链霉亲和素表面的磁性纳米颗粒到芯片检测区，通过生物素-亲和素反应结合在芯片表面，巨磁阻芯片通过检测固定在芯片表面的磁性纳米颗粒产生的磁信号对核酸进行检测。
本发明实施例检测芯片封装在微通道系统当中，可以通过磁敏杂交方式对核酸进行检测。本发明实现核酸提取、扩增和检测集成在一个试剂卡中，不仅简化了操作流程，缩短了时间，减少了反应体积，实现自动化检测目的，并且有效地避免了外部污染以及气溶胶的污染。同时，采用微流控技术和磁敏杂交技术降低了样本用量，提高了核酸提取和扩增的效率，提升了检测灵敏度和特异性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (11)
1.一种核酸检测试剂卡，其特征在于，包括试剂卡本体，所述试剂卡本体上设置有样品区、提取单元、扩增单元、检测单元、动力单元以及微通道系统；
所述样品区设置有穿刺机构，所述样品区用于放置样品管，所述穿刺机构用于刺破样品管以将样品管内的样品引出；
所述动力单元通过所述微通道系统分别与所述样品区内放置的样品管、所述提取单元、扩增单元和检测单元连通，且所述动力单元与所述样品区内放置的样品管之间的微通道上，所述动力单元与所述提取单元之间的微通道上、所述动力单元与所述扩增单元之间的微通道上、以及所述动力单元与所述检测单元之间的微通道上分别设置阀门，以使所述动力单元能够与所述样品区内放置的样品管、所述提取单元、所述扩增单元和所述检测单元择一连通；
所述动力单元用于驱动液体在所述微通道系统内的流动。
2.根据权利要求1所述的核酸检测试剂卡，其特征在于，还包括洗涤容纳腔，所述洗涤容纳腔用于放置洗涤液；
所述动力单元通过所述微通道系统与所述洗涤容纳腔连通，且所述洗涤容纳腔与所述动力单元之间的微通道上设置有阀门。
3.根据权利要求2所述的核酸检测试剂卡，其特征在于，所述试剂卡本体上还设置有液体包腔，所述液体包腔放置有液体包，所述液体包内盛装有复溶液体；
所述动力单元通过所述微通道系统与所述液体包连通。
4.根据权利要求2或3所述的核酸检测试剂卡，其特征在于，所述动力单元包括活塞腔和活塞，所述活塞设置在所述活塞腔内，所述活塞腔与所述样品区内的样品管、所述提取单元、所述扩增单元、所述检测单元、液体包以及所述洗涤容纳腔分别通过微通道系统连通，且所述活塞腔与所述样品区内的样品管之间的微通道上、所述活塞腔与所述提取单元之间的微通道上、所述活塞腔与扩增单元之间的微通道上、所述活塞腔与检测单元之间的微通道上、所述活塞腔与所述液体包之间的微通道上、以及所述活塞腔与洗涤容纳腔之间的微通道上，分别设置有阀门。
5.根据权利要求4所述的核酸检测试剂卡，其特征在于，所述提取单元包括裂解液腔和吸附洗脱腔，所述裂解液腔设置有样品裂解的试剂，所述吸附洗脱腔设置有核酸捕获柱；
所述裂解液腔和所述吸附洗脱腔分别与所述活塞腔通过所述微通道系统连通，且所述裂解液腔与所述活塞腔之间的微通道上、以及所述吸附洗脱腔与所述活塞腔之间的微通道上分别设置有阀门。
6.根据权利要求5所述的核酸检测试剂卡，其特征在于，所述扩增单元包括PCR试剂腔和PCR反应腔，PCR试剂腔和PCR反应腔分别与所述活塞腔通过所述微通道系统连通，且所述PCR试剂腔与所述活塞腔之间的微通道上、以及所述PCR反应腔与所述活塞腔之间的微通道上分别设置有阀门。
7.根据权利要求6所述的核酸检测试剂卡，其特征在于，所述检测单元包括杂交液腔、芯片检测腔和磁颗粒腔，所述芯片检测腔内设置有检测芯片；所述杂交液腔、所述芯片检测腔和所述磁颗粒腔分别与所述活塞腔之间通过所述微通道系统连通，且所述杂交液腔与所述活塞腔之间的微通道上、所述芯片检测腔与所述活塞腔之间的微通道上、以及所述磁颗粒腔与所述活塞腔之间的微通道上分别设置有阀门。
8.根据权利要求7所述的核酸检测试剂卡，其特征在于，所述洗涤容纳腔的数量为三个，分别为第一洗涤液腔、第二洗涤液腔和第三洗涤液腔，所述第一洗涤液腔、第二洗涤液腔和第三洗涤液腔分别与所述活塞腔通过所述微通道系统连通，且所述第一洗涤液腔与所述活塞腔之间的微通道上、所述第二洗涤液腔与所述活塞腔之间的微通道上、以及所述第三洗涤液腔与所述活塞腔之间的微通道上分别设置有阀门。
9.根据权利要求1所述的核酸检测试剂卡，其特征在于，所述样品区为样品管室，所述穿刺机构包括第一刺膜针管和第二刺膜针管，所述第一刺膜针管和第二刺膜针管的顶端均为尖端，且第一刺膜针管的尖端高度大于所述第二刺膜针管的尖端高度；
所述第一刺膜针管的下端与大气连通，所述第二刺膜针管的下端与所述提取单元通过所述微通道系统连通。
10.根据权利要求7所述的核酸检测试剂卡，其特征在于，所述试剂卡本体包括基座、密封底膜、卡腔密封顶膜和通道密封顶膜，所述密封底膜为弹性膜；
所述基座包括一体结构的底板和功能块，所述底板的上侧面分为功能区、PCR反应区和芯片检测区，所述功能块设置在所述底板的功能区上，所述功能块上设置有活塞槽、裂解液槽、吸附洗脱槽、PCR试剂槽、杂交液槽、磁颗粒槽、洗涤槽和样品管室；
所述卡腔密封顶膜密封连接在所述活塞槽、所述裂解液槽、所述吸附洗脱槽、所述PCR试剂槽、所述杂交液槽、所述磁颗粒槽以及所述洗涤槽的顶部，以形成所述活塞腔、所述裂解液腔、所述吸附洗脱腔、所述PCR试剂腔、所述杂交液腔、所述磁颗粒腔以及所述洗涤容纳腔；
所述通道密封顶膜密封连接在所述底板的PCR反应区和芯片检测区的上方，所述通道密封顶膜与所述底板之间，且在所述PCR反应区和芯片检测区上分别形成所述PCR反应腔和所述芯片检测腔；
所述微通道系统设置在所述密封底膜与所述底板的底面之间、以及所述通道密封顶膜与所述底板之间；
所述活塞槽、所述裂解液槽、所述附洗脱槽、所述PCR试剂槽、所述杂交液槽、所述磁颗粒槽和所述洗涤槽的槽底面上分别设置有第一通孔；所述第一通孔与，所述密封底膜与所述底板的底面之间的微通道连通；所述PCR反应区和所述芯片检测区分别设置有上下连通的第二通孔，所述第二通孔将所述密封底膜与所述底板的底面之间的微通道、以及所述通道密封顶膜与所述底板之间的微通道连通。
11.根据权利要求10所述的核酸检测试剂卡，其特征在于，所述密封底膜与所述第一通孔之间，通过所述密封底膜与第一通孔抵接或分离形成阀门；
所述密封底膜与所述第二通孔之间，通过所述密封底膜与所述第二通孔的抵接或分离形成阀门。
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