CN219689727U - 核酸处理系统及其装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种核酸处理系统及其装置。基于封闭式的微流控芯片而配套设计的核酸处理装置，第一提取模块和第二提取模块各自与载体模块之间的相对运动可以使得旋转单元与旋转阀连接后驱使旋转阀转动以对准其中一个功能腔室，温控单元与功能腔室抵接后对功能腔室内的溶液加热，第一磁吸单元将磁珠吸附后实现磁珠在旋转阀的容纳槽和功能腔室之间的转移，以及气压调整单元驱使溶液在微流通道内的流动转移，从而配合微流控芯片自动完成核酸样本的提取过程，解除对人员专业能力的需求的限制，不仅实现了核酸样本的快速提取，同时降低了原来检测流程间的不一致性以及人工误差，提高了核酸检测的准确性和稳定性。

Description

核酸处理系统及其装置

技术领域

本实用新型涉及医疗设备技术领域，特别涉及一种核酸处理装置和核酸处理系统。

背景技术

聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)是20年代末期发展的分子生物学技术，其通过变性、退火和延伸，实现对特定核酸片段的大量复制。由于PCR技术的高灵敏度和特异性，PCR技术广泛应用于分子诊断领域，以实现对传染病诊断、肿瘤早筛、指导用药以及先天疾病筛查等目的。

在目前PCR技术的应用中，用户需使用大型工作站或者提取仪对样本的核酸进行提取，而后将提取完毕的核酸片段转移到PCR试管内，再将PCR试管加载到PCR仪器上进行扩增分析检测。此类操作不仅需要专业人员在专业场地进行，而且在操作过程中还要避免样本被污染，进而避免错误的检测结果。

目前PCR技术的应用须在专业的分子实验室中进行，对整个分析过程有着严格要求。在场地方面，需要配备独立的样本制备间、试剂准备间、分析实验室等。在人员方面，所有的实验操作必须要由专业的工作人员进行，以避免交叉污染。传统的提取设备和扩增检测设备进行PCR技术应用，从样本制备到结果输出须等待4小时以上。传统的核酸提取和检测设备暴露出仪器体积大、检测时间长以及使用要求高等缺点，不能满足PCR技术现场应用的需求。因此，小型化、快速化以及自动化的核酸提取检测一体化设备是未来PCR技术应用的一个热点。

实用新型内容

本实用新型提供一种核酸处理系统及其装置，以达到将核酸提取检测设备一体化设备小型化、快速化以及自动化的目的。

为解决上述技术问题，基于本实用新型的第一个方面，本实用新型提供一种核酸处理装置，其包括：

载体模块，其用于固定微流控芯片；

第一提取模块，其包括第一磁吸单元和温控单元；所述第一提取模块被配置为，基于自身和所述载体模块之间的相对运动使得所述温控单元与所述微流控芯片的功能腔室相抵接后对所述功能腔室加热，或使得所述第一磁吸单元吸附所述功能腔室内的磁珠后在所述微流控芯片的旋转阀和所述功能腔室之间移动；

第二提取模块，其包括旋转单元和气压调整单元；所述第二提取模块被配置为，基于自身和所述载体模块之间的相对运动使得所述旋转单元与所述旋转阀或所述微流控芯片的微流通道上的开关阀相连接，进而通过所述旋转单元驱使所述旋转阀或所述开关阀转动；所述气压调整单元用于调整所述微流通道内的气压。

可选的，所述第一提取模块和所述载体模块之间的相对运动包括所述第一提取模块和所述载体模块在X轴上的相对运动，所述第一提取模块和所述载体模块在Y轴上的相对运动以及所述第一提取模块和所述载体模块在Z轴上的相对运动；

所述第二提取模块和所述载体模块之间的相对运动包括所述第二提取模块和所述载体模块在所述X轴上的相对运动以及所述第二提取模块和所述载体模块在所述Z轴上的相对运动；

所述第一提取模块和所述第二提取模块位于所述载体模块沿所述Z轴的两侧；所述旋转单元围绕所述Z轴可转动；

其中，所述X轴和所述Z轴垂直，所述Y轴和所述Z轴垂直，所述X轴和所述Y轴不平行。

可选的，所述X轴和所述Y轴相互垂直。

可选的，所述核酸处理装置还包括机架模块；所述载体模块沿所述X轴可移动地与所述机架模块连接；所述第一提取模块位于所述机架模块内，并可分别沿所述Y轴和所述Z轴相对所述机架模块移动；所述第二提取模块沿所述Z轴可移动地与所述机架模块连接。

可选的，所述载体模块包括第一基板和至少两块第二基板，所述载体模块被配置为通过限制所述第一基板和所述第二基板之间的相对位置以夹合固定所述微流控芯片。

可选的，所述第一基板具有容置所述微流控芯片的安装槽。

可选的，所述第一提取模块还包括超声单元，所述超声单元随所述第一提取模块和所述载体模块之间的相对运动而与所述微流控芯片的功能腔室或复溶腔室相抵接。

可选的，所述第一磁吸单元、所述超声单元和所述温控单元中的至少两者沿所述X轴排布。

可选的，所述第二提取模块还包括第二磁吸单元，所述第二磁吸单元安装在所述旋转单元上，所述第二磁吸单元随所述第二提取模块和所述载体模块之间的相对运动而与所述旋转阀抵接，从而沿所述Z轴吸附所述旋转阀内的磁珠。

可选的，所述核酸处理装置还包括势能模块，所述势能模块满足以下至少一种情况：

所述势能模块与所述温控单元连接，所述温控单元与功能腔室抵接时，所述势能模块沿所述Z轴增大自身存储的势能力；

所述势能模块与所述第一磁吸单元连接，所述第一磁吸单元吸附所述磁珠后，所述势能模块沿所述Z轴增大自身存储的势能力；以及

所述第二磁吸单元通过所述势能模块与所述旋转单元连接，所述第二磁吸单元与所述旋转阀抵接时，所述势能模块沿所述Z轴增大自身存储的势能力。

可选的，所述第二提取模块还包括干燥驱动块，所述干燥驱动块用于驱使所述微流控芯片的吹气活塞模块往复运动。

可选的，所述核酸处理装置还包括双温区模块，所述双温区模块被配置为，基于自身与所述载体模块之间的相对运动而抵接所述微流控芯片，以对所述微流控芯片的荧光读数孔以不同的温度加热。

可选的，所述双温区模块包括间隔排布的第一加热单元和第二加热单元，所述第一加热单元的温度高于所述第二加热单元的温度，所述第一加热单元与所述第二加热单元循环交替给所述微流控芯片的荧光读数孔加热。

可选的，所述双温区模块还包括两个半导体制冷片和散热单元；其中一所述半导体制冷片设置于所述第一加热单元和所述散热单元之间，另一所述半导体制冷片设置于所述第二加热单元和所述散热单元之间。

可选的，所述核酸处理装置还包括光学检测模块，所述光学检测模块用于对所述荧光读数孔内的扩增液进行光学检测。

可选的，所述光学检测模块包括：

荧光激发单元，其用于产生荧光；

光纤检测单元，其用于接收所述荧光，并将所述荧光导入所述荧光读数孔内，以及接收经所述荧光读数孔内的核酸反射的光线；

荧光读数单元，其用于从所述光纤检测单元接收经所述荧光读数孔内的核酸反射的光线。

可选的，所述荧光激发单元包括荧光发射端、滤光组件、二向分色片和荧光出射端；所述荧光发射端的荧光发射方向沿所述Y轴；所述滤光组件包括沿所述X轴依次间隔排布的多个滤光片，且所述滤光组件沿所述X轴可移动地设置，以使所述荧光发射端与其中任意一个所述滤光片沿所述Y轴对位；所述荧光发射端产生的荧光入射至所述滤光片，并依次经过所述二向分色片和所述荧光出射端后导入至所述光纤检测单元；

所述光纤检测单元包括检测端光纤、传输光纤和芯片端光纤；所述检测端光纤的两端分别连接所述荧光出射端和所述传输光纤，所述芯片端光纤用于设置在所述微流控芯片上，所述芯片端光纤与所述传输光纤连接

所述荧光读数单元包括荧光接收端和检测相机，所述荧光接收端用于将经所述荧光读数孔内的核酸反射的光线通过所述滤光片过滤后入射至所述检测相机。

为解决上述技术问题，基于本实用新型的第二个方面，本实用新型还提供一种核酸处理系统，其包括：

微流控芯片，所述微流控芯片具有荧光读数孔、复溶腔室、微流通道、开关阀、旋转阀以及围绕所述旋转阀周向排布的多个功能腔室，其中一个所述功能腔室为洗脱腔室，且所述洗脱腔室、所述复溶腔室和所述荧光读数孔依次连通在所述微流通道上，所述旋转阀上具有容纳槽，所述旋转阀转动使得所述容纳槽与所述功能腔室对准，所述开关阀设于所述微流通道上；

如上所述的核酸处理装置，其中，所述第一磁吸单元用于与其中一个所述功能腔室相抵接以吸附所述功能腔室内的磁珠；所述温控单元用于与其中一个所述功能腔室相抵接以加热所述功能腔室；所述旋转单元用于与所述旋转阀相连接以带动所述旋转阀转动或者用于与所述开关阀相连接以带动所述开关阀转动；所述气压调整单元与所述微流通道内的注射模块连接。

综上所述，在本实用新型提供的核酸处理系统及其装置中，核酸处理装置包括载体模块、第一提取模块和第二提取模块；载体模块用于固定微流控芯片；第一提取模块包括第一磁吸单元和温控单元；第一提取模块被配置为，基于自身和载体模块之间的相对运动使得温控单元与微流控芯片的功能腔室相抵接后对功能腔室加热，或使得第一磁吸单元吸附功能腔室内的磁珠后在微流控芯片的旋转阀和功能腔室之间移动；第二提取模块包括旋转单元和气压调整单元；第二提取模块被配置为，基于自身和载体模块之间的相对运动使得旋转单元与微流控芯片的旋转阀或开关阀相连接，进而通过旋转单元驱使旋转阀或开关阀转动；气压调整单元用于调整微流控芯片的微流通道内的气压。

如此配置，上述基于封闭式的微流控芯片而配套设计的核酸处理装置，通过配置第一提取模块和载体模块之间的相对运动以及第二提取模块和载体模块之间的相对运动，可以使得旋转单元与旋转阀连接后驱使旋转阀转动以对准其中一个功能腔室，温控单元与功能腔室抵接后对功能腔室内的溶液加热，第一磁吸单元将磁珠吸附后实现磁珠在旋转阀的容纳槽和功能腔室之间的转移，以及旋转单元与开关阀连接后控制开关阀将微流通道开启以使气压调整单元驱使溶液在微流通道内的流动转移，从而配合微流控芯片自动完成核酸样本的提取过程，解除对人员专业能力的需求的限制，不仅实现了核酸样本的快速提取，同时降低了原来检测流程间的不一致性以及人工误差，提高了核酸检测的准确性和稳定性，并且还可以实现核酸提取检测设备一体化设备小型化、快速化以及自动化的目的。

附图说明

本领域的普通技术人员应当理解，提供的附图用于更好地理解本实用新型，而不对本实用新型的范围构成任何限定。其中：

图1是本实用新型实施例一的微流控芯片的示意图；

图2是本实用新型实施例一的微流控芯片的另一示意图；

图3是本实用新型实施例二的核酸处理装置的正向示意图；

图4是本实用新型实施例二的核酸处理装置的另一正向示意图；

图5是本实用新型实施例二的核酸处理装置的背向示意图；

图6是本实用新型实施例二的核酸处理装置的另一背向示意图；

图7是本实用新型实施例二的载体模块的示意图；

图8是本实用新型实施例二的第一提取模块的示意图；

图9是本实用新型实施例二的第二提取模块的示意图；

图10是本实用新型实施例二的双温区模块的示意图；

图11是本实用新型实施例二的光学检测模块的示意图。

附图中：

10-微流控芯片；101-旋转阀；1010-容纳槽；102-吹气活塞模块；103-注射模块；104-开关阀；105-复溶腔室；106-裂解腔室；107-第一清洗腔室；108-第二清洗腔室；109-微流通道；110-晾干腔室；111-洗脱腔室；112-回收腔室；113-荧光读数孔；114-排气模块；

20-机架模块；

30-载体模块；31-第一基板；310-安装槽；32-第二基板；33-位移监测单元；

40-第一提取模块；41-第一磁吸单元；42-温控单元；43-超声单元；

50-第二提取模块；51-旋转单元；52-气压调整单元；531-第一传动轮；532-第二传动轮；533-传送带；54-第二磁吸单元；55-干燥驱动块；

60-双温区模块；61-第一加热单元；62-第二加热单元；63-半导体制冷片；64-散热单元；641-散热器；642-散热风扇；

70-光学检测模块；711-荧光发射端；712-滤光组件；7120-滤光片；721-检测端光纤；722-芯片端光纤；73-检测相机；74-检测底板；

81-第一导向结构；82-第二导向结构；83-第三导向结构；84-第四导向结构；85-第五导向结构；86-第六导向结构；

91-第一驱动电机；92-第二驱动电机；93-第三驱动电机；94-第四驱动电机；95-旋转电机；96-注射驱动电机；97-吹气驱动电机；98-第五驱动电机。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

如在本实用新型中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，“一端”与“另一端”以及“近端”与“远端”通常是指相对应的两部分，其不仅包括端点，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。此外，如在本实用新型中所使用的，一元件设置于另一元件，通常仅表示两元件之间存在连接、耦合、配合或传动关系，且两元件之间可以是直接的或通过中间元件间接的连接、耦合、配合或传动，而不能理解为指示或暗示两元件之间的空间位置关系，即一元件可以在另一元件的内部、外部、上方、下方或一侧等任意方位，除非内容另外明确指出外。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供一种核酸处理系统，该核酸处理系统包括微流控芯片和核酸处理装置，以下请参考实施例一中的描述理解本实用新型的微流控芯片，参考实施例二中的描述理解本实用新型的核酸处理装置。

【实施例一】

在本领域中，微流控芯片技术(Microfluidics)是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。进而，本实施例提供一种应用核酸处理系统的微流控芯片。

图1是本实用新型实施例一的微流控芯片的示意图，图2是本实用新型实施例一的微流控芯片的另一示意图。参阅图1和图2，本实施例的微流控芯片10上具有样本提取区域和扩增检测区域，连接样本提取区域和扩增检测区域的微流通道109。

样本提取区域内设有旋转阀101、吹气活塞模块102、注射模块103、开关阀104、复溶腔室105和围绕旋转阀101轴向排布的多个功能腔室，根据功能腔室对应不同的功能，多个功能腔室可分别命名为裂解腔室106、清洗腔室(清洗腔室的数量为至少两个，比如图2中示范出两个清洗腔室，分别为第一清洗腔室107和第二清洗腔室108)、晾干腔室110、洗脱腔室111和回收腔室112，裂解腔室106、清洗腔室、晾干腔室110以及洗脱腔室111和回收腔室112围绕旋转阀101进行周向排布，吹气活塞模块102与晾干腔室可通过气路或管路连接，吹气活塞模块102基于自身的活塞进行的往复运动而通过气路向晾干腔室110吹气。其中，裂解腔室106内预封装磁珠裂解液，而后可容置核酸样本溶液；清洗腔室内预封装有清洗液，并且不同清洗腔内的清洗液的浓度可以不同；晾干腔室110内预装有吸水纸；洗脱腔室111内预封装有洗脱液；复溶腔室105内预封装有扩增冻干试剂粉，开关阀104设置在复溶腔室105上(比如设置在复溶腔室105的顶部)；旋转阀101开设有容纳槽1010，该容纳槽1010沿旋转阀101的径向向内凹陷在旋转阀101的侧壁上，进一步地，该容纳槽1010沿旋转阀101的轴向贯穿旋转阀101的一端(通常地，该容纳槽1010贯穿旋转阀101的底部)，随着旋转阀101的围绕自身轴线的转动运动，容纳槽1010可以与裂解腔室106、清洗腔室、晾干腔室110、洗脱腔室111或回收腔室112对准并连通，容纳槽1010可以容纳磁珠；回收腔室112可用于回收磁珠。扩增检测区域内设有排气模块114以及荧光读数模块，荧光读数模块包括若干荧光读数孔113(比如图2示范出呈阵列式排布的四个荧光读数孔113)。其中，开关阀104可以控制样本提取区域与扩增检测区域之间是否连通，具体地，洗脱腔室111、复溶腔室105以及荧光读数孔113依次通过微流通道109连通，开关阀104可以设置在复溶腔室105或微流通道109上，控制微流通道109的通阻，使得微流通道109表现为通路或者阻路，此外，排气模块114设于微流通道109的末端，用于将荧光读数孔113中的空气排出。

本实施例的微流控芯片10是基于磁珠法核酸提取原理以及抗原对核酸样本进行提取分析，即磁珠法核酸获取主要以纳米技术微生物磁珠为质粒载体的这种新式核酸获取技术性，核酸分子结构可与磁珠表层的硅羟基产生非特异鉴别与融合，在外界电磁场的功效下产生集聚或分散化，完全解决传统式核酸获取全过程中抽滤、提取上清液等手工制作步骤，逐步实现核酸的自动化技术获取。磁珠是一种粒径为纳米或微米大小、具有超顺磁性的颗粒。本实施例的微流控芯片10基于磁珠法核酸提取原理对于核酸样本的处理过程包括有裂解阶段、第一温育阶段、清洗阶段、晾干阶段、洗脱阶段、第二温育阶段、第一样本转移阶段、复溶阶段、第二样本转移阶段以及扩增检测阶段，以下对各个阶段分别详细地说明。

裂解阶段：将待测的核酸样本加入到裂解腔室106内后封闭裂解腔室106，随后将裂解液腔室内的磁珠裂解液与核酸样本混合均匀，具体方式比如可以将微流控芯片10放在一超声装置上，并使得裂解腔室106位于超声装置的超声区域内，通过超声波的原理来将磁珠裂解液和核酸样本混合均匀。

第一温育阶段：待磁珠裂解液与核酸样本充分混合均匀后，对混合液进行温育处理，具体方式比如可以将微流控芯片10放在一加热装置上，并使得裂解腔室106位于加热装置的加热区内，加热装置对裂解腔室106加热处理一段时间。可理解的，抗原抗体的结合反应在固相上进行，要使液相中的抗原或抗体与固相上的特异抗体或抗原完全结合，必须在一定的温度条件下反应一定的时间。温育所需时间与温度成反比，即温度越高，则所需时间相对较，最为常用的温育温度有37℃和室温。

清洗阶段：待温育阶段结束后，将磁珠转移至容纳槽1010中，然后转动旋转阀101以使容纳槽1010对准清洗腔室(比如对准第一清洗腔室107)，随后将磁珠转移至清洗腔室中，最后将该清洗腔室内的清洗液(浓度为第一浓度)与磁珠混合均匀(具体方式也可通过超声装置来实现)，从而对磁珠进行清洗处理。进一步地，将磁珠从当前所在的清洗腔室转移至容纳槽1010中，然后转动旋转阀101以使容纳槽1010对准另一清洗腔室(比如对准第二清洗腔室108)，随后将磁珠转移至另一清洗腔室中，最后将另一腔室内的清洗液(浓度为第二浓度，第二浓度与第一浓度不等)与磁珠混合均匀，从而对磁珠再次清洗。

晾干阶段：待清洗阶段结束之后，将磁珠从清洗腔室内转移至容纳槽1010中，并使的磁珠一直位于容纳槽1010的顶部，然后转动旋转阀101以使容纳槽1010对准晾干腔室110，随后驱使吹气活塞模块102往复运动，从而通过气路向晾干腔室110产生吹气动作，使得晾干腔室110内的吸水纸被快速吹干，进而利用吸水纸将磁珠表面的水分晾干。

洗脱阶段：待晾干阶段结束之后，控制旋转阀101转动以使容纳槽1010对准洗脱腔室111，并将磁珠从容纳槽1010中转移至洗脱腔室111内，随后将该洗脱腔室111内的洗脱液与磁珠混合均匀(具体方式也可通过超声装置来实现)，从而对磁珠进行洗脱处理，将磁珠上的DNA片段洗脱出来。

第二温育阶段：待洗脱阶段结束之后，将微流控芯片10与加热装置接触，以使洗脱腔室111位于加热装置的加热区域内，加热装置对洗脱腔室111加热处理一段时间，随后将磁珠转移至容纳槽1010中，并转动旋转阀101以使容纳槽1010对准回收腔室112，最后使磁珠从容纳槽1010中进入到回收腔室112进行回收处理。

第一样本转移阶段：将开关阀104旋转一定角度使得样本提取区域与扩增检测区域连通，随后利用注射模块103通过气压驱动的方式将溶有DNA片段的洗脱液从洗脱腔室111中转移至复溶腔室105中，并且旋转开关阀104以使微流通道109断开，也就微流通道109表现为阻路(样本提取区域与扩增检测区域隔断开来)。

复溶阶段：将复溶腔室105内的扩增冻干试剂粉与洗脱液充分混匀(具体可将微流控芯片10放置在超声装置上，且使复溶腔室105位于超声装置的超声区域内，利用超声波来将洗脱液和扩增冻干试剂粉充分混匀)，随后将微流控芯片10的复溶腔室105放置在加热装置上进行温育，使得扩增冻干试剂粉充分复溶反应，最终得到扩增溶液。

第二样本转移阶段：待复溶阶段结束之后，旋转开关阀104以使样本提取区域与扩增检测区域连通，随后利用注射模块103通过气压驱动的方式将扩增溶液从复溶腔室105转移至各个荧光读数孔113中，并利用排气模块114排出微流通道109中的空气，随后旋转开关阀104以使扩增检测区域与样本提取区域隔断开来。

扩增检测阶段：对微流控芯片10的扩增检测区域进行变温加热的循环处理，且利用光学检测装置进行对扩增液进行荧光检测。

需说明的是，磁珠从其中一个功能腔室转移到容纳槽1010，再从容纳槽1010转移至另一个功能腔室的过程可利用永磁铁等相关部件来实现，以磁珠从裂解腔室106转移至容纳槽1010，再从容纳槽1010转移至清洗腔室中的过程来示意性地说明。具体地，待温育阶段结束后，将永磁体放在至微流控芯片10的底部，并且位于裂解腔室106的区域，从而进行磁珠吸附，然后移动永磁铁至于旋转阀101的底部，使得磁珠贴着裂解腔室106的底部进入到旋转阀101的容纳槽1010内，再然后移动永磁铁至旋转阀101的顶部(比如旋转阀101的顶部开设有槽孔，将永磁铁移动至该槽孔中)，使得磁珠脱离微流控芯片10的底部上升位于容纳槽1010的顶部，随后转动旋转阀101以使容纳槽1010对准清洗腔，并将永磁铁从旋转阀101的顶部移出至旋转阀101的底部，使得磁珠重新汇集在容纳槽1010的底部，接着移动永磁铁以使磁珠从容纳槽1010中进入到清洗腔室中，最后使得永磁铁远离微流控芯片10以解除永磁铁对磁珠的磁性吸附作用。可理解的，旋转阀101的旋转过程中，优选地，使永磁铁驱使磁珠位于容纳槽1010的顶部，目的是避免旋转阀101在旋转过程中将磁珠进行磁化摩擦消耗。

本实施例中，试剂和溶液全部封装在微流控芯片10内，对核酸样本进行处理的各阶段过程均在芯片内封闭的环境下进行的，可避免交叉感染。

【实施例二】

图3是本实用新型实施例二的核酸处理装置的正向示意图，图4是本实用新型实施例二的核酸处理装置的另一正向示意图，图5是本实用新型实施例二的核酸处理装置的背向示意图，图6是本实用新型实施例二的核酸处理装置的另一背向示意图。参阅图3至图6，本实施例提供一种应用于核酸处理系统的核酸处理装置，核酸处理装置包括载体模块30、第一提取模块40、第二提取模块50、双温区模块60以及光学检测模块70。

载体模块30可以安装固定实施例一中的微流控芯片10，第一提取模块40和载体模块30之间可以形成相对运动，包括形成在X轴上的相对移动、在Y轴上的相对移动以及在Z轴上的相对移动，需说明的是，二者之间的这三个相对移动可以是其中的至少两者同时进行，也可分别独立进行。第二提取模块50和载体模块30之间亦可以形成相对运动，包括形成在X轴上的相对移动以及Z轴上的相对移动，需说明的是，二者之间的这两个相对移动可同步进行也可分别独立进行。可理解的，X轴、Y轴和Y轴具有可平移性，其中X轴和Z轴相互垂直，Y轴和Z轴相互垂直，优选地，X轴还与Y轴相互垂直，从而X轴、Y轴和Z轴在空间上两两相互垂直。在其他一些实施例中，X轴与Y轴也可以是非垂直关系，比如X轴可以与Y轴呈角度地布置(例如30°、45°、60°等)，还可以是X轴和Y轴也平行。在实际应用场景中，Z轴通常沿重力方向，X轴和Y轴通常沿水平方向，如此，考虑到微流控芯片大致呈板状且在实际应用中平行于水平方向，这便可实现实施例一中的微流控芯片在载体模块30的带动下分别与第一提取模块40和第二提取模块50产生相对移动，从而将微流控芯片10与第一提取模块40接触，以及将微流控芯片10与第二提取模块50接触，进而在第一提取模块40和第二提取模块50的作用下实现实施一中微流控芯片10对于核酸样本的一部分处理过程。

在实现上述各个模块之间的相对移动的一个实施例中，核酸处理装置还包括有机架模块20，机架模块20大致呈框架状或框体状，机架模块20作为整个核酸处理装置的基础安装结构，机架模块20可参考设有上述的X轴、Y轴和Z轴。载体模块30沿X轴可移动地与所述机架模块20连接，可以从机架模块20的外部移动至机架模块20的内部，从而带动微流控芯片10沿X轴进入到机架模块20内或者退出机架模块20，载体模块30沿Y轴和Z轴均相对于机架模块20位置固定；第一提取模块40位于机架模块20内，第一提取模块40沿Y轴和Z轴可分别相对机架模块20移动，第一提取模块40沿X轴相对机架模块20位置固定；第二提取模块50沿Z轴可移动地与机架模块20连接，且第二提取模块50沿X轴和沿Y轴均相对机架模块20位置固定。如此，通过配置载体模块30、第一提取模块40和第二提取模块50各自与机架模块20沿X轴、Y轴和Z轴的关系，从而可以实现载体模块30与第一提取模块40在X轴上、Y轴上和Z轴上产生相对移动，以及实现载体模块30与第二提取模块50在X轴上和Y轴上产生相对移动。优选地，载体模块30还与机架模块20可拆卸连接。

图7是本实用新型实施例二的载体模块的示意图。关于载体模块30固定微流控芯片10的具体方式，在一示例中，参阅图7，所述载体模块30包括第一基板31和至少两块第二基板32，至少两个第二基板32沿X轴间隔地排布，第一基板31和第二基板32的垂向均沿Z轴，所述载体模块30被配置为通过限制所述第一基板31和所述第二基板32之间的相对位置(比如第一基板31和第二基板32沿Z轴的相对位置)以夹合固定微流控芯片10，也即使得第一基板31和第二基板32沿Z轴将微流控芯片10夹合固定。需说明的是，载体模块30将微流控芯片10固定后，微流控芯片10的长度方向(可理解为微流控芯片10上样本提取区域与扩增检测区域的连线方向)沿X轴。进一步地，第一基板31具有沿Z轴向内凹陷的安装槽310，微流控芯片10可容置在安装槽310中。进一步地，载体模块30还包括第一导向结构81，第一导向结构81比如可以安装在第一基板31上，并与机架模块20可移动地连接，第一导向结构81沿X轴延伸，以对载体模块30沿X轴的运动进行导向，第一导向结构81的具体形式包括但不限于是导向柱、导向槽、滑轨等。优选地，载体模块30还包括位移监测单元33，位移监测单元33比如可以设置在第一基板31上，位移监测单元33用于实时监测并反馈载体模块30沿X轴的移动行程，从而对载体模块30的移动过程进行精确控制，位移监测单元33包括但不限于是激光位移传感器、位置控制划片、限位开关等。此外，载体模块30的移动还可以通过直线电机来驱动。

图8是本实用新型实施例二的第一提取模块的示意图。参阅图8，第一提取模块40包括第一磁吸单元41和温控单元42，在一实施例中，第一磁吸单元41和温控单元42可以沿X轴排布；通过第一提取模块40和载体模块30在X轴上的相对移动、Z轴上的相对移动和/或Y轴上的相对移动，以使所述第一磁吸单元41和/或所述温控单元42与所述微流控芯片10沿所述Z轴的一端(这里通常指的是微流控芯片10的底端)相抵接，进一步指的是第一磁吸单元41或温控单元42与各功能腔室抵接，比如与裂解腔室106、清洗腔室、洗脱腔室111或回收腔室112抵接，保证第一磁吸单元41可以将功能腔室内的磁珠进行磁性吸附进而转移磁珠，以及温控单元42与裂解腔室106、洗脱腔室111或复溶腔室105抵接，从而对裂解腔室106、洗脱腔室111或复溶腔室105各自腔室内的溶液进行加热。优选地，第一提取模块40还包括超声单元43，第一提取模块40和载体模块30之间的相对移动还可以使得超声单元43与微流控芯片10的底端抵接，进一步指的是超声单元43与裂解腔室106、清洗腔室、洗脱腔室111或复溶腔室105抵接，超声单元43将功能腔室内的溶液进行超声均匀混合。在一实施例中，第一磁吸单元41、超声单元43和温控单元42中的至少两者沿X轴间隔地排布，比如可以是图8示范出的超声单元43沿X轴位于第一磁吸单元41和温控单元42之间。

作为进一步实施的细节，第一提取模块40与机架模块20移动连接，第一提取模块40沿Y轴的移动可通过第一驱动电机91和沿Y轴延伸的第二导向结构82来实现，第一提取模块40沿Z轴的运动可通过第二驱动电机92以及沿Z轴延伸的第三导向结构83来实现，第二导向结构82的具体形式和第三导向结构83的具体形式可参考第一导向结构81的具体形式，这里不再重复说明。

图9是本实用新型实施例二的第二提取模块的示意图。参阅图9，第二提取模块50和第一提取模块40沿Z轴位于不同的位置，第二提取模块50和第一提取模块40位于载体模块30沿Z轴的两侧，比如图9中示范出第二提取模块50位于上方，第一提取模块40位于下方，第二提取模块50包括旋转单元51和气压调整单元52，此外，第二提取模块50和载体模块30各自在X轴和Y轴二者限定的平面上的垂向投影大致沿X轴排布，如此使得旋转单元51和旋转阀101各自在X轴和Y轴二者限定的平面上的垂向投影大致沿X轴排布，气压调整单元52和微流通道109内的注射模块103各自在X轴和Y轴二者限定的平面上的垂向投影大致沿X轴排布，以及旋转单元51和开关阀104各自在X轴和Y轴二者限定的平面上的垂向投影沿X轴排布；旋转单元51用于围绕Z轴转动。通过第二提取模块50与载体模块30之间的相对移动使得旋转单元51和/或气压调整单元52与微流控芯片10沿Z轴的另一端(这里指的是微流控芯片10的顶端)相抵接，具体指的是旋转单元51与微流控芯片10抵接后可以与微流控芯片10上的旋转阀101连接，以带动旋转阀101转动，或旋转单元51与开关阀104连接以驱使开关阀104转动使得微流通道109为通路，以及气压调整单元52与微流控芯片10抵接后可以与微流控芯片10的注射模块103相抵接，从而推动注射模块103移动以改变微流控芯片10的微流通道109内的气压，实现微流通道109内的溶液流动转移，具体而言，将微流控芯片10内的带有DNA片段的洗脱液通过微流通道109从洗脱腔室111中转移至复溶腔室105中，或者将扩增液通过微流通道109从复溶腔室105中转移至荧光读数孔113中。

旋转单元51驱使旋转阀101转动以使容纳槽1010与其中一个功能腔室对准后，第一磁吸单元41将磁珠吸附，并基于第一提取模块40载体模块30之间的相对移动使得第一磁吸单元41在旋转阀101和功能腔室之间形成有运动轨迹，从而第一磁吸单元41带动磁珠在容纳槽1010和功能腔室之间转移，也即可完成实施例一中所涉及的核酸样本的处理过程。

作为进一步实施的细节，第二提取模块50与机架模块20移动连接，第二提取模块50整体沿Z轴的运动可通过第三驱动电机93以及沿Z轴延伸的第四导向结构84来实现，第四导向结构84比如可以是与机架模块20移动连接的导轨；旋转单元51的旋转运动可通过旋转电机95和同步带轮结构来实现。具体而言，同步带轮结构包括与旋转单元51连接第一传动轮531、与旋转电机95的输出轴固定连接的第二传动轮532、与第一传动轮531和第二传动轮532连接的传送带533，旋转电机95通过第一传动轮531、传送带533和第二传动轮532的传动关系驱使旋转单元51围绕Z轴顺时针或者逆时针旋转；气压调整单元52可在注射驱动电机96的驱动下单独沿Z轴移动，当然也可在第三驱动电机93的驱动下随第二提取模块50整体沿Z轴移动，气压调整单元52与微流控芯片10抵接后，气压调整单元52与微流控芯片10内的注射模块103相连接并形成封闭空间，在注射驱动电机96的持续驱动下，气压调整单元52持续向下移动使得洗脱液从洗脱腔室111进入到复溶腔室105，或者扩增液从复溶腔室105进入到荧光读数孔113。

本实施例的核酸处理装置可配合实施一中的微流控芯片10实现对核酸样本处理的各个阶段过程，下面结合实施例中微流控芯片10的核酸的各个处理阶段对本实施例的核酸处理装置进行详细地说明。

对应于实现裂解阶段，通过载体模块30将微流控芯片10固定后，载体模块30和第一提取模块40可以在X轴的相对移动以及在Y轴上的相对移动使得超声单元43与裂解腔室106沿Z轴对齐，通过载体模块30和第一提取模块40在Z轴上的相对移动使得超声单元43与裂解腔室106接触，从而在超声单元43发出的超声波作用下将磁珠裂解液与核酸样本混合均匀。

对应于实现第一温育阶段，裂解阶段完成之后，第一提取模块40和载体模块30在Z轴上的相对移动使得超声单元43远离微流控芯片10，而后通过第一提取模块40和载体模块30在X轴上的相对移动和/或Y轴上的相对移动使得温控单元42与裂解腔室106沿Z轴对准，通过第一提取模块40与载体模块30在Z轴上的相对移动使得温控单元42靠近裂解腔室106并接触，而后对裂解腔室106加热一段时间。

对应于实现清洗阶段，待第一温育阶段完成之后，通过第一提取模块40和载体模块30Z轴上的相对移动使得温控单元42远离微流控芯片10，而后通过第一提取模块40和载体模块30在X轴的相对移动和/或Y轴上的相对移动使得第一磁吸单元41与裂解腔室106沿Z轴对准，随后通过第一提取模块40和载体模块30在Z轴上的相对移动使得第一磁吸单元41靠近裂解腔室106并接触，使得第一磁吸单元41(本实施例的第一磁吸单元41比如可以是永磁铁)对磁珠进行磁性吸附。通过第二提取模块50和载体模块30在X轴上的相对移动使得旋转单元51与旋转阀101沿Z轴对齐，以及通过第二提取模块50和载体模块30在Z轴上的相对移动使得旋转单元51靠近并与旋转阀101连接，使得旋转单元51带动旋转阀101转动以使容纳槽1010对准裂解腔室106。然后通过第一提取模块40和载体模块30在X轴的相对移动和/或Y轴上的相对移动使得第一磁吸单元41带动磁珠从裂解腔室106进入到容纳槽1010中，随即通过旋转单元51转动旋转阀101以使容纳槽1010对准清洗腔室(比如对准第一清洗腔室107)，随后通过第一提取模块40和载体模块30在X轴的相对移动和/或Y轴上的相对移动使得第一磁吸单元41带动磁珠从容纳槽1010转移到清洗腔室中，以及通过第一提取模块40和所述载体模块30在X轴上的相对移动、Z轴上的相对移动和/或Y轴上的相对移动以使超声单元43与清洗腔室接触，从而将该清洗腔室内的清洗液(浓度为第一浓度)与磁珠混合均匀，进而对磁珠进行清洗处理。进一步地，将磁珠从当前所在的清洗腔室转移至容纳槽1010中，然后转动旋转阀101以使容纳槽1010对准另一清洗腔室(比如对准第二清洗腔室108)，随后将磁珠转移至另一清洗腔室中，最后将另一腔室内的清洗液(浓度为第二浓度，第二浓度与第一浓度不等)与磁珠混合均匀，从而对磁珠再次清洗。

对应于实现晾干阶段，本实施例的第二提取模块500还包括干燥驱动块，第二提取模块50包括第二磁吸单元54(本实施例的第二磁吸单元54比如可以是永磁铁)。通过第二提取模块50和载体模块30的相对移动实现干燥驱动块55与微流控芯片10沿Z轴的另一端相抵接(具体指的是干燥驱动块55与吹气活塞模块102抵接)，以配合吹气活塞模块102去除微流控芯片10内的磁珠上的水分。具体而言，干燥驱动块55可在吹气驱动电机97的驱动下单独沿Z轴往复移动，当然也可在第三驱动电机93的驱动下随第二提取模块50整体沿Z轴进行往复移动，干燥驱动块55与微流控芯片10抵接相连后，干燥驱动块55与微流控芯片10内的吹气活塞模块102抵接，而微流控芯片10的吹气活塞模块102通过气路与晾干腔室110连接，吹气驱动电机97驱使干燥驱动块55沿Z轴往复运动，从而干燥驱动块55驱使吹气活塞模块102沿Z轴往复运动，进而吹气活塞模块102通过气路向晾干腔室110产生吹气动作，以快速将晾干腔室110内的吸水纸吹干。第二磁吸单元54固定安装在旋转单元51上，用于随所述旋转单元51同步转动，比如可以是旋转单元51的底部开设有安装第二磁吸单元54的缺口，旋转单元51与旋转阀101连接后，第二磁吸单元54可以与旋转阀101的顶部抵接，从而第二磁吸单元54将磁珠从容纳槽1010沿Z轴的一端吸附后沿Z轴的另一端，也即是将磁珠从容纳槽1010的底部吸附到容纳槽1010的顶部。

如此，待清洗阶段结束之后，通过第一磁吸单元41磁珠从清洗腔室内转移至容纳槽1010中，且旋转单元51与旋转阀101连接后，第二磁吸单元54将磁珠从容纳槽1010的底部转移至顶部，然后通过旋转单元51转动旋转阀101以使容纳槽1010对准晾干腔室110，随后通过第一提取模块40和载体模块30之间的相对移动使得干燥驱动块55与吹气活塞模块102连接，干燥驱动块55的往复运动驱使吹气活塞模块102往复运动，从而通过气路向晾干腔室110产生吹气动作，使得晾干腔室110内的吸水纸被快速吹干，进而利用吸水纸将磁珠表面的水分晾干。

洗脱阶段：待晾干阶段结束之后，旋转单元51带动旋转阀101转动以使容纳槽1010对准洗脱腔室111，第二提取模块50远离微流控芯片10以接触第二磁吸单元54对磁珠的磁性吸附，第一磁吸单元41接触旋转阀101并通过第一提取模块40和载体模块30在X轴和/或Y轴上的相对移动将磁珠从容纳槽1010中转移至洗脱腔室111内，随后根据第一提取模块40和载体模块30的相对移动将超声单元43与洗脱腔室111接触，以使洗脱腔室111内的洗脱液与磁珠混合均匀，从而对磁珠进行洗脱处理，将磁珠上的DNA片段洗脱出来。

第二温育阶段：待洗脱阶段结束之后，通过第一提取模块40和载体模块30之间的相对移动使得温控单元42与洗脱腔室111接触进行加热处理，随后在第一提取模块40和载体模块30的相对移动下通过第一磁吸单元41将磁珠转移至容纳槽1010中，随后通过旋转单元51转动旋转阀101以使容纳槽1010对准回收腔室112，最后在通过第一磁吸单元41将磁珠从容纳槽1010转移到回收腔室112进行回收处理。

需说明的是，第一提取模块40和载体模块30的相对移动使得超声单元43与功能腔室的接触过程、第一磁吸单元41与功能腔室的接触过程、温控单元42与功能腔室的接触过程，第一提取模块40载体模块30的相对移动使得第一磁吸单元41将磁珠在容纳槽1010和功能腔室中的转移过程，本领域技术人员可参阅本实施中为实现裂解阶段和为实现清洗阶段中的描述进而理解。也即，本实施例通过配置第一磁吸单元41、旋转单元51和第二磁吸单元54，可将磁珠从一个功能腔室转移到容纳槽1010，再从容纳槽1010转移至另一个功能腔室。此外可理解，当第一磁吸单元41将磁珠转移至容纳槽1010后，第一磁吸单元41远离微流控芯片10，通过第二提取模块50和载体模块30的相对移动使得旋转单元51连接旋转阀101后，第二磁吸单元54与旋转阀101抵接，从而将磁珠从容纳槽1010的底部转移至顶部，并且第二磁吸单元54跟随旋转单元51同步转动，如此可避免旋转阀101在旋转过程中将磁珠进行磁化摩擦损耗。另外，磁珠从容纳槽1010进入到功能腔室之前，旋转单元51远离微流控芯片10使得第二磁吸单元54解除对磁珠的磁性吸附，那么旋转单元51与旋转阀101连接时，便可通过第二磁吸单元54将磁珠转移至容纳槽1010的顶部。在晾干阶段，第二磁吸单元54一直将磁珠吸附在容纳槽1010的顶部。

优选地，所述核酸处理装置还包括势能模块(未图示)。势能模块满足一下情况中的至少一种：(1)温控单元42与势能模块连接，温控单元42与微流控芯片10的功能腔室抵接时，势能模块沿Z轴增大自身存储的势能力；(2)第一磁吸单元41与势能模块连接，第一磁吸单元41与微流控芯片10的功能腔室抵接并吸附磁珠后，势能模块沿Z轴增大自身存储的势能力；(3)第二磁吸单元54通过势能模块与旋转单元51连接，第二磁吸单元54与所述微流控芯片10的旋转阀101抵接时，势能模块沿Z轴增大自身存储的势能力。

势能模块的设置，可以具有缓冲作用并提供必要的压紧力，使得温控单元42和/或第一磁吸单元41与功能腔室接触得更稳固，第二磁吸单元54与旋转阀101的顶部抵接更稳固。在一示范例中，势能模块为弹簧。

对应于实现第一样本转移阶段：通过第二提取模块50和载体模块30在X轴上的相对移动和在Z轴上的相对移动，使得旋转单元51与开关阀104抵接，旋转单元51将开关阀104旋转一定角度使得样本提取区域与扩增检测区域连通，也即旋转单元51将开关阀104转动一定角度使得微流通道109表现为通路，随后再次通过第二提取模块50和载体模块30的相对移动使得气压调整单元52与注射模块103连接，驱使注射模块103移动以改变微流通道109内的气压，从而通过气压驱动的方式将溶有DNA片段的洗脱液从洗脱腔室111中转移至复溶腔室105中，而后通过第二提取模块50和载体模块30的相对移动使得旋转单元51与开关阀104连接后，旋转开关阀104将并且旋转开关阀104以使微流通道109断开(样本提取区域与扩增检测区域隔断开来，也即微流通道109表现为阻路)。

对应于实现复溶阶段：通过第一提取模块40和载体模块30的相对移动使得超声单元43与复溶腔室105接触，从而通过超声波将复溶腔室105内的扩增冻干试剂粉与洗脱液充分混匀，随后再通过第一提取模块40和载体模块30的相对移动使得温控单元42与复溶腔室105接触进行加热处理，使得扩增冻干试剂粉充分复溶反应，最终得到扩增液。

对应于实现第二样本转移阶段：待复溶阶段结束之后，旋转单元51旋转开关阀104以使微流通道109为通路，随后利用气压调整单元52驱使注射模块103移动以将扩增溶液从复溶腔室105压入各个荧光读数孔113中，并通过微流通道109末端的排气模块114排出微流通道109中的空气，随后利用旋转单元51旋转开关阀104以使微流通道109表现为阻路。

对应于实现扩增检测阶段：本实施例配置有双温区模块60和光学检测模块70，双温区模块60与载体模块30可以形成X轴上的相对移动和Z轴上的相对移动，从而使得双温区模块60与微流控芯片10的荧光读数模块(即荧光读数孔113所在的区域)抵接后对微流控芯片10的扩增检测区域的荧光读数孔113加热处理，且是以至少两种不同的温度来循环交替加热，如此可以对荧光读数孔113中的扩增液进行加热；利用检光学测模块70可以对荧光读数孔113中的扩增液进行光学检测。

在一实施例中，载体模块30沿X轴与机架模块20可移动地连接，双温区模块60沿Z轴与机架模块20可移动地连接，双温区模块60相对机架模块20沿Z轴的移动可通过第四驱动电机94和第五导向结构85来实现，第五导向结构85可参阅第一导向结构81，这里不再说明。

图10是本实用新型实施例二的双温区模块的示意图。参阅图10，双温区模块60包括间隔排布的第一加热单元61和第二加热单元62，比如第一加热单元61和第二加热单元62沿X轴间隔排布，第一加热单元61的温度高于第二加热单元62的温度，第一加热单元61与第二加热单元62循环交替给微流控芯片10的荧光读数孔113内的扩增液加热。第一加热单元61和第二加热单元62比如可以是加热板、电阻丝等。如此，第一加热单元61和第二加热单元62构成双温区加热，减少了热源变温需要的时间，提高了扩增液的升温和降温速率，缩短了扩增检测时间。

进一步地，双温区模块60还包括两个半导体制冷片63和散热单元64；其中一所述半导体制冷片63沿所述Z轴设置于第一加热单元61和散热单元64之间，另一半导体制冷片63沿X轴设置于第二加热单元62和散热单元64之间。在一实施例中，散热单元64包括散热器641和散热风扇642，其中一半导体制冷片63位于第一加热单元61和散热器641之间，另一半导体制冷片63位于第二加热单元62和散热器641之间，散热器641与散热风扇642相连，散热风扇642的散热方向沿Z轴朝向散热器641。

光学检测模块70比如可以安装在机架模块20上。图11是本实用新型实施例二的光学检测模块的示意图，参阅图11，光学检测模块70包括荧光激发单元、光纤检测单元和荧光读数单元。荧光激发单元用于产生荧光；光纤检测单元用于接收所述荧光，并将荧光导入所述微流控芯片10内(具体是荧光读数孔113内)，以及接收经微流控芯片10内的核酸(即扩增液)反射的光线；荧光读数单元用于从光纤检测单元接收经微流控芯片10内的核酸反射的光线。

继续参阅图11，荧光激发单元包括荧光发射端711(比如是可以产生光源的LED灯)、滤光组件712、二向分色片和荧光出射端；荧光发射端711的荧光发射方向沿Y轴；滤光组件712包括沿X轴依次间隔排布的多个滤光片7120，且滤光组件712沿X轴可移动地设置，滤光组件712可以在移动后间歇性地停留，以使荧光发射端711与其中任意一个滤光片7120沿Y轴对位。滤光组件712停留过程中，荧光发射端711发射的荧光经汇聚整形后入射至滤光片7120，并依次经过所述二向分色片和荧光出射端后导入至光纤检测单元。在一实施细节中，荧光发射端711、二向分色片和荧光出射端均相对机架模块20固定。滤光组件712沿X轴的移动可通过第五驱动电机98和第六导向结构86来实现，第六导向结构86的形式可参阅第一导向结构81。

继续参阅图11，光纤检测单元包括检测端光纤721、传输光纤(未图示)和芯片端光纤722；检测端光纤721的两端分别连接荧光出射端和传输光纤，芯片端光纤722用于设置在微流控芯片10或者设置在载体模块30上，芯片端光纤722与传输光纤连接。如此，可通过光纤检测单元将荧光照射到荧光读数孔113的表面，随后在扩增液中激发。

继续参阅图11，荧光读数单元包括荧光接收端和检测相机73(比如可以是CCD相机)，荧光接收端用于将经所述微流控芯片10内的核酸反射的光线通过滤光片7120过滤后入射至检测相机73。具体而言，扩增液被激发后发射回来的荧光再依次从芯片端光纤722、传输光纤和检测端光纤721到达滤光组件712，再透过二向分色片后经过滤光片7120最终进入到检测相机73中拍照，从而进行后续的荧光定量检测分析。

在一实施例中，光学检测模块70还包括检测底板74，荧光激发单元、检测端光纤721和检测相机73等设置在检测底板74上，检测底板74安装在机架模块20上。

上述的光学检测模块70中，滤光组件712沿X轴可移动地设置，滤光组件712可以移动后间歇性地停留，以使所述荧光发射端711与其中任意一个所述滤光片7120沿所述Y轴对位，在荧光发射端711点亮时，通过滤光组件712的移动实现不同的滤光片7120与荧光发射端711相对位，这样便能够在短时间内通过单一光源实现多重光路(比如五重光路)的切换检测，在保证准确性的前提下减少了检测时间，提高了检测速度。

【实施例三】

基于上述的核酸处理系统，本实施例提供一种核酸处理方法，该核酸处理方法应用至上述的核酸处理系统，核酸处理方法包括：

控制第一提取模块40和载体模块30在X轴上产生相对移动、在Z轴上产生相对移动和/或在Y轴上产生相对移动，使得温控单元42与其中一个所述功能腔室或复溶腔室105抵接后启动加热工作(从而进行温育反应)，或者使得第一磁吸单元41与其中一个功能腔室抵接以启动对磁珠的磁性吸附工作；

控制第二提取模块50和载体模块30在X轴上产生相对移动和Z轴上产生相对移动，使得旋转单元51与旋转阀101相抵接以带动旋转阀101转动，进而使得容纳槽1010对准其中一个所述功能腔室；

控制第一提取模块40和载体模块30在X轴上产生相对移动和/或在Y轴上产生相对移动，使得第一磁吸单元41从功能腔室和旋转阀101二者中的其中一者对应的区域移动至另外一者对应的区域，从而在第一磁吸单元41的带动下将磁珠从容纳槽1010转移至对准的功能腔室，或者将磁珠从功能腔室转移至容纳槽1010中；

控制第二提取模块50和载体模块30在X轴上产生相对移动以及在Z轴上产生相对移动，使得旋转单元51与开关阀104相抵接以带动开关阀104转动，进而使得所述微流通道109表现为通路或阻路，以实现微流控芯片10上扩增检测区域和样本提取区域之间的连通或隔断；

控制第二提取模块50和所述载体模块30在X轴上产生相对移动以及在Z轴上产生相对移动，使得气压调整单元52与微流通道109内的注射模块103连接，进而通过气压调整单元52驱使注射模块103移动以调整微流通道109内的气压，以使溶液通过微流通道109从洗脱腔室111转移至复溶腔室105或者以使溶液通过微流通道109从复溶腔室105转移至荧光读数孔113中。

可理解的，上述核酸处理方法中的各个步骤的先后顺序本领域技术人员可根据实施例一中微流控芯片10对核酸样本处理的各个阶段进而理解。

进一步地，方法还包括：在将磁珠转移至洗脱腔室111之前，利用干燥驱动块55和微流控芯片10内的吹气活塞模块102去除磁珠上的水分。

【实施例四】

基于上述的核酸处理方法，本实施例提供一种存储介质，该存储介质上存储有可被读写的程序，程序运行时能够实现上述的核酸处理方法。具体而言，上述的核酸处理方法可编成程序或软件，存储于该存储介质上，实际使用中，利用该存储介质所存储的程序，来执行所述核酸处理方法中的各个步骤。而该存储介质可集成设置于核酸处理系统的相关装置中(比如集成设置在上述的核酸处理装置中)，或独立设置于其它的硬件中。

综上所述，在本实用新型提供的核酸处理系统及其装置中，核酸处理装置包括载体模块、第一提取模块和第二提取模块；载体模块用于固定微流控芯片；第一提取模块包括第一磁吸单元和温控单元；第一提取模块被配置为，基于自身和载体模块之间的相对运动使得温控单元与微流控芯片的功能腔室相抵接后对功能腔室加热，或使得第一磁吸单元吸附功能腔室内的磁珠后在微流控芯片的旋转阀和功能腔室之间移动；第二提取模块包括旋转单元和气压调整单元；第二提取模块被配置为，基于自身和载体模块之间的相对运动使得旋转单元与微流控芯片的旋转阀或开关阀相连接，进而通过旋转单元驱使旋转阀或开关阀转动；气压调整单元用于调整微流控芯片的微流通道内的气压。如此配置，上述基于封闭式的微流控芯片而配套设计的核酸处理装置，通过配置第一提取模块和载体模块之间的相对运动以及第二提取模块和载体模块之间的相对运动，可以使得旋转单元与旋转阀连接后驱使旋转阀转动以对准其中一个功能腔室，温控单元与功能腔室抵接后对功能腔室内的溶液加热，第一磁吸单元将磁珠吸附后实现磁珠在旋转阀的容纳槽和功能腔室之间的转移，以及旋转单元与开关阀连接后控制开关阀将微流通道开启以使气压调整单元驱使溶液在微流通道内的流动转移，从而配合微流控芯片自动完成核酸样本的提取过程，解除对人员专业能力的需求的限制，不仅实现了核酸样本的快速提取，同时降低了原来检测流程间的不一致性以及人工误差，提高了核酸检测的准确性和稳定性，并且还可以实现核酸提取检测设备一体化设备小型化、快速化以及自动化的目的。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (17)

1.一种核酸处理装置，其特征在于，包括：

载体模块，其用于固定微流控芯片；

第一提取模块，其包括第一磁吸单元和温控单元；所述第一提取模块被配置为，基于自身和所述载体模块之间的相对运动使得所述温控单元与所述微流控芯片的功能腔室相抵接后对所述功能腔室加热，或使得所述第一磁吸单元吸附所述功能腔室内的磁珠后在所述微流控芯片的旋转阀和所述功能腔室之间移动；

第二提取模块，其包括旋转单元和气压调整单元；所述第二提取模块被配置为，基于自身和所述载体模块之间的相对运动使得所述旋转单元与所述旋转阀或所述微流控芯片的微流通道上的开关阀相连接，进而通过所述旋转单元驱使所述旋转阀或所述开关阀转动；所述气压调整单元用于调整所述微流通道内的气压。

2.根据权利要求1所述的核酸处理装置，其特征在于，所述第一提取模块和所述载体模块之间的相对运动包括所述第一提取模块和所述载体模块在X轴上的相对运动，所述第一提取模块和所述载体模块在Y轴上的相对运动以及所述第一提取模块和所述载体模块在Z轴上的相对运动；

所述第二提取模块和所述载体模块之间的相对运动包括所述第二提取模块和所述载体模块在所述X轴上的相对运动以及所述第二提取模块和所述载体模块在所述Z轴上的相对运动；

所述第一提取模块和所述第二提取模块位于所述载体模块沿所述Z轴的两侧；所述旋转单元围绕所述Z轴可转动；

其中，所述X轴和所述Z轴垂直，所述Y轴和所述Z轴垂直，所述X轴和所述Y轴不平行。

3.根据权利要求2所述的核酸处理装置，其特征在于，所述核酸处理装置还包括机架模块；所述载体模块沿所述X轴可移动地与所述机架模块连接；所述第一提取模块位于所述机架模块内，并可分别沿所述Y轴和所述Z轴相对所述机架模块移动；所述第二提取模块沿所述Z轴可移动地与所述机架模块连接。

4.根据权利要求1所述的核酸处理装置，其特征在于，所述载体模块包括第一基板和至少两块第二基板，所述载体模块被配置为通过限制所述第一基板和所述第二基板之间的相对位置以夹合固定所述微流控芯片。

5.根据权利要求4所述的核酸处理装置，其特征在于，所述第一基板具有容置所述微流控芯片的安装槽。

6.根据权利要求2所述的核酸处理装置，其特征在于，所述第一提取模块还包括超声单元，所述超声单元随所述第一提取模块和所述载体模块之间的相对运动而与所述微流控芯片的功能腔室或复溶腔室相抵接。

7.根据权利要求6所述的核酸处理装置，其特征在于，所述第一磁吸单元、所述超声单元和所述温控单元中的至少两者沿所述X轴排布。

8.根据权利要求2所述的核酸处理装置，其特征在于，所述第二提取模块还包括第二磁吸单元，所述第二磁吸单元安装在所述旋转单元上，所述第二磁吸单元随所述第二提取模块和所述载体模块之间的相对运动而与所述旋转阀抵接，从而沿所述Z轴吸附所述旋转阀内的磁珠。

9.根据权利要求8所述的核酸处理装置，其特征在于，所述核酸处理装置还包括势能模块，所述势能模块满足以下至少一种情况：

所述势能模块与所述温控单元连接，所述温控单元与功能腔室抵接时，所述势能模块沿所述Z轴增大自身存储的势能力；

所述势能模块与所述第一磁吸单元连接，所述第一磁吸单元吸附所述磁珠后，所述势能模块沿所述Z轴增大自身存储的势能力；以及，

所述第二磁吸单元通过所述势能模块与所述旋转单元连接，所述第二磁吸单元与所述旋转阀抵接时，所述势能模块沿所述Z轴增大自身存储的势能力。

10.根据权利要求1所述的核酸处理装置，其特征在于，所述第二提取模块还包括干燥驱动块，所述干燥驱动块用于驱使所述微流控芯片的吹气活塞模块往复运动。

11.根据权利要求1所述的核酸处理装置，其特征在于，所述核酸处理装置还包括双温区模块，所述双温区模块被配置为，基于自身与所述载体模块之间的相对运动而抵接所述微流控芯片，以对所述微流控芯片的荧光读数孔以不同的温度加热。

12.根据权利要求11所述的核酸处理装置，其特征在于，所述双温区模块包括间隔排布的第一加热单元和第二加热单元，所述第一加热单元的温度高于所述第二加热单元的温度，所述第一加热单元与所述第二加热单元循环交替给所述微流控芯片的荧光读数孔加热。

13.根据权利要求12所述的核酸处理装置，其特征在于，所述双温区模块还包括两个半导体制冷片和散热单元；其中一所述半导体制冷片设置于所述第一加热单元和所述散热单元之间，另一所述半导体制冷片设置于所述第二加热单元和所述散热单元之间。

14.根据权利要求2所述的核酸处理装置，其特征在于，所述核酸处理装置还包括光学检测模块，所述光学检测模块用于对所述微流控芯片的荧光读数孔内的扩增液进行光学检测。

15.根据权利要求14所述的核酸处理装置，其特征在于，所述光学检测模块包括：

荧光激发单元，其用于产生荧光；

光纤检测单元，其用于接收所述荧光，并将所述荧光导入所述荧光读数孔内，以及接收经所述荧光读数孔内的核酸反射的光线；

荧光读数单元，其用于从所述光纤检测单元接收经所述荧光读数孔内的核酸反射的光线。

16.根据权利要求15所述的核酸处理装置，其特征在于，所述荧光激发单元包括荧光发射端、滤光组件、二向分色片和荧光出射端；所述荧光发射端的荧光发射方向沿所述Y轴；所述滤光组件包括沿所述X轴依次间隔排布的多个滤光片，且所述滤光组件沿所述X轴可移动地设置，以使所述荧光发射端与其中任意一个所述滤光片沿所述Y轴对位；所述荧光发射端产生的荧光入射至所述滤光片，并依次经过所述二向分色片和所述荧光出射端后导入至所述光纤检测单元；

所述光纤检测单元包括检测端光纤、传输光纤和芯片端光纤；所述检测端光纤的两端分别连接所述荧光出射端和所述传输光纤，所述芯片端光纤用于设置在所述微流控芯片上，所述芯片端光纤与所述传输光纤连接；

所述荧光读数单元包括荧光接收端和检测相机，所述荧光接收端用于将经所述荧光读数孔内的核酸反射的光线通过所述滤光片过滤后入射至所述检测相机。

17.一种核酸处理系统，其特征在于，包括：

微流控芯片，所述微流控芯片具有荧光读数孔、复溶腔室、微流通道、开关阀、旋转阀以及围绕所述旋转阀周向排布的多个功能腔室，其中一个所述功能腔室为洗脱腔室，且所述洗脱腔室、所述复溶腔室和所述荧光读数孔依次连通在所述微流通道上，所述旋转阀上具有容纳槽，所述旋转阀转动使得所述容纳槽与所述功能腔室对准，所述开关阀设于所述微流通道上；

如权利要求1-16中任一项所述的核酸处理装置，其中，所述第一磁吸单元用于与其中一个所述功能腔室相抵接以吸附所述功能腔室内的磁珠；所述温控单元用于与其中一个所述功能腔室相抵接以加热所述功能腔室；所述旋转单元用于与所述旋转阀相连接以带动所述旋转阀转动或者用于与所述开关阀相连接以带动所述开关阀转动；所述气压调整单元与所述微流通道内的注射模块连接。