具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

下面参考图1和图2描述根据本发明实施例的转阀。

根据本发明第一方面实施例的转阀，包括密封件110和支撑件120。

其中，密封件110密封件能够发生弹性变形，密封件110上设置有连接孔111和阀通道112。支撑件120包括连接部121和支撑部122，连接部121固定于支撑部122，支撑部122远离连接部121的一端插设于连接孔111。

具体地，支撑件120包括有连接部121和至少一个支撑部122。连接部121与支撑部122均呈圆柱状，支撑部122的一个端面固定在连接部121的底面上，且连接部121的轴线与支撑部122的轴线相平行。支撑件120可以由铝合金、不锈钢等硬质材料通过机械加工、一体注塑成型或3D打印等方式制成，故其具有一定的刚度和强度。

密封件110采用PDMS或硅胶等柔性材料，通过一体注塑成型或3D打印等方式制成，故其具有一定的弹性。密封件110呈圆台状、圆柱状或圆台与圆柱相拼接的形状，在其一侧底面上设置有至少一个连接孔111，连通孔的数量与支撑部122的数量相同，且二者的位置一一对应。连通孔的孔径略小于支撑部122的直径，从而使得支撑部122能够过盈地插入到连通孔中。由此，支撑件120通过支撑部122与连通孔的相互配合而与密封件110相固定，且此时连接部121的轴线与密封件110的轴线共线。当对支撑件120施加绕轴方向的扭矩时，支撑件120能够带动密封件110同步定轴转动。

优选地，支撑部122和连接孔111均设置有多个，从而确保支撑件120不会相对于密封件110发生定轴转动，避免了二者之间出现打滑的情况，保证了支撑件120能够有效带动密封件110同步转动。

同时，在密封件110的内部设置有阀通道112。阀通道112在密封件110的侧面上开有至少两个开口，即当转阀为二通阀时，则阀通道112在密封件110的侧面上开设有两个开口；当转阀为三通阀等时，则阀通道112在密封件110的侧面上开设有三个或更多个开口，开口数量会随着转阀类型的变化而发生适应性改变。

在具体的使用过程中，安装在PCR芯片的芯片主体200上的转阀，将通过密封件110与PCR芯片的芯片主体200相接触。不难理解，具有一定弹性的密封件110将紧密地贴合在设置在芯片主体200上的容置槽的槽壁上，从而保证了转阀的密封性。而当需要密封件110转动，以此来改变阀通道112所接连的对象时，则对支撑件120施加扭矩，借助支撑件120来带动密封件110进行转动。而支撑件120与密封件110之间的插接配合，也有效精简了转阀的结构。

综上，这样的设计在确保了转阀有着良好密封性的同时，精简了转阀的具体结构。

在本发明的一些具体实施例中，支撑件120还包括扭转部123，扭转部123固定于连接部121，扭转部123上设置有扭转槽124。

具体地，支撑件120还包括有扭转部123，扭转部123的作用是同驱动结构的输出端相配合，使得驱动件能够驱动连接部121带动支撑部122转动。扭转部123固定在连接部121远离支撑部122的底面上，同样呈圆柱状。在扭转部123远离连接部121的一侧底面上设置有扭转槽124，扭转槽124可以呈“十”字状，也可以呈“一”字状，其深度、长度和宽度均与驱动结构的输出端端部相适配，从而使得驱动结构的输出端端部能够嵌入到扭转槽124中，通过对扭转槽124槽壁施加作用力来实现对连接部121的扭矩输出。驱动结构可以为旋转气缸或转动电机等。

可以理解的是，扭转部123以及设置在其上的扭转槽124的设置，使得驱动结构能够对支撑部122间接地施加扭矩，而驱动结构的工作状态则可事先进行预设，从而使得转阀的转动角度能够得到自动控制，提高了自动化程度。

在本发明的一些具体实施例中，连接部121上设置有防呆槽125，防呆槽125用于指示连接部121的位置。

具体地，因阀通道112设置在密封件110侧面上的开口需与相对应的腔体进行连通，故在将转阀安装在PCR芯片的芯片主体200上时，需要对转阀的安装方向进行确认。为提高装配定位，在连接部121上设置有防呆槽125。

防呆槽125设置在连接部121远离支撑部122的侧面，且位于连接部121的边沿处，以使得安装人员便于发现。防呆槽125的作用即辅助定位，通过设置防呆槽125，工作人员在将转阀安装在芯片主体200上相应位置时，能够迅速辨认出正确的安装方向，从而提高了安装效率。

下面参考图3和图4描述根据本发明实施例的PCR芯片。

根据本发明第二方面实施例的PCR芯片，包括芯片主体200和两个根据本发明上述第一方面实施例的转阀。

其中，芯片主体200内设置有处理腔210和扩增腔220，芯片主体上设置有第一容置槽201、第二容置槽202和出气口230，第一容置槽201位于处理腔210和扩增腔220之间，且连通于处理腔210、扩增腔220，第二容置槽202位于扩增腔220与出气口230之间，且连通于扩增腔220与出气口230。一个转阀设置于第一容置槽201，另一个转阀设置于第二容置槽202，以第一容置槽201处的转阀为第一转阀101，以第二容置槽202处的转阀为第二转阀102，转动至第一预设位置的第一转阀101的阀通道112使处理腔210与扩增腔220相连通，转动至第二预设位置的第二转阀102的阀通道112使扩增腔220与出气口230相连通，转离第一预设位置的第一转阀101，与转离第二预设位置的第二转阀102使扩增腔220保持密封。

具体地，芯片主体200呈条形板状，采用PP、PC等硬质塑料材料制成，在其内设置有处理腔210和扩增腔220，在其一个面积较大的侧面上依次设置有第一容置槽201、第二容置槽202以及出气口230，其中第一容置槽201位于处理腔210和扩增腔220之间，而第二容置槽202则位于出气口230与扩增腔220之间。此外，在芯片主体200内还设置有许多微管道，处理腔210、第一容置槽201、扩增腔220、第二容置槽202和出气口230依次通过微管道相连通。

第一容置槽201和第二容置槽202中均设置有一个转阀，为方便区分，将安装在第一容置槽201中的转阀命名为第一转阀101、将安装在第二容置槽202中的转阀命名为第二转阀102。第一转阀101当中的密封件110会完全容置在第一容置槽201中，通过对第一转阀101中的支撑件120施加扭矩，能够带动第一容置槽201中的密封件110同步转动，而在转动过程中，设置在密封件110上的阀通道112的开口所在位置将发生改变，将处理腔210与扩增腔220能够通过阀通道112相连通时第一转阀101的位置设为第一预设位置。

对应地，第二转阀102当中的密封件110也会完全容置在第二容置槽202中，通过对第二转阀102中的支撑件120施加扭矩，能够带动第二容置槽202中的密封件110同步转动，而在转动过程中，设置在密封件110上的阀通道112的开口所在位置将发生改变，将出气口230与扩增腔220能够通过阀通道112相连通时第二转阀102的位置设为第二预设位置。

扩增腔220的内壁上设置有采集孔221，在采集孔221的下方设置有微型离心管(EP管300)，当有处理腔210中的待测液体流动至采集孔221处时，待测液体会流入到EP管300中。

在具体的使用过程中，首先，将需要进行检测的待测液体输入到处理腔210中，然后将第一转阀101转动至第一预设位置、将第二转阀102转动至第二预设位置，此时处理腔210、扩增腔220与出气口230通过第一转阀101的阀通道112和第二转阀102的阀通道112相连通。之后，处理腔210中的待测液体在自身重力的作用，或是设置在出气口230处的负压气阀的作用下，经第一转阀101的阀通道112流动至扩增腔220，在此过程中，扩增腔220中的空气被从出气口230处挤出。而流入扩增腔220的待测液体在流动至采集孔221处时，会落入到EP管300中。待EP管300中的待测液体足量后，分别转动第一转阀101和第二转阀102，从而使得扩增腔220不再与出气口230、处理腔210相连通，由此实现扩增腔220的密封。

可以理解的是，通过采用上述转阀，有效优化了检测过程中扩增腔220的密封性，且同时精简了PCR芯片的结构。

在本发明的一些具体实施例中，转阀设置有三个，芯片主体200内还设置有第一气道250、第二气道260和多个相互独立的加料腔240，芯片主体200上还设置有第三容置槽203，第三容置槽203位于加料腔240与处理腔210之间，第三容置槽203连通于处理腔210和各加料腔240，第三容置槽203处设置有一个转阀，以第三容置槽203处的转阀为第三转阀103，转动至第三预设位置的第三转阀103的阀通道112使加料腔240与处理腔210相连通，第一气道250连通于处理腔210和第一容置槽201，第二气道260连通于第一容置槽201与出气口230，转动至第四预设位置的第一转阀101的阀通道112使第一气道250与第二气道260相连通。

具体地，在芯片主体200内还设置有多个加料腔240，多个加料腔240彼此相互独立，即各加料腔240不会直接相连通。在各加料腔240中分别设置有缓冲液、磁珠溶液、乙醇溶液、核酸洗脱液或核酸扩增预混液等。此时，加料腔240、处理腔210与扩增腔220依次设置。而芯片主体200在各加料腔240与处理腔210之间还设置有第三容置槽203，第三容置槽203分别与各加料腔240、处理腔210通过微管道相连通。

同时，在芯片主体200上还设置有与加料腔240一一对应的进液口241，加料腔240中相应的液体便是通过进液口241输入。

PCR芯片中还设置有第三个转阀，第三个转阀便安装在第三容置槽203中。为方便区分，将第三容置槽203中的转阀命名为第三转阀103。此时第三转阀103的密封件110完全容置在第三容置槽203中，通过对第三转阀103中的支撑件120施加扭矩，能够带动第三容置槽203中的密封件110同步转动，而在转动过程中，设置在密封件110上的阀通道112的开口所在位置将发生改变，将加料腔240与扩增腔220能够通过阀通道112相连通时第三转阀103的位置设为第三预设位置。可以理解的是，因设置有多个相互独立的加料腔240，且每次通过阀通道112与处理腔210相连通的加料腔240只有一个，故第三预设位置为泛指，即实际操作过程中，第三预设位置包含有数量与加料腔240数量相等的子位置。

此外，芯片主体200内还设置有第一气道250和第二气道260，第一气道250和第二气道260的作用在于将处理腔210内的空气绕开扩增腔220直接从出气口230排出。故第一气道250将处理腔210和第一容置槽201相连通、第二气道260将第一容置槽201和出气口230相连通。此时，将当第一转阀101中的阀通道112将第一气道250与第二气道260连通时，第一转阀101所处位置设为第四预设位置。不难理解，第四预设位置处的第一转阀101会阻断处理腔210与扩增腔220之间的连通，而第一预设位置处的第一转阀101同样会阻断第一气道250与第二气道260之间的连通。

在具体的使用过程中，首先，经进液口241向各加料腔240输入相应的液体，再选定需要事先加入到处理腔210中的液体所在的加料腔240，然后将第三转阀103转动至第三预设位置中与该加料腔240相对应的子位置处，使得该加料腔240与处理腔210相连通。此时，将第一转阀101转动至第四预设位置处，使得第一气道250与第二气道260相连通，之后，在该加料腔240中液体的自身重力或是设置在出气口230处的负压气阀的作用下，液体流入到处理腔210中。在此过程中，处理腔210内的空气通过第一气道250、第一转阀101的阀通道112以及第二气道260，从出气口230处排出。

同理，当需要朝处理腔210中加入其它加料腔240中的液体时，只需将第三转阀103转动至第三预设位置中与之相对应的子位置处即可。而在处理腔210内的液体经过混合或加热等预处理后成为待测液体。

最后，将第一转阀101转动至第一预设位置处，再如前述，将处理腔210中的待测液体转移到扩增腔220中，最终落入EP管300内。

可以理解的是，这样的设计使得一次加料可以添加多种不同类型的液体，且这些液体能够自行在处理腔210内进行混合，最终合为待测液体，并在之后进入到扩增腔220、由相应的EP管300完成采集，有效提高了检测效率。

在本发明的一些具体实施例中，还包括负压气泵，负压气泵设置于出气口230处。

具体地，在出气口230处设置有负压气泵。负压气泵的作用是将处理腔210和/或扩增腔220内的空气抽出，以使处理腔210和/或扩增腔220内形成负压，从而加快了液体在处理腔210和/或扩增腔220内的流动速度，从而提高了检测效率。

在本发明的一些具体实施例中，芯片主体200内还设置有缓冲腔270，缓冲腔270位于出气口230与第二容置槽202之间，且连通于出气口230和第二容置槽202。

具体地，芯片主体200在出气口230与第二容置槽202之间还设置有缓冲腔270，缓冲腔270通过微通道分别与出气口230、第二容置槽202相连通。在实际使用时，当第二转阀102位于第二预设位置处时，负压气泵将会抽出扩增腔220内空气，使得扩增腔220内形成负压，从而引动待测液体在扩增腔220内流动。

可以理解的是，在这一过程中，难免会有部分待测液体通过第二转阀102中的阀通道112，从扩增腔220中流出、朝出气口230所在方向流动，而缓冲腔270的设置则使得这部分待测液体能够得到有效缓冲，从而防止了待测液体流入出气口230中、造成出气口230堵塞或流动到芯片主体200外部的情况发生。

在本发明的一些具体实施例中，还包括正压气泵，芯片主体200上还设置有吹气口，吹气口连通于第二气道260，正压气泵设置于吹气口处。

具体地，芯片主体200上还设置有与第二气道260相连通的吹气口，并在吹气口处设置有正压气泵。当EP管300中已经采集到足量待测液体后，无需继续保持扩增腔220的密封性，此时转动第一转阀101至第四预设位置，使得第一气道250与第二气道260相连通，此时正压气泵通过吹气口朝第二气道260吹气，气流最终吹入处理腔210中，进而将处理腔210内的残余液体吹回转动至第三预设位置的第三转阀103内的阀通道112此时所连通的加料腔240中。

可以理解的是，这样的设计使得后期无需对处理腔210进行清洗，减少了清洁步骤，提高了清洁效率。

作为上述方案的改进，正压气泵与负压气泵为同一气泵，在不同时间能够分别进行吸气和吹气的功能，此时出气口230与吹气口为同一开口。可以理解的是，这样的设计精简了PCR芯片的结构。

在本发明的一些具体实施例中，芯片主体200内还设置有多个与扩增腔220连通的采集孔221，各采集孔221之间相互独立。

具体地，在扩增腔220的内壁上设置有多个采集孔221，且各采集孔221之间相互独立，通过不直接连通的微通道分别连通于第一容置槽201、第二容置槽202。可以理解的是，此时第一预设位置同样包括有多个子位置，不同子位置处的第一转阀101的阀通道112连通于不同的采集孔221。按照加入到处理腔210中液体的不同，可以先后使得混合后的液体通过各自相对应的子位置处的第一转阀101的阀通道112流入到扩增腔220中，并分别通过期望的采集孔221流入到期望的EP管300中。这样的设计使得PCR芯片能够进行“单样本多指标”检测。

在本发明的一些具体实施例中，采集孔221的孔径朝远离扩增腔220的方向逐渐减小。

具体地，采集孔221呈圆台状，其孔径朝远离扩增腔220的方向逐渐减小。可以理解的是，在这样的设计下，通过采集孔221流入EP管300的液体，在流动过程中会受到采集孔221具有一定倾角的侧壁的引导，同时采集孔221与扩增腔220相接触处的大口径也加速了待测液体的流入速度，提高了检测效率。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。