CN107815408B - 采用等温扩增方式的核酸分析装置 - Google Patents

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Abstract

采用等温扩增方式的核酸分析装置包括一槽体、一流体输送单元、一温度控制单元、一旋转驱动单元及至少一光学单元。槽体包括安装于其内的一卡匣，流体输送单元与槽体连接，并适于输送卡匣内的试剂，以进行试样纯化及/或核酸萃取。温度控制单元设置于槽体内，并适于提供一预设温度，以进行核酸扩增。旋转驱动单元与槽体连接，并适于以预设程序旋转卡匣。至少一光学单元设置于槽体上，并包括多个光学元件，以进行检测。

Description

采用等温扩增方式的核酸分析装置
技术领域
本发明涉及一种核酸分析装置，尤其涉及一种采用等温扩增方式的核酸分析装置。
背景技术
即时就地照护(Point of Care,POC)试验是一种在中心医疗院所或实验室以外所进行的分析方法，且采用可即时判读结果的装置来进行。因为全球化趋势造成新的或再现传染病的爆发，且加快了其从流行性变成大流行性(epidemic-to-pandemic)的速度，而面对这样的威胁，在前线临床处置的去中心化诊断试验将有助于及早执行公共卫生事件的应变，以减轻事件的严重性。在开发中国家，由于临床实验室基础设施的缺乏及经费限制，诊断不易更加重了高度传染病的负担，若能借助POC试验当有助于改善此情况。
虽然微生物培养、显微镜检及代谢生化试验仍在某些情境下使用，现今大部分的POC装置及分析发展趋势多采用不同形式的聚合酶连锁反应(polymerase chainreaction,PCR)方法，例如巢式PCR(nested PCR)、即时PCR(real-time PCR)及数码PCR(digital PCR)。PCR是一种由酵素驱动的过程，用以在体外扩增小片段的DNA，通过循环产生不同温度来进行DNA复制的重复步骤，包括解离(denaturation)、黏合(annealing)及延伸(elongation)，进而产生数百万拷贝数的DNA。然而，尽管PCR化学相当简单且扩增能力强大，但反应中必须精准的热循环控制在二或三种温度区间的需求，仍是PCR发展用于POC诊断时一种无法避免的缺点。
上述PCR反应的限制刺激了另一种替代的等温扩增(isothermal amplification)方式的发展。等温扩增无须采用热循环控制，而是仰赖利用体内DNA/RNA合成机制的蛋白质，并由酵素活性主导。因此，微小化的等温系统具有设计简单及能量消耗低的优点。目前有多种分析复杂度(多种酵素或引子)、检测灵敏度及专一性可接受的等温扩增方式被发展出来，包括核酸序列依赖性扩增技术(nucleic acid sequence-based amplification,NASBA)、链置换扩增技术(strand displacement amplification,SDA)、解旋酶扩增技术(helicase-dependent amplification,HAD)、环型等温扩增技术(loop-mediatedisothermal amplification,LAMP)、重组酶聚合酶扩增技术(recombinase polymeraseamplification,RPA)、及切口酶扩增技术(nicking enzyme amplification reaction,NEAR)。
由于等温扩增是一种相对较新的方法，目前等温扩增的平台设计仍落后于其生化技术发展。由于等温扩增对于试样的纯化度具有较高的容忍度，市场上大部分的等温平台着眼于创造具有稳定温度的环境及具有中高通量(throughput)的检测方法，然而，试样制备皆利用外部设备或手动操作来进行。另一方面，随着同时检测多个目标的需求增加，多重化(multiplexing)能力也是等温扩增方式的POC平台所不可避免的。然而，目前市面上并没有全功能整合式(all-in-one)的平台可以利用等温扩增方式来检测多个目标。
因此，为了改善现有技术的缺失，实有必要提供一种采用等温扩增方式且为全功能整合式的核酸分析装置。
发明内容
本发明的一实施例的目的在于提供一种采用等温扩增方式且为全功能整合式的核酸分析装置，使得试样纯化、核酸萃取、核酸扩增及/或核酸分析等流程可在此全功能整合式的装置上进行，以实现即时核酸分析。
本发明的一实施例的另一目的在于提供一种核酸分析装置，其采用等温扩增方式，且可检测多个目标。
为达上述目的，本发明的一实施例提供一种采用等温扩增方式的核酸分析装置，包括一槽体、一流体输送单元、一温度控制单元、一旋转驱动单元及至少一光学单元。槽体包括安装于其内的一卡匣，流体输送单元与槽体连接，并适于输送卡匣内的试剂，以进行试样纯化及/或核酸萃取。温度控制单元设置于槽体内，并适于提供一预设温度，以进行核酸扩增。旋转驱动单元与槽体连接，并适于以一预设程序旋转卡匣。至少一光学单元设置于槽体上，并包括多个光学元件，以进行检测。
在一实施例中，槽体可被开启，且包括一顶部槽体及一底部槽体。
在一实施例中，卡匣安装于底部槽体的一腔室中。
在一实施例中，核酸分析装置还包括至少一固定元件，且在试样纯化及/或核酸萃取期间，卡匣通过至少一固定元件锁固于槽体上，以紧密接触流体输送单元。
在一实施例中，固定元件包括一扣件，且卡匣包括一卡扣槽，其可与扣件相卡合。
在一实施例中，槽体还包括一松脱致动器，用以解除卡匣的锁固状态。
在一实施例中，卡匣包括一检测晶片及一试剂储存本体，且检测晶片设置于试剂储存本体的顶部。
在一实施例中，检测晶片包括一平面型流体晶片，其包括多个检测槽及连接检测槽的至少一微流道。
在一实施例中，每一检测槽具有至少一平面。
在一实施例中，检测晶片的形状大致上为正多边形。
在一实施例中，槽体包括至少一定位件，检测晶片包括至少一对位槽，其可与槽体上的至少一定位件相对位。
在一实施例中，试剂储存本体包括多个试剂槽，其储存用于试样纯化及核酸萃取的试剂。
在一实施例中，检测晶片还包括设于其顶面的至少一开口，用于加入试样。
在一实施例中，温度控制单元包括一加热器、一散热器及多个扇叶。
在一实施例中，扇叶安装于旋转驱动单元上并由旋转驱动单元所驱动，且扇叶旋转产生流向散热器的气流，以加速槽体内的热混合。
在一实施例中，旋转驱动单元包括一步进马达，以旋转卡匣一预设角度。
在一实施例中，旋转驱动单元包括一卡匣夹具，用以于核酸扩增及检测期间夹持并旋转卡匣。
在一实施例中，卡匣夹具包括一磁力件，且卡匣包括一包埋的磁性物，磁力件与磁性物间的磁力会致使卡匣往卡匣夹具移动。
在一实施例中，光学单元包括一光源及一光检测器。
在一实施例中，核酸分析装置包括多个光学单元，其中每一光学单元提供独特颜色的光，以检测多个目标。
本发明提供的核酸分析装置的优点和有益效果在于：本发明实施例提供一种全功能整合式(all-in-one)的核酸分析装置，其采用等温扩增方式，并将流体输送单元、温度控制单元、旋转驱动单元及光学单元整合在单一装置上，使得试样纯化、核酸萃取、核酸扩增及核酸分析等流程可在此全功能整合式的装置上进行，以实现即时核酸分析，因此，本发明实施例的核酸分析装置提供了简便且快速的核酸分析。再者，通过多重检测槽及多重光学单元的排列设置，使得多重化核酸分析及多重颜色的多重化检测皆可被达成。此外，由于温度控制单元显著简化，使得核酸分析装置可小巧化设计，因而便于携带且适合用于POC诊断，也降低了核酸分析的成本。又，核酸分析装置具有可接受的灵敏度与专一性，以及弹性的检测通量。
附图说明
图1为本发明实施例的核酸分析装置示意图。
图2为图1槽体开启的核酸分析装置。
图3为卡匣与底部槽体间的锁固与松脱机制。
图4及图5为不同角度的卡匣。
图6为核酸分析装置的槽体内部结构。
图7为旋转驱动单元、卡匣及光学单元的结构。
图8为核酸分析装置的操作流程图。
附图标记说明：
1：槽体
11：顶部槽体
12：底部槽体
121：腔室
13：铰链
14：扣件
141：卡勾部
15：松脱环
151：凸部结构
16：松脱致动器
17：定位件
2：流体输送单元
3：温度控制单元
31：加热器
32：散热器
33：扇叶
4：旋转驱动单元
41：卡匣夹具
411：磁力件
5：光学单元
51：光源
52：光检测器
6：卡匣
61：卡扣槽
62：检测晶片
621：检测槽
622：微流道
623：对位槽
624：开口
63：试剂储存本体
631：试剂槽
632：开口
64：磁性物
具体实施方式
体现本发明特征与优点的一些实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上为说明之用，而非用以限制本发明。
本发明实施例提供一种采用等温扩增方式的核酸分析装置。具体而言，本发明实施例提供一种全功能整合式(all-in-one)的核酸分析装置，其采用等温扩增方式，并将流体输送单元、温度控制单元、旋转驱动单元及/或光学单元等整合在单一装置上，使得试样纯化、核酸萃取、核酸扩增及核酸分析等流程可在此全功能整合式的装置上进行，以实现即时核酸分析。
图1为本发明实施例的核酸分析装置示意图，图2为图1的核酸分析装置，其中核酸分析装置成开启状态，且卡匣自核酸分析装置中移出。如图1及图2所示，核酸分析装置100包括一槽体1、一流体输送单元2、一温度控制单元3、一旋转驱动单元4及至少一光学单元5。槽体1可被开启，以安装一卡匣6于其中。流体输送单元2与槽体1连接，并适于输送卡匣6内的试剂，以进行试样纯化及/或核酸萃取。温度控制单元3设置于槽体1内，并适于提供一预设温度，以进行核酸扩增。旋转驱动单元4与槽体1连接，且适于以一预设程序在槽体1内旋转卡匣6，在一实施例中，旋转驱动单元4可夹持卡匣6。至少一光学单元5设置于槽体1上，并包括多个光学元件，以进行检测，例如核酸检测或取样反应检测。
在一实施例中，槽体1包括一顶部槽体11及一底部槽体12。顶部槽体11与底部槽体12通过一铰链(hinge)13连接，但不以此为限。底部槽体12具有一腔室121，特别设计用以安装卡匣6于其中。顶部槽体11可被开启，使得卡匣6可放置于底部槽体12的腔室121中，当顶部槽体11关闭后，槽体1内便形成一封闭空间。
在一实施例中，槽体1的形状可为但不限于圆柱状、球状、立方体、圆锥体或橄榄状，且槽体1可由但不限于金属、陶瓷、聚合物、高分子化合物、木材、玻璃、或其他可提供良好热隔绝的材质所制成。
底部槽体12通过管件或流道与流体输送单元2连接，当卡匣6安装于底部槽体12中，卡匣6会被锁固且与流体输送单元2紧密接触，以避免泄漏。举例来说，卡匣6可通过至少一固定元件锁固于底部槽体12，其中固定元件可包括一扣件(clip)，但不以此为限。
图3为卡匣与底部槽体间的锁固与松脱机制。如图2及图3所示，卡匣6的柱状本体上包括至少一卡扣槽61，而底部槽体12包括至少一扣件14、一松脱环15及一松脱致动器16。扣件14的底部固定，且顶部具有一卡勾部141。扣件14可由聚合物或具有弹性的金属片所构成。当卡匣6放置于底部槽体12的腔室121中时，使用者只要下压卡匣6，即可使扣件14的卡勾部141与卡匣6的卡扣槽61相卡合及锁固，借此使得卡匣6与流体输送单元2紧密接触。松脱环15环绕卡匣6的柱状本体，且抵靠于卡勾部141的底面。松脱环15可滑动一段距离，且连接于松脱致动器16，例如电磁阀致动器。当要松脱卡匣6时，只要触发松动致动器16去拉引松脱环15，便可使松脱环15上的凸部结构151推抵扣件14，以将卡勾部141与卡扣槽61分离，进而使卡匣6松脱。
在一实施例中，扣件14可由使用者手动操作，或是由装置依据指令进行自动化操作。当然，锁固与松脱机制不限于上述的扣件14，亦可为其他可锁固与松脱卡匣6的固定元件。
图4及图5为不同角度的卡匣。如图4及图5所示，卡匣6包括一检测晶片62及一试剂储存本体63，且检测晶片62设置于试剂储存本体63的顶部。在一实施例中，检测晶片62包括一平面型流体晶片，检测晶片62包括多个检测槽621及连接检测槽621的至少一微流道622。在一实施例中，检测槽621内有供核酸扩增及检测的试剂。举例来说，检测槽621可涂布供核酸扩增及/或检测的试剂，例如包括不同萤光染料的试剂。
检测槽621的数量并不受限，且可多达40甚至更多个槽，故本发明装置可进行多重化(multiplexing)的核酸分析。在一实施例中，检测晶片62的形状大致上为正多边形，使得检测晶片62具有多个呈平面的侧面，可与光学单元5呈直线排列而有助于光线聚焦。当然，检测晶片62的形状不限于正多边形，其可为圆形或其他形状，因为通过光学单元5的光学元件的排列，亦可使光线聚焦于检测槽621中的试样中。
承上，在一实施例中，检测晶片62还包括至少一对位槽623，且底部槽体12还包括至少一定位件17(如图2所示)，定位件17例如包括一定位销。当卡匣6放置于底部槽体12的腔室121中时，利用卡匣6的对位槽623对位于底部槽体12的定位件17，例如一定位销，可有助于卡匣6更容易装载，且通过此对位，卡匣6即可经由底部槽体12的流道或管件而与流体输送单元2自行对位，且每一光学单元5会与检测槽621其中之一呈直线排列。在一实施例中，每一检测槽621具有至少一平面。举例来说，检测槽621的形状可为矩形，且在核酸检测过程中，检测槽621具有一平面与光学单元5的光源51呈直线排列，以及另一平面与光学单元5的光检测器52呈直线排列。
试剂储存本体63包括多个试剂槽631，其储存用于试样纯化及/或核酸萃取的试剂。试剂储存本体63亦包括多个流道，其连接于试剂槽631以供流体输送。在一实施例中，试剂储存本体63可为但不限于圆柱状本体。试剂储存本体63还包括设于试剂储存本体63底面的多个开口632，且开口632通过流道而于试剂槽631相连通。开口632的形状可为但不限于圆形、线型、或其他规则或不规则形状。
检测晶片62还包括设于检测晶片62顶面的至少一开口624，且开口624与试剂储存本体63的至少一试剂槽631对位及连通，用于加入试样于卡匣6中。
流体输送单元2与卡匣6同时运作，以进行试样纯化、核酸萃取及流体输送，进而实现全自动装置。流体输送单元2类似于本发明申请人于2016年7月22日申请的中国专利申请案号201610585589.5(主张新加坡专利申请案号10201605723Y的优先权，申请日为2016年7月13日)所述的流体整合模块，且前述申请发明全体内容并于此作为公开内容且不再于此赘述。简要来说，本发明实施例的流体输送单元2包括中国专利申请案号201610585589.5所述的流体岐管部、旋转阀定子、旋转阀转子、旋转阀壳体及流体源。流体岐管部具有多个微管道，经由卡匣6底部开口632而与卡匣6的试剂槽631连接。由于旋转阀定子及旋转阀转子上的穿孔及/或沟槽在旋转阀转子转动时有对应的对位关系，故当旋转阀转子转动至不同位置时，即可实现多重流体路径的切换，进而调控卡匣6的流体运作。因此，储存于卡匣6中的试剂便可通过流体输送单元2的帮浦提供的气压而输送到欲输送的位置，进而自动化地执行试样纯化及核酸萃取流程。当然，流体输送单元不限于上述的设计，任何其他形式的流体输送单元，只要能够实现卡匣6内多重流体输送及路径切换功能，皆不脱离本发明公开的范围。
图6为核酸分析装置的槽体内部结构，其中流体输送单元2被移除且槽体1及旋转驱动单元4的轮廓以虚线表示，以更清楚显示槽体1内部结构。如图2及图6所示，温度控制单元3包括一加热器31、一散热器32及多个扇叶33。散热器32包括多个散热片，环绕加热器31设置并安装于加热器31上，使得加热器31产生的热能可快速散布。扇叶33安装于旋转驱动单元4上并由旋转驱动单元4所驱动，且扇叶33旋转产生流向散热器32的气流，以加速封闭槽体1内的热混合。
由于本发明实施例的核酸分析装置100设计用于以等温方式进行的核酸扩增，故只需要一固定温度，而无须进行三个不同温度区间的热循环控制，因此，温度控制单元3可显著简化。此外，核酸分析装置100设计为具有良好的热隔绝，可使得内部温度易于维持。一旦槽体1处于均一的温度环境，则从检测槽621及试样流向环境的热散失即可被最小化，且在核酸扩增及检测流程中，无论卡匣6是在转动或静止状态，整个封闭槽体1及每个检测槽621中的试样都具有大致相同的温度。
温度控制单元3于操作过程中提供槽体1内部所需的温度，其中温度控制不受检测槽621的数量及形状影响。在一实施例中，温度控制单元3还包括一温度感测器，用以控制温度的准确度。
在一实施例中，温度控制单元3以非接触方式对试样进行加热，例如热空气对流、热散逸、红外线加热、微波加热及激光加热，但不以此为限。
在一实施例中，温度控制单元3包括可分离的加热器，其可在扩增期间接触检测槽621，以达到优良热传导的目的，且加热器可在必要时从卡匣6上移除，使得卡匣6可进行转动。
旋转驱动单元4安装于顶部槽体11上。旋转驱动单元4可为但不限于马达，且其亦可为电磁装置、手动操作、弹簧、发条装置或其他元件，并可夹持且以预设角度旋转卡匣6，以及依序使每一检测槽621通过并对位于每一光学单元5。在一实施例中，旋转驱动单元4包括一步进马达，可以不同模式驱动扇叶33及卡匣6的旋转。
图7为旋转驱动单元4、卡匣6及光学单元5的结构。如图2及图7所示，旋转驱动单元4还包括一卡匣夹具41，用以夹持并旋转卡匣6。一旦卡匣6被夹持，即可由旋转驱动单元4驱动而于槽体1内旋转。有多种机制可实现卡匣6的夹持与松脱。在一实施例中，卡匣夹具41包括一磁力件411，磁力件411例如包括一磁铁，而卡匣6在制造过程中可于检测晶片62中包埋一磁性物64，磁性物64例如包括一铁片。当卡匣6由扣件14锁固时，卡匣6顶面与卡匣夹具41之间存在有约0.5mm至3mm的微小间隙，且在此情况下，旋转驱动单元4仅驱动扇叶33的旋转。而一旦卡匣6与扣件14松脱，磁力件411与磁性物64间的磁力会致使卡匣6往卡匣夹具41移动，使得卡匣6被旋转驱动单元4的卡匣夹具41所夹持及固定，因此卡匣6可在核酸扩增及检测期间在槽体1中自由旋转，且卡匣6底面与流体输送单元2之间存在有一微小间隙。
在其他实施例中，卡匣夹具41亦可为电磁装置、螺丝、螺帽、压配部件(pressfitted parts)、摩擦部件(frictional parts)、握件(grip)、钳子(pincer)、环氧树脂(epoxy)、化学键结(chemical bonding)或其他形式，只要其能依据请求夹持卡匣6即可。
在本发明的一实施例中，核酸分析装置100包括多个光学单元5。光学单元5包括如光源、透镜、滤镜及光检测器等光学元件，以实现光学检测，使得试样在核酸扩增期间可被即时检测。如图6及图7所示，光学单元5包括至少一光源51及至少一光检测器52。光源51，例如包括发光二极管(light emitting diode,LED)，包埋于槽体1中，且在操作过程中，每一光源51会与卡匣6的检测槽621其中之一对位，以提供有效光源进行检测。一旦卡匣6被夹持，光检测器52，例如包括光电二极管(photodiode)，会与卡匣6的检测槽621其中之一呈直线排列，以进行检测并取得分析结果。卡匣6的旋转可使每一检测槽621依序通过不同的光学单元5，在本发明的一实施例中，每一光学单元5可提供一独特颜色的光，借此提供不同颜色的光进行萤光检测，使核酸分析装置100可同时检测多个目标并实现多重化检测(multiplexing detection)。
在一实施例中，核酸分析装置100包括一控制器，以控制流体输送单元2、温度控制单元3、旋转驱动单元4及光学单元5的操作。在一实施例中，控制器亦可控制扣件14的松脱。
由于采用等温扩增方式，使得温度控制单元3可显著简化，也因此使得核酸分析装置100可小巧化设计，甚至小于一般茶杯。在一实施例中，核酸分析装置100的高度介于100mm至120mm之间，宽度介于80mm至100mm之间。由于核酸分析装置100为茶杯尺寸，故便于携带且适合用于POC诊断。
由于核酸分析装置100针对等温扩增所设计，可用于进行所有的等温扩增方法，例如核酸序列依赖性扩增技术(nucleic acid sequence-based amplification,NASBA)、链置换扩增技术(strand displacement amplification,SDA)、解旋酶扩增技术(helicase-dependent amplification,HAD)、环型等温扩增技术(loop-mediated isothermalamplification,LAMP)、重组酶聚合酶扩增技术(recombinase polymeraseamplification,RPA)、及切口酶扩增技术(nicking enzyme amplification reaction,NEAR)。
图8为核酸分析装置的操作流程图，其中粗线箭头指出操作流程，白色方框表示多个主要作动，白色菱形框显示完成操作的主要步骤，灰框表示装置的核心硬件组件，由控制器至核心硬件组件的通信以虚线箭头标示，由核心硬件组件产生预设功能的反应则由细线箭头标示。核酸分析装置100的操作流程将配合图1至图8说明如下。
第一步骤执行手动操作。核酸分析装置100的顶部槽体11被开启。试样经由检测晶片62的开口624加入卡匣6中，其中，用于试样纯化及核酸萃取的试剂已预先加入试剂储存本体63的试剂槽631中。在试样加入卡匣6后，卡匣6即被装载于底部槽体12中，且一旦卡匣6放置于底部槽体12的腔室121中时，底部槽体12上的定位件17可协助卡匣6与流体输送单元2自行对位。此外，通过下压卡匣6，可使扣件14锁固卡匣6并使卡匣6紧密接触流体输送单元2。接着关闭顶部槽体11以进行试样处理。
第二步骤执行试样纯化及核酸萃取。在此步骤中，试样处理程序在卡匣6中进行，且如生化缓冲液等试剂借助流体输送单元2输送至欲输送的位置。在试样纯化及核酸萃取完成后，具有萃取核酸的试样便被输送到卡匣6的检测槽621，以进行后续的核酸扩增及检测。
第三步骤由温度控制单元3对槽体1进行加热。在此步骤中，加热器31被启动以提供温度控制功能。旋转驱动单元4驱动扇叶33的旋转，以调和槽体1内部的温度，并产生流向散热器32的气流，以加速封闭槽体1内的热混合。此外，温度感测器可监控试样温度。
第四步骤执行核酸扩增及核酸检测。当试样温度达到预设值时，扇叶33便停止转动且扣件14被解除锁固状态以松脱卡匣6，在此同时，加热器31仍持续运作以维持温度。接着，卡匣夹具41将卡匣6夹持住，且开始进行等温扩增。一旦卡匣6被夹持，卡匣6即可由旋转驱动单元4驱动而在槽体1内旋转。卡匣6可旋转一特定角度，使得检测槽621与光学单元5对位并静止一小段时间(例如200毫秒)以进行检测。借此，每一检测槽621可通过具有不同颜色的一系列光源，且发射光可被光检测器52(例如光电二极管)所检测。
检测完成后，将检测结果经由USB或网路传送至云端或数码装置，例如个人电脑、平板或智能手机，并开启槽体1以将卡匣6丢弃。
在上述实施例中，卡匣6示范为一对一卡匣，亦即每次检测一个试样。然而，在另一实施例中，卡匣6可为多对一卡匣，亦即每次检测多个(例如X个)试样。举例来说，检测晶片62可包括多个开口624，用以加入多个不同试样于卡匣6中，以具有弹性通量(1～X)且不增加硬件成本。
综上所述，本发明实施例提供一种全功能整合式(all-in-one)的核酸分析装置，其采用等温扩增方式，并将流体输送单元、温度控制单元、旋转驱动单元及光学单元整合在单一装置上，使得试样纯化、核酸萃取、核酸扩增及核酸分析等流程可在此全功能整合式的装置上进行，以实现即时核酸分析，因此，本发明实施例的核酸分析装置提供了简便且快速的核酸分析。再者，通过多重检测槽及多重光学单元的排列设置，使得多重化核酸分析及多重颜色的多重化检测皆可被达成。此外，由于温度控制单元显著简化，使得核酸分析装置可小巧化设计，因而便于携带且适合用于POC诊断，也降低了核酸分析的成本。又，核酸分析装置具有可接受的灵敏度与专一性，以及弹性的检测通量。
纵使本发明已由上述实施例详细叙述而可由本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求书所欲保护的范围。

Claims (31)

1.一种采用等温扩增方式的核酸分析装置，包括：
一槽体，包括安装于其内的一卡匣；
一流体输送单元，与该槽体连接，并于试样纯化及/或核酸萃取期间与该卡匣紧密接触，适于输送该卡匣内的试剂；
一温度控制单元，设置于该槽体内，并适于提供一预设温度，以进行核酸扩增；
一旋转驱动单元，与该槽体连接，并包括一卡匣夹具，适于于核酸扩增及/或检测期间夹持该卡匣，使该卡匣与该流体输送单元之间存在一间隙，进而使该旋转驱动单元以一预设程序旋转该卡匣；以及
至少一光学单元，设置于该槽体上，并包括多个光学元件，以进行检测；
其中该槽体包括一扣件及一松脱致动器，该卡匣包括一卡扣槽，其可与该扣件相卡合，在试样纯化及/或核酸萃取期间，该卡匣通过该扣件锁固于该槽体上，以紧密接触该流体输送单元，且该松脱致动器于核酸扩增及/或检测期间解除该卡匣的锁固状态。
2.如权利要求1所述的核酸分析装置，其中该槽体可被开启，且包括一顶部槽体及一底部槽体。
3.如权利要求2所述的核酸分析装置，其中该卡匣安装于该底部槽体的一腔室中。
4.如权利要求1所述的核酸分析装置，其中该卡匣包括一检测晶片及一试剂储存本体，且该检测晶片设置于该试剂储存本体的顶部。
5.如权利要求4所述的核酸分析装置，其中该检测晶片包括一平面型流体晶片，其包括多个检测槽及连接该检测槽的至少一微流道。
6.如权利要求5所述的核酸分析装置，其中每一该检测槽具有至少一平面。
7.如权利要求4所述的核酸分析装置，其中该检测晶片的形状大致上为正多边形。
8.如权利要求4或7所述的核酸分析装置，其中该槽体包括至少一定位件，该检测晶片包括至少一对位槽，其可与该槽体上的该至少一定位件相对位。
9.如权利要求4所述的核酸分析装置，其中该试剂储存本体包括多个试剂槽，其储存用于试样纯化及核酸萃取的试剂。
10.如权利要求4所述的核酸分析装置，其中该检测晶片还包括设于其顶面的至少一开口，用于加入试样。
11.如权利要求1所述的核酸分析装置，其中该温度控制单元包括一加热器、一散热器及多个扇叶。
12.如权利要求11所述的核酸分析装置，其中该扇叶安装于该旋转驱动单元上并由该旋转驱动单元所驱动，且该扇叶旋转产生流向该散热器的气流，以加速该槽体内的热混合。
13.如权利要求1所述的核酸分析装置，其中该旋转驱动单元包括一步进马达，以旋转该卡匣一预设角度。
14.如权利要求1所述的核酸分析装置，其中该光学单元包括一光源及一光检测器。
15.如权利要求1所述的核酸分析装置，其中该核酸分析装置包括多个光学单元，其中多个所述光学单元提供的光的颜色各不相同，以检测多个目标。
16.一种采用等温扩增方式的核酸分析装置，包括：
一槽体，包括安装于其内的一卡匣；
一流体输送单元，与该槽体连接，并于试样纯化及/或核酸萃取期间与该卡匣紧密接触，适于输送该卡匣内的试剂；
一温度控制单元，设置于该槽体内，并适于提供一预设温度，以进行核酸扩增；
一旋转驱动单元，与该槽体连接，并包括一卡匣夹具，该卡匣夹具包括一磁力件，且该卡匣包括一包埋的磁性物，该磁力件与该磁性物间的磁力会致使该卡匣往该卡匣夹具移动，适于于核酸扩增及/或检测期间夹持该卡匣，使该卡匣与该流体输送单元之间存在一间隙，进而使该旋转驱动单元以一预设程序旋转该卡匣；以及
至少一光学单元，设置于该槽体上，并包括多个光学元件，以进行检测。
17.如权利要求16所述的核酸分析装置，其中该槽体可被开启，且包括一顶部槽体及一底部槽体。
18.如权利要求17所述的核酸分析装置，其中该卡匣安装于该底部槽体的一腔室中。
19.如权利要求16所述的核酸分析装置，其中该卡匣包括一检测晶片及一试剂储存本体，且该检测晶片设置于该试剂储存本体的顶部。
20.如权利要求19所述的核酸分析装置，其中该检测晶片包括一平面型流体晶片，其包括多个检测槽及连接该检测槽的至少一微流道。
21.如权利要求20所述的核酸分析装置，其中每一该检测槽具有至少一平面。
22.如权利要求19所述的核酸分析装置，其中该检测晶片的形状大致上为正多边形。
23.如权利要求19或22所述的核酸分析装置，其中该槽体包括至少一定位件，该检测晶片包括至少一对位槽，其可与该槽体上的该至少一定位件相对位。
24.如权利要求19所述的核酸分析装置，其中该试剂储存本体包括多个试剂槽，其储存用于试样纯化及核酸萃取的试剂。
25.如权利要求19所述的核酸分析装置，其中该检测晶片还包括设于其顶面的至少一开口，用于加入试样。
26.如权利要求16所述的核酸分析装置，其中该温度控制单元包括一加热器、一散热器及多个扇叶。
27.如权利要求26所述的核酸分析装置，其中该扇叶安装于该旋转驱动单元上并由该旋转驱动单元所驱动，且该扇叶旋转产生流向该散热器的气流，以加速该槽体内的热混合。
28.如权利要求16所述的核酸分析装置，其中该旋转驱动单元包括一步进马达，以旋转该卡匣一预设角度。
29.如权利要求16所述的核酸分析装置，其中该光学单元包括一光源及一光检测器。
30.如权利要求16所述的核酸分析装置，其中该核酸分析装置包括多个光学单元，其中多个所述光学单元提供的光的颜色各不相同，以检测多个目标。
31.一种采用等温扩增方式的核酸分析装置，包括：
一槽体，包括安装于其内的一卡匣；
一流体输送单元，与该槽体连接，并于试样纯化及/或核酸萃取期间与该卡匣紧密接触，适于输送该卡匣内的试剂；
一温度控制单元，设置于该槽体内，并适于提供一预设温度，以进行核酸扩增；
一旋转驱动单元，与该槽体连接，并包括一卡匣夹具，该卡匣夹具包括一磁力件，且该卡匣包括一包埋的磁性物，该磁力件与该磁性物间的磁力会致使该卡匣往该卡匣夹具移动，适于于核酸扩增及/或检测期间夹持该卡匣，使该卡匣与该流体输送单元之间存在一间隙，进而使该旋转驱动单元以一预设程序旋转该卡匣；以及
至少一光学单元，设置于该槽体上，并包括多个光学元件，以进行检测；
其中该槽体包括一扣件及一松脱致动器，该卡匣包括一卡扣槽，其可与该扣件相卡合，在试样纯化及/或核酸萃取期间，该卡匣通过该扣件锁固于该槽体上，以紧密接触该流体输送单元，且该松脱致动器于核酸扩增及/或检测期间解除该卡匣的锁固状态。
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