CN108796038A - 一种核酸一体化检测方法及检测试剂管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种核酸一体化检测方法及检测试剂管，通过在主管内设置多个呈上下布置的分隔塞，并在每个分隔塞上设置液相或固相的疏水层，从而将检测试剂管内的裂解液、清洗液和反应液进行隔离；将样品加入裂解液中进行混匀和裂解,并利用纳米磁珠对样品中的核酸进行提取，然后利用外部磁性体带动纳米磁珠携带核酸沿着检测试剂管内壁上的磁珠通道依次穿过各个疏水层进入清洗液和反应液，实现核酸的清洗和扩增，其中，反应液所需的生物试剂储藏在反应液上方的分隔塞内，最后外部设备通过光学检测实现对样品核酸的检测，从而实现在同一个检测试剂管内进行核酸提取、清洗和扩增反应多个步骤。本发明具有能够减少检测误差和降低操作难度的特点。

Description

一种核酸一体化检测方法及检测试剂管
技术领域
本发明涉及一种核酸检测方法及试剂管，特别是一种核酸一体化检测方法试剂管。
背景技术
实验室核酸检测周期短，灵敏度特异性与培养法相当，目前通常采用核酸检测试剂管来对样本进行核酸检测，现有的核酸检测管通常使用固态的分隔层将裂解液、清洗液和反应液分隔，然后通过加热熔融分隔层，便于磁珠携带核酸穿过分隔层进行相应的操作，但由于核酸对于温度变化较为敏感，为了减少温度变化对核酸的影响，操作人员需要严格控制加热区域，这样就会增加操作难度。同时，由于现有的检测管易受较多因素的干扰(例如温度对于核酸的干扰)，导致现有的检测结果存在较大误差。因此，现有的技术存在着检测误差较大和操作难度大的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种核酸一体化检测方法及检测试剂管。本发明具有能够减少检测误差和降低操作难度的特点。
本发明的技术方案：一种核酸一体化检测方法，通过在检测试剂管内设置多个呈上下布置的分隔塞，并在每个分隔塞上设置液相或固相的疏水层，从而将检测试剂管内的裂解液、清洗液和反应液进行隔离；将样品加入裂解液中进行混匀和裂解,并利用纳米磁珠对样品中的核酸进行提取，然后利用外部磁性体带动纳米磁珠携带核酸沿着检测试剂管内壁上的磁珠通道依次穿过各个疏水层进入清洗液和反应液，实现核酸的清洗和扩增，其中，反应液所需的生物试剂储藏在反应液上方的分隔塞内，最后外部设备通过光学检测实现对样品核酸的检测，从而实现在同一个检测试剂管内进行核酸提取、清洗和扩增反应多个步骤。
前述的一种核酸一体化检测方法中，所述检测管下部设置一个或多个支管，且扩增反应在支管内进行，一簇或多簇纳米磁珠在外部磁性体的作用下，携带着核酸进入一个或多个支管中进行独立反应，从而实现了来自一份样本的核酸同时在一个或多个不同反应体系下进行核酸检测。
前述的一种核酸一体化检测方法中，反应液上方的分隔塞内设有开口朝下的试剂储存腔，试剂储存腔内设有生物试剂，生物试剂保存在载体上，并被试剂储存腔内的疏水密封层密封保护。
前述的一种核酸一体化检测方法中，生物试剂保存在磁性载体上，并被试剂储存腔内的疏水密封层密封保护；需要进行反应时，利用外部磁性体带动生物试剂穿过疏水密封层进入反应液，实现将生物试剂从试剂储存腔内转移至反应液中的目的。
前述的一种核酸一体化检测方法中，生物试剂保存在载体上，并被由热熔物质构成的疏水密封层密封保护；需要进行反应时，通过温控方式加热分隔塞，热熔物质受热融化后使得储存腔内的生物试剂可移出，从而实现将生物试剂从试剂储存腔内转移至反应液中的目的。
核酸一体化检测试剂管，包括主管，主管下端设有一个或多个支管；所述主管内从上往下依次设有裂解区、第一分隔塞、清洗区和第二分隔塞，支管内设有反应区，且第二分隔塞位于支管和主管的连接处，第二分隔塞内设有开口朝下的试剂储存腔，试剂储存腔内设有保存有试剂的载体，试剂储存腔内还设有疏水密封层；所述第一分隔塞和第二分隔塞上均设有液相或固相的疏水层；所述主管内壁上还设有贯通至支管的磁珠通道。
前述的核酸一体化检测试剂管中，所述反应区和/或清洗区内设有可被磁化的混匀装置。
前述的核酸一体化检测试剂管中，所述第一分隔塞包括塞体，塞体上端设有锥形面，锥形面上方设有凸块。
前述的核酸一体化检测试剂管中，所述塞体侧壁设有多个弧形凸面，相邻的弧形凸面之间设有通道。
前述的核酸一体化检测试剂管中，所述第二分隔塞包括分隔板, 分隔板下方设有多个与支管位置相对应的塞子本体，分隔板上端设有凸起；每个塞子本体内均设有试剂储存腔。
与现有技术相比，本发明利用设置在检测试剂管内的多个分隔塞和液相或固相疏水层的相互配合来实现将检测试剂管内裂解液、清洗液和反应液进行分隔，并通过外部磁性体带动纳米磁珠沿着磁珠通道移动，整个纳米磁珠移动过程不需要对检测试剂管进行加热处理，这样不仅可以简化操作，降低操作的难度，而且还能够减少温度对于核酸的干扰，有效提高检测精度，降低误差；同时，将所有反应集中在一个检测试剂管内进行，可以有效避免产生污染和交叉污染，提高检测精度。本发明通过将裂解液和清洗液放置在主管内，将反应液放置在支管内，核酸清洗完成后再分别进入不同的支管内，从而能够保证进入不同支管内的核酸的情况相同，降低干扰，减少检测误差。本发明通过在反应液上方的分隔塞(即第二分隔塞)内设置试剂储存腔，通过液相或固相的疏水层和试剂储存腔内的疏水密封层的相互配合来提供一个干燥环境用于保存生物试剂，从而能够有效避免生物试剂受潮后的稳定性下降，用疏水层作为包裹来提供更好的保存，用磁性或非磁性载体作为生物试剂附着来提供更好的复溶效果，从而可以有效的提高检测精度，降低误差。综上所述，本发明具有能够减少检测误差和降低操作难度的特点。
另外，本发明通过在第二分隔塞内设置试剂储存腔，试剂储存腔内设有热熔物质构成的疏水密封层，通过温控方式实现生物试剂的转移，实现核酸进行分步的洗脱和复溶，便于核酸洗脱的更彻底，从而可以有效的提高样本的利用率，改善核酸扩增反应的效果；
第一分隔塞与试剂管的管壁之间构成用于存放疏水物质的狭窄通道，既能更好的固定第一分隔塞，又能起到良好的隔绝作用。
附图说明
图1是本发明的剖视图；
图2是本发明的侧视图；
图3是第一分隔塞的结构示意图；
图4是第一分隔塞的剖视图；
图5是第二分隔塞的结构示意图；
图6是实施例1中第二分隔塞的剖视图；
图7是实施例2中第二分隔塞的剖视图；
图8是图1中A-A向的剖视图。
附图中的标记为：1-主管，2-支管，3-第一分隔塞，4-第二分隔塞，5-反应区，6-混匀装置，7-试剂储存腔，8-疏水层，9-磁珠通道， 10-裂解区，11-清洗区，12-载体，13-疏水密封层，301-塞体，302- 锥形面，303-凸块，304-凸条，305-通道，306-弧形凸面，307-环形槽，401-分隔板，402-塞子本体，403-凸起。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。一种核酸一体化检测方法，通过在检测试剂管内设置多个呈上下布置的分隔塞，并在每个分隔塞上设置液相或固相的疏水层，从而将检测试剂管内的裂解液、清洗液和反应液进行隔离；将样品加入裂解液中进行混匀和裂解,并利用纳米磁珠对样品中的核酸进行提取，然后利用外部磁性体带动纳米磁珠携带核酸沿着检测试剂管内壁上的磁珠通道依次穿过各个疏水层进入清洗液和反应液，实现核酸的清洗和扩增，其中，反应液所需的生物试剂储藏在反应液上方的分隔塞内，最后外部设备通过光学检测实现对样品核酸的检测，从而实现在同一个检测试剂管内进行核酸提取、清洗和扩增反应多个步骤。
所述检测管下部设置一个或多个支管，反应液位于支管内，扩增反应在支管内进行，一簇或多簇纳米磁珠在外部磁性体的作用下，携带着核酸进入一个或多个支管中进行独立反应，从而实现了来自一份样本的核酸同时在一个或多个不同反应体系下进行核酸检测。并通过在反应液上方设置分隔塞和疏水层，保证进入每个分支管内的核酸状态一致。
反应液上方的分隔塞内设有开口朝下的试剂储存腔，试剂储存腔内设有生物试剂，生物试剂保存在载体上，并被试剂储存腔内的疏水密封层密封保护。
生物试剂保存在磁性载体上，并被试剂储存腔内的疏水密封层密封保护；需要进行反应时，利用外部磁性体带动生物试剂穿过疏水密封层和液相或固相的疏水层进入反应液，实现将生物试剂从试剂储存腔内转移至反应液中的目的。
一种核酸一体化检测试剂管，构成如图1至图6以及图8所示，包括主管1，主管1下端设有一个或多个支管2；所述主管1内从上往下依次设有裂解区10、第一分隔塞3、清洗区11和第二分隔塞4，支管2内设有反应区5，且第二分隔塞4位于支管2和主管1的连接处，第二分隔塞4内设有开口朝下的试剂储存腔7，试剂储存腔内设有保存有试剂的载体12，试剂储存腔7内还设有疏水密封层13；所述第一分隔塞3和第二分隔塞4上均设有液相或固相的疏水层8；所述主管1内壁上还设有贯通至支管2的磁珠通道9。
所述反应区5和/或清洗区11内设有可被磁化的混匀装置6。
裂解区内可以在使用时加入纳米磁珠和可被磁化的混匀装置6。
所述第一分隔塞3包括塞体301，塞体301上端设有锥形面302，锥形面302上方设有凸块303，塞体301下端设有凸条304。
所述塞体301侧壁设有多个弧形凸面306，相邻的弧形凸面306 之间设有通道305。塞体侧面的通道与试剂管侧壁之间构成了一个密闭的狭窄通道，狭窄通道中通过存放疏水物质来分隔上下两层水溶液，这样既保证液体分隔又允许核酸通过；
所述塞体301中部设有一个或多个环形槽307，通过环形槽将塞体分隔成两层或多层。
所述第二分隔塞4包括分隔板401,分隔板401下方设有多个与支管2位置相对应的塞子本体402，分隔板401上端设有凸起403；每个塞子本体402内均设有试剂储存腔7。
所述主管1为上大下小的圆锥形结构，主管1上端直径大于主管 1下端的直径。
所述的试剂储存腔7内设有载体12，载体为磁性载体，生物试剂包裹磁性载体。试剂储存腔7内还填充有疏水密封层。疏水密封层可以热熔物质(如热熔的石蜡)构成。
所述裂解液中使用受外部磁性体控制运动的可被磁化的混匀装置对样品进行混匀。
所述裂解液内设有可被磁化的混匀装置；所述反应液和/或清洗液内设有可被磁化的混匀装置，提升每个区域的混合功能。
所述凸条侧壁上设有弧形突起。所述凸条上设有多个开口向下的空腔，空腔内储存有生物试剂。
所述反应液的反应为PCR或者等温扩增反应。
所述疏水层为液相或固相。液相的疏水层可以为硅油，固相的疏水层可以为能够热熔的石蜡。当纳米磁珠需要穿过固相的疏水层时，加热固相的疏水层使得石蜡处于热熔状态。
多个塞子本体之间设有定位槽，多个分支管之间设有与定位槽相对应的定位凸台；所述定位凸台包括设置在多个分支管之间的锥形凸起，锥形凸起上端设有定位块。
实施例2。一种核酸一体化检测方法，通过在检测试剂管内设置多个呈上下布置的分隔塞，并在每个分隔塞上设置液相或固相的疏水层，从而将检测试剂管内的裂解液、清洗液和反应液进行隔离；将样品加入裂解液中进行混匀和裂解,并利用纳米磁珠对样品中的核酸进行提取，然后利用外部磁性体带动纳米磁珠携带核酸沿着检测试剂管内壁上的磁珠通道依次穿过各个疏水层进入清洗液和反应液，实现核酸的清洗和扩增，其中，反应液所需的生物试剂储藏在反应液上方的分隔塞内，最后外部设备通过光学检测实现对样品核酸的检测，从而实现在同一个检测试剂管内进行核酸提取、清洗和扩增反应多个步骤。
所述检测管下部设置一个或多个支管，反应液位于支管内，扩增反应在支管内进行，一簇或多簇纳米磁珠在外部磁性体的作用下，携带着核酸进入一个或多个支管中进行独立反应，从而实现了来自一份样本的核酸同时在一个或多个不同反应体系下进行核酸检测。并通过在反应液上方设置分隔塞和疏水层，保证进入每个分支管内的核酸状态一致。
反应液上方的分隔塞内设有开口朝下的试剂储存腔，试剂储存腔内设有生物试剂，生物试剂保存在载体上，并被试剂储存腔内的疏水密封层密封保护。
生物试剂保存在(磁性或非磁性)载体上，并被由热熔物质构成的疏水密封层密封保护；需要进行反应时，通过温控方式加热分隔塞，热熔物质受热融化后使得储存腔内的生物试剂可移出，并在依靠载体的重力作用穿过疏水层，从而实现将生物试剂从试剂储存腔内转移至反应液中的目的。
一种核酸一体化检测试剂管，构成如图1至图5以及图7至图8 所示，包括主管1，主管1下端设有一个或多个支管2；所述主管1 内从上往下依次设有裂解区10、第一分隔塞3、清洗区11和第二分隔塞4，支管2内设有反应区5，且第二分隔塞4位于支管2和主管 1的连接处，第二分隔塞4内设有开口朝下的试剂储存腔7，试剂储存腔内设有保存有试剂的载体12，试剂储存腔7内还设有疏水密封层13；所述第一分隔塞3和第二分隔塞4上均设有液相或固相的疏水层8；所述主管1内壁上还设有贯通至支管2的磁珠通道9。
疏水密封层13由热熔物质构成。热熔物质可以为热熔的石蜡。
所述反应区5和/或清洗区11内设有可被磁化的混匀装置6。
裂解区内可以在使用时加入纳米磁珠和可被磁化的混匀装置6。
所述第一分隔塞3包括塞体301，塞体301上端设有锥形面302，锥形面302上方设有凸块303，塞体301下端设有凸条304。
所述塞体301侧壁设有多个弧形凸面306，相邻的弧形凸面306 之间设有通道305。塞体侧面的通道与试剂管侧壁之间构成了一个密闭的狭窄通道，狭窄通道中通过存放疏水物质来分隔上下两层水溶液，这样既保证液体分隔又允许核酸通过；
所述塞体301中部设有一个或多个环形槽307，通过环形槽将塞体分隔成两层或多层。
所述第二分隔塞4包括分隔板401,分隔板401下方设有多个与支管2位置相对应的塞子本体402，分隔板401上端设有凸起403；每个塞子本体402内均设有试剂储存腔7。
所述主管1为上大下小的圆锥形结构，主管1上端直径大于主管 1下端的直径。
所述裂解液中使用受外部磁性体控制运动的可被磁化的混匀装置对样品进行混匀。
所述裂解液内设有可被磁化的混匀装置；所述反应液和/或清洗液内设有可被磁化的混匀装置，提升每个区域的混合功能。
所述凸条侧壁上设有弧形突起。所述凸条上设有多个开口向下的空腔，空腔内储存有生物试剂。
所述反应液的反应为PCR或者等温扩增反应。
所述疏水层为液相或固相。液相的疏水层可以为硅油，固相的疏水层可以为能够热熔的石蜡。当纳米磁珠需要穿过固相的疏水层时，加热固相的疏水层使得石蜡处于热熔状态。
所述的试剂储存腔内设有分隔层。
多个塞子本体之间设有定位槽，多个分支管之间设有与定位槽相对应的定位凸台；所述定位凸台包括设置在多个分支管之间的锥形凸起，锥形凸起上端设有定位块。
磁性载体可以为包括铁珠、磁珠或钢珠等，非磁性载体可以为玻璃珠或胶珠等。
本发明检测试剂管的装配过程：先将反应液放入支管内，然后填充疏水层，再将第二分隔塞放入，将定位块与第二分隔塞的定位槽相配合，然后依次将清洗液、疏水层、第一分隔塞放入主管内，在第一分隔塞上方用石蜡密封，盖上盖子。
本发明的检测过程：将预处理后的样本和裂解液、内标放入检测管裂解区，然后经外部磁性体控制在裂解液中可被磁化的混匀装置对样品进行混匀，将样品进行裂解，核酸释放，使得纳米磁珠吸附核酸，完成核酸的提取；随后，通过外部磁性体带动纳米磁珠携带核酸沿着磁珠通道向下移动穿过疏水层至清洗液中进行清洗，随后，继续使用外部磁性体带动纳米磁珠携带核酸沿着磁珠通道向下移动穿过疏水层至反应液中进行反应，从而将核酸洗脱，通过磁控方式或温控方式将携带生物试剂的磁性载体从试剂储存腔内转移至反应液中，生物试剂在反应液中溶入和混匀，再与核酸发生扩增反应，最后外部设备通过光学检测实现对样品核酸的检测，从而实现在同一个检测试剂管内进行核酸提取、清洗、洗脱和扩增反应多个步骤。

Claims (10)

1.一种核酸一体化检测方法，其特征在于：通过在检测试剂管内设置多个呈上下布置的分隔塞，并在每个分隔塞上设置液相或固相的疏水层，从而将检测试剂管内的裂解液、清洗液和反应液进行隔离；将样品加入裂解液中进行混匀和裂解,并利用纳米磁珠对样品中的核酸进行提取，然后利用外部磁性体带动纳米磁珠携带核酸沿着检测试剂管内壁上的磁珠通道依次穿过各个疏水层进入清洗液和反应液，实现核酸的清洗和扩增，其中，反应液所需的生物试剂储藏在反应液上方的分隔塞内，最后外部设备通过光学检测实现对样品核酸的检测，从而实现在同一个检测试剂管内进行核酸提取、清洗和扩增反应多个步骤。
2.根据权利要求1所述的一种核酸一体化检测方法，其特征在于：所述检测管下部设置一个或多个支管，且扩增反应在支管内进行，一簇或多簇纳米磁珠在外部磁性体的作用下，携带着核酸进入一个或多个支管中进行独立反应，从而实现了来自一份样本的核酸同时在一个或多个不同反应体系下进行核酸检测。
3.根据权利要求1所述的一种核酸一体化检测方法，其特征在于：反应液上方的分隔塞内设有开口朝下的试剂储存腔，试剂储存腔内设有生物试剂，生物试剂保存在载体上，并被试剂储存腔内的疏水密封层密封保护。
4.根据权利要求3所述的一种核酸一体化检测方法，其特征在于：生物试剂保存在磁性载体上，并被试剂储存腔内的疏水密封层密封保护；需要进行反应时，利用外部磁性体带动生物试剂穿过疏水密封层进入反应液，实现将生物试剂从试剂储存腔内转移至反应液中的目的。
5.根据权利要求3所述的一种核酸一体化检测方法，其特征在于：生物试剂保存在载体上，并被由热熔物质构成的疏水密封层密封保护；需要进行反应时，通过温控方式加热分隔塞，热熔物质受热融化后使得储存腔内的生物试剂可移出，从而实现将生物试剂从试剂储存腔内转移至反应液中的目的。
6.实现权利要求1至5中任一项权利要求所述的一种核酸一体化检测方法的检测试剂管，其特征在于：包括主管(1)，主管(1)下端设有一个或多个支管(2)；所述主管(1)内从上往下依次设有裂解区(10)、第一分隔塞(3)、清洗区(11)和第二分隔塞(4)，支管(2)内设有反应区(5)，且第二分隔塞(4)位于支管(2)和主管(1)的连接处，第二分隔塞(4)内设有开口朝下的试剂储存腔(7)，试剂储存腔(7)内设有保存有试剂的载体(12)，试剂储存腔(7)内还设有疏水密封层(13)；所述第一分隔塞(3)和第二分隔塞(4)上均设有液相或固相的疏水层(8)；所述主管(1)内壁上还设有贯通至支管(2)的磁珠通道(9)。
7.根据权利要求6所述的核酸一体化检测试剂管，其特征在于：所述反应区(5)和/或清洗区(11)内设有可被磁化的混匀装置(6)。
8.根据权利要求6所述的核酸一体化检测试剂管，其特征在于：所述第一分隔塞(3)包括塞体(301)，塞体(301)上端设有锥形面(302)，锥形面(302)上方设有凸块(303)。
9.根据权利要求8所述的核酸一体化检测试剂管，其特征在于：所述塞体(301)侧壁设有多个弧形凸面(306)，相邻的弧形凸面(306)之间设有通道(305)。
10.根据权利要求6所述的核酸一体化检测试剂管，其特征在于：所述第二分隔塞(4)包括分隔板(401),分隔板(401)下方设有多个与支管(2)位置相对应的塞子本体(402)，分隔板(401)上端设有凸起(403)；每个塞子本体(402)内均设有试剂储存腔(7)。
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