猪内脏组织活体采样并进行核酸提取的装置
技术领域:
本发明涉及一种对动物组织进行侵入性操作来获取组织样品并从该样品中提取核酸的装置,特别是用于猪内脏组织活体采样并进行核酸提取的装置。
背景技术:
动物疾病对畜牧业以及人类的食品安全都有着重要的影响,比如近年来猪群中流行的高致病性猪蓝耳病,它是一种由猪繁殖与呼吸综合征(俗称蓝耳病)病毒变异株引起的、以母猪繁殖障碍及仔猪和育肥猪呼吸道疾病为特征的急性病毒性传染病,不同品种、年龄和性别的猪均易感,临床主要特征为流产,产死胎、木乃伊胎、弱胎,呼吸困难等症状。高致病性猪蓝耳病是对世界养猪业危害最大的传染病之一,在全球主要养猪国家均有发生。世界动物卫生组织(OIE)将其列为必须报告的动物疫病,我国将其列为一类动物疫病。该病自2006年暴发以来,发病率、死亡率高,对我国养猪业造成严重危害。
科学的免疫和防控是控制动物疾病的重要手段之一,近年来,各地各有关部门按照国家总体部署,对高致病性猪蓝耳病加大防控工作力度,疫情发生几率明显下降,感染率总体维持在较低水平。但目前病毒污染面依然较广,毒株类型复杂,特别是新传入的美洲变异株流行范围不断扩大,混合感染较严重,防控形势依然严峻。
如何进行及时有效的检测与免疫评估依然是面临的重要难题,尤其对于中小养殖场(户),其需要逐步达到稳定控制标准(即连续12个月以上临床发病率≦5%)。采用分子生物方法对动物组织样品进行病原诊断能够获得最准确的结果,这种方法中的关键步骤是要从动物组织试样中提取出核酸。对提取的核酸进行检验、分析后,能够在早期检测出病原及其继发病危险等。在对动物组织进行检验时,需要从组织样品中只对核酸进行提取,为了从其它成分中分离出核酸,首先需要对组织样品进行处理,该过程中,一般是将采集的组织于研磨器具中研磨,加入生理盐水研磨至匀浆后转移至离心管进行离心处理;然后取上清用生理盐水稀释,再加入核酸释放剂,得到已经处理的待测样本。接下来,借助荧光PCR检测仪,将该待测样本用于PCR(聚合酶链式反应)扩增,应用实时荧光定量PCR检测平台,通过荧光信号的变化实现对样品中病毒基因的快速检测。
目前市场上有高致病性猪蓝耳病病毒核酸荧光PCR试剂盒,是针对猪蓝耳病毒设计的检测体系,用于猪血清和肺脏组织等样本的检测。这里需要重点说明的是,肺脏组织样本通常是剖检猪后迅速采集组织块,再对该组织块直接进行处理以满足样本条件;也可以将该组织块置于超低温冰箱中保存备用。为更早对疑似感染高致病性猪蓝耳病病例进行确诊,增强防控意识,活体采集组织样本进行病毒检测至关重要。活体取样过程中要求仅在动物表皮上产生非常小的创口,然后安全地取出动物体内较深部区域的活体细胞样本,比如肺脏组织样本。
上述病毒的检测技术可对疾病感染的状态作出一个很好的指示,但这些操作往往需要经过专业培训的实验人员,而且成本较高、所需的时间较长,尤其对于中小养殖场(户)而言,难以实现自主检测。实现活体取样,简化核酸提取步骤,缩短提取时间,对提高养殖场(户)防疫能力、达到稳定控制标准至关重要。
发明内容:
本发明旨在提供一种猪内脏组织活体采样并进行核酸提取的装置,可进行活体采样,并能简化核酸提取中的样本处理及试剂准备过程,缩短提取时间,而且取样及提取过程可脱离实验室进行,适用范围更广,更有利于专业人员在中小养殖场(户)现场进行核酸提取操作。具体而言,是如下所述的发明。
本发明的第一项技术方案是猪内脏组织活体采样并进行核酸提取的装置,至少具有活体采样针、提取筒和试剂盒,所述活体采样针包括作用于体内组织的针体和用于支承针体的支撑体,所述针体包括均为细长中空结构的内采样针和外切割针,内采样针的长度大于外切割针的长度,内采样针穿过外切割针的内腔,二者能够相对移动,所述内采样针在尖端沿径向设置多个尖齿,所述外切割针的尖端具有切削刃;所述提取筒包括一个左右两端设有密封盖的无色透明反应管和一个固定在反应管外周的辅助管套,辅助管套上靠近反应管的右端处设有手持部;反应管左端的密封盖打开后,与一用于穿刺体表的外套管针过渡配合,所述外切割针穿过外套管针的内腔,二者能够相对移动;所述试剂盒包括冻干粉形式的核酸释放剂。
本发明的第二项技术方案是,在第一项技术方案的基础上,所述活体采样针还包括置于支撑体内的驱动装置,其中,所述支撑体为分体式结构,上壳体与下撑体通过螺栓固定连接;所述驱动装置包括一推拉体,所述推拉体的前端为向上凸起的钩状,推拉体的后端固定在一连接件的前端,所述连接件的后端固定一锁止片,所述下撑体上设有与推拉体相匹配的滑道;所述内采样针的尾端通过一凸块嵌入连接件上端的凹槽内;所述外切割针的尾端通过一定位块嵌入一滑动件上端的凹槽内,所述滑动件的两侧设有滑片,所述下撑体上设有与滑动件的滑片相匹配的滑槽;所述内采样针的尖端从定位块的后端穿入并穿过外切割针的内腔。
本发明的第三项技术方案是,在第二项技术方案的基础上,所述内采样针上固定设置内针导套,所述外切割针上活动设置外针导套,其中,内针导套与所述定位块之间设一弹簧,内针导套对弹簧进行后限位,弹簧的前端与定位块接触;外针导套固定所述上壳体和下撑体之间。
本发明的第四项技术方案是,在第三项技术方案的基础上,所述滑动件的后端开设与所述推拉体的前端配合的钩槽。
本发明的第五项技术方案是,在第四项技术方案的基础上,所述下撑体上设有限位齿,所述滑动件底部设有与限位齿配合的限位槽。
本发明的第六项技术方案是,在第五项技术方案的基础上,所述限位齿的头部为弧形尖齿,限位齿的根部活动套接在所述下撑体上相应的挡孔内。
本发明的第七项技术方案是,在第六项技术方案的基础上,所述限位槽设置为前后两组,限位齿与后限位槽配合时,此时所述采样针的针体为第一采样尺寸,锁止片与下撑体的后端面距离最远;限位齿与前限位槽配合时,此时所述采样针的针体为第二采样尺寸,锁止片与下撑体的后端面接触。
本发明的第八项技术方案是,在第二项技术方案的基础上,还包括与所述活体采样针分体存放的清样针,清样针的后端沿纵向开设缺口,所述缺口能扣压在外切割针上,清样针的前端为梳齿,向前推动锁止片至半行程,内采样针的尖端从外切割针伸出,梳齿穿过内采样针的尖齿之间的齿槽使样本组织脱落。
本发明的第九项技术方案是,在第二项技术方案的基础上,所述上壳体的两侧设有卡接翼,卡接翼的自由端为弹性卡扣,所述下撑体上设有允许卡接翼通过的卡槽,卡扣扣在下撑体底部。
本发明的第十项技术方案是,在第二项技术方案的基础上,所述内采样针的轴线偏离外切割针的轴线,内采样针贴合外切割针下部的内表面,内采样针的尖端的下半部不设置所述尖齿。
本发明的第十一项技术方案是,在第二项技术方案的基础上,所述下撑体的两侧设有弧状手持臂。
本发明的第十二项技术方案是,在第一项技术方案的基础上,所述辅助套管上开设纵向凹槽,所述反应管位于纵向凹槽内的部分上印有刻度。
本发明的第十三项技术方案是,在第一项技术方案的基础上,所述活体采样针和提取筒在未使用前固定于一存储盒中。
本发明的第十四项技术方案是,在第十三项技术方案的基础上,所述存储盒中设有用于支承所述提取筒的支承件,所述支承件具有容纳孔,容纳孔的下部形状与所述反应管的左端形状相匹配,容纳孔的上部形状与所述辅助套管的左端形状相匹配。
本发明的第十五项技术方案是,在第一项技术方案的基础上,外切割针和外套管针上分别设连续标记,相邻两标记间隔5mm。
本发明的技术效果是:
基于本发明,通过活体采样针进行动物内脏组织活体取样,能够对疑是病毒感染病例进行核酸提取,降低了基因检测技术操作的复杂性,增强了对动物疾病的防控力度。并且,本发明取样过程中仅在动物表皮上穿有非常小的创口,然后安全地取出动物体内较深部区域的活体细胞样本,创伤小,对动物的危害性小。
基于本发明,通过提取筒和外管套针先进行体表穿刺,外管套针较外切割针粗短,可顺利穿过动物紧密组织,然后外切割针穿过外管套针靠近待取组织的内脏,内采样针进入内脏,内脏组织进入内采样针的尖齿,外切割针快速动作,其尖端的切削刃将进入采样针的组织同周围组织割离。所取组织样均匀细碎,省略组织研磨工序,节省时间。
基于本发明,提取筒可作为活体取样时的辅助针套,便于操作者对外套管针施力,取样完成后,外套管针从提取筒上移除后关闭相应的密封盖,将提取筒放置在存储盒的支承件上,在清样针作用下使组织样脱离内采样针落入反应管,加入配制好的核酸释放剂,得到进行后续PCR反应的待测样本。
附图说明:
图1为本发明实施例的结构图。
图2为本发明实施例的活体采样针结构图。
图3为图2中去除保护罩的结构图。
图4为本发明实施例的提取筒结构图。
图5为图4中打开密封盖的结构图。
图6为图5中安装上外套管针的结构图。
图7为本发明实施例的活体采样针结构分解图。
图8为图7中针体局部结构的俯视图。
图9为图7中针体局部结构的左视图(内采样针与外切割针同轴)。
图10为本发明实施例中针体和清样针的位置图。
图11为图10中清样针的工作状态图。
图12为本发明实施例中针体结构的左视图(内采样针与外切割针不同轴)。
图中,1、采样针,101、上壳体,102、下撑体,103、外切割针,104、内采样针,105、锁止片,106、连接件,107、推拉体,108、凸块,109、定位块,110、滑动件,111、滑片,112、弧状手持臂,113、限位齿,114、卡槽,115、滑槽,116、外针导套,117、内针导套,118、弹簧,119、卡接翼,120、尖齿;
2、提取筒,201、反应管,202、辅助管套,203、密封盖,204、密封盖,205、手持部,206、纵向凹槽;
3、清样针,301、梳齿,4、外套管针,5、存储盒,6、支承件,61、容纳孔,7、保护罩,8、保护罩。
具体实施方式:
为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,并结合其附图,对本发明进行详细阐述。为便于描述,下面出现的“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等方位词与图示中相同。
图1作为本发明猪内脏组织活体采样并进行核酸提取的装置的一实施方式的立体结构图,从图1中可以看到,本实施例的装置包括活体采样针1、提取筒2和清样针3,在未使用前通过医用胶带粘贴在存储盒5中,存储盒5上覆有保护膜,这里的保护膜是能够对存储盒5内的部件不产生影响的膜状物,可以是塑料膜或者铝箔膜。本实施例中,试剂盒中的核酸释放剂主要成分为十二烷基硫酸离和氯化钠,核酸释放剂为冻干粉形式,不使用时需2℃-8℃冷藏,故图中并未示出。这里的试剂盒或核酸释放剂都可从化学或生物制品/制剂公司购买,本领域技术人员能够根据现有技术或生产商提供的使用说明书进行相关操作。
结合图2、图3和图7至图9,本实施例的活体采样针1包括作用于体内组织的针体和用于支承针体的支撑体,针体包括均为细长中空结构的内采样针104和外切割针103,内采样针104的长度大于外切割针103的长度,内采样针104穿过外切割针103的内腔,二者轴线相同且能够相对移动,内采样针104在尖端沿径向设置多个尖齿120,外切割针103的尖端具有切削刃,外切割针103上设连续标记,相邻两标记间隔5mm。
活体采样针1还包括置于支撑体内的驱动装置,其中,支撑体为分体式结构,上壳体101与下撑体102通过螺栓固定连接;驱动装置包括一推拉体107,推拉体107的前端为向上凸起的钩状,推拉体107的后端固定在一连接件106的前端,连接件106的后端固定一锁止片105,下撑体102上设有与推拉体107相匹配的滑道;内采样针104的尾端通过一凸块108嵌入连接件106上端的凹槽内;外切割针103的尾端通过一定位块109嵌入一滑动件110上端的凹槽内,滑动件110的两侧设有滑片111,下撑体102上设有与滑动件110的滑片111相匹配的滑槽115;内采样针104的尖端从定位块109的后端穿入并穿过外切割针103的内腔。
内采样针104上固定设置内针导套117,外切割针103上活动设置外针导套116,其中,内针导套117与定位块109之间设一弹簧118,内针导套117对弹簧118进行后限位,弹簧118的前端与定位块109接触;外针导套116固定上壳体101和下撑体102之间。
滑动件110的后端开设与推拉体107的前端配合的钩槽。下撑体102上设有限位齿113,滑动件110底部设有与限位齿113配合的限位槽。限位齿113的头部为弧形尖齿,限位齿113的根部活动套接在下撑体102上相应的挡孔内。限位槽设置为前后两组,限位齿113与后限位槽配合时,此时所述采样针1的针体为第一采样尺寸,锁止片105与下撑体102的后端面距离最远;限位齿113与前限位槽配合时,此时所述采样针的针体为第二采样尺寸,锁止片105与下撑体102的后端面接触。
上壳体101的两侧设有卡接翼119,卡接翼119的自由端为弹性卡扣,下撑体102上设有允许卡接翼119通过的卡槽114,卡扣扣在下撑体102底部。下撑体102的两侧设有弧状手持臂112。
结合图4、图5和图6,提取筒2包括一个无色透明反应管201和一个固定在反应管201外周的辅助管套202,反应管201的左端设有密封盖203、右端设有密封盖204。辅助管套202上靠近反应管201的右端处设有手持部205;反应管201左端的密封盖203打开后,与一用于穿刺体表的外套管针4过渡配合,外切割针103穿过外套管针4的内腔,二者能够相对移动。外套管针4未使用前,在存储盒5内通过保护罩7密封存放,并与提取筒2分开放置,外套管针4上设连续标记,相邻两标记间隔5mm。辅助套管上开设纵向凹槽206,反应管201位于纵向凹槽206内的部分上印有刻度。
存储盒5中设有用于支承提取筒2的支承件6,支承件6具有容纳孔61,容纳孔61的下部形状与反应管201的左端形状相匹配,容纳孔61的上部形状与辅助套管的左端形状相匹配。
结合图10和图11,与活体采样针1分体存放的清样针3,清样针3的后端沿纵向开设缺口,缺口能扣压在外切割针103上,清样针3的前端为梳齿301,向前推动锁止片105至半行程,内采样针104的尖端从外切割针103伸出,梳齿301穿过内采样针104的尖齿120之间的齿槽使样本组织脱落。
如图12所示,内采样针104的轴线还可设置为偏离外切割针103的轴线,即内采样针104贴合外切割针103下部的内表面,内采样针104的尖端的下半部不设置尖齿120。
本发明实施例中的所有部件均经过灭菌消毒处理,根据待进行组织取样的猪大小,选取合适的本发明装置,合适的外套管针4长度和采样针1的针体长度有助于接下来的活体取样工作能够正常进行,另外还需要选择合适的操作平台以进行后续的样本处理和试剂准备工作。将待进行组织取样的猪进行保定,找准下针部位,进行表皮消毒处理。剥离存储盒5上的保护膜,将所有部件上的医用胶带解除,取出外套管针4,拔掉外套管针4的保护罩7,取出提取筒2,将提取筒2左端的封闭盖203打开,将外套管针4安装在提取筒2上。手握辅助管套202,将外套管针4对准以上描述的部位,垂直刺入,由于外套管针4的长度范围为20mm-50mm,且外套管针4上还设有标记,可根据猪的大小和进针手感判断进针深度。
取出活体采样针1,将外切割针103上的保护罩8去掉,向后拉动锁止片105,连接件106随之移动,推拉体107也沿下撑体102上的滑道向后移动,内采样针104先向后移动一定距离后,推拉体107的前端才作用于滑动件110,并将滑动件110向后拽拉,滑动件110底部的限位齿113从前限位槽脱出,在上述过程中,内针导套117随内采样针104移动,外切割针103沿外针导套116向后移动,滑动件110沿下支撑体上的滑槽115向后移动,滑动件110运动至滑槽115上用于预先设定的位置时,滑动件110将不能够继续向后移动,此时限位齿113刚好与后限位槽配合,锁止片105与下撑体102的后端面距离最远。此时内采样针104的尖端全部收入在外切割针103内腔里,活体采样针1的针体为第一采样尺寸。手持活体采样针1的支撑体,打开反应管201另一端的封闭盖204,将活体采样针1的针体从提取筒2和外套管针4穿入猪体内,由于外切割针103的长度范围为50mm-150mm,且外切割针103上设有多个标记,可根据猪的大小和外套管针4的进针深度以及进针手感来判断外套管针4需要的进针深度。
到位后,食指中指作用于弧状手持臂112,拇指按压锁止片105,连接件106向前移动,推拉体107也沿下撑体102上的滑道向前移动,内采样针104向前移动一定距离,此时,内采样针104从外切割针103内腔伸出并逐渐露出其尖端的尖齿120,继续按压锁止片105,内针导套117与定位块109之间的弹簧118被压缩,锁止片105与下撑体102的后端面接触时,弹簧118对定位块109的压力达到最大,弹簧118的压力将克服后限位槽对限位齿113的力,限位齿113从后限位槽中脱离,在弹簧118压力的作用下,滑动件110将沿下撑体102上的滑槽115快速向前滑动,外切割针103将快速向前移动,其尖端的切削刃将进入内采样针104的组织与周围组织快速割离,内采样针104刚好全部收入在外切割针103的内腔里,活体采样针1的针体为第二采样尺寸。此时滑动件110运动至滑槽115上用于预先设定的位置时,滑动件110将不能够继续向前移动,此时限位齿113刚好与前限位槽配合。将活体采样针从外套管针4取出,然后将外套管针4取出并将其从提取筒2上移除,盖上密封盖203,完成活体取样。
将提取筒2竖直放置在存储盒5上的支承件6内,从存储盒5上取出清样针3,去除其保护罩7,将清样针3后端的缺口扣压在外切割针103上,清样针3的梳齿301位于外切割针103尖端之外,先向后拉动锁止片105实现活体采样针1的针体为第一采样尺寸,将活体采样针1竖直放置,然后向前推动锁止片105至半行程处,内采样针104的尖端从外切割针103伸出,清样针3的梳齿301穿过内采样针104的尖齿120之间的齿槽使样本组织脱落至反应管201中。
经过本发明活体采样针1取出的组织样本,均匀细腻呈微小沫块状,可不经过研磨,从试剂盒中取出冻干粉形式的核酸释放剂,加一定比例的超净水将核酸释放剂冲悬均匀,得到即用型的核酸释放液并将其加入反应管201中静置。所提取的核酸可立即进行检测,也可冻存备用,冻存温度一般为-20℃±5℃保存。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制,对于本技术领域的技术人员来说,对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。