CN111321056B - 用于核酸提取及分析的卡盒装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于核酸取样、提取及分析的卡盒装置和方法。包括多个竖直、间隔布置的管体，各个管体底部容置有水溶液，每相邻管体间有中间管，中间管和管体间均设有水平通道管并连通，水平通道管插装有柱塞，柱塞在水平通道管能上下移动使得选择地对水平通道管进行阻塞或者流通控制；中间管内容置有油性液体或水性液体，其中油性液体密度低于水溶液，且和水溶液不相容。本发明卡盒主要利用油性液体进行磁性颗粒的转运来实现核酸提取及分析反应，解决了现有技术的混合和堵塞问题，设计巧妙、成本低廉，也可用于生化检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种核酸取样、提取及分析卡盒，具体涉及到一种具有密闭效果、不需要液体移液装置的卡盒装置和方法，适用于核酸提取或检测分析，属于分析化学、医学检测、食品检测等领域。
背景技术
基于核酸的分子检测技术具有灵敏度高、特异性好等一系列优点。现在常用的核酸检测方法有很多，而基于核酸扩增的方法，包括基于聚合酶链式核酸扩增(PCR)以及等温扩增技术的方法，是最为常见的。它的整个检测过程主要包括核酸提取、扩增及检测三个步骤。在这些过程中，涉及到多种溶液、试剂，有很多移液步骤，较为复杂，需要专业人员进行操作。同时，核酸扩增产物浓度较高，一旦泄漏，造成气溶胶污染，会形成假阳性等问题。
目前，已有一些可以实现样本核酸提取、扩增和检测一体化的卡盒和设备，如Cepheid公司的GeneXpert系列产品，生物梅里埃的FilmArray等。但这些设备还存在结构复杂、价格昂贵等问题，不太适合基层使用。
发明内容
针对这一现状，为了解决背景技术中存在的问题，本发明开发了一种核酸取样、提取和分析卡盒和处理方法，该卡盒主要利用磁性颗粒的转运来实现反应所需各个步骤，不需要任何移液装置，可以在密闭的空间内实现复杂样本的核酸取样及提取，解决了现有技术毛细管溶液间的混合问题和要求，也解决了毛细管等微小通路堵塞的问题。同时，也可以进一步结合核酸扩增试剂，完成核酸提取、扩增及检测的全过程。整个卡盒设计巧妙、成本低廉，功能多样，既适用于核酸检测，也可用于其他常规的生化检测。
本发明所采用的技术方案是：
一、一种用于核酸取样、提取及分析的卡盒装置：
装置包括多个竖直布置的管体，相邻管体之间间隔布置，各个管体底部容置有用于核酸取样、提取及分析不同功能用途的溶液，溶液为水性液体，每相邻两个管体之间设有中间管，中间管也竖直布置，中间管分别在和两侧的管体之间均设有水平通道管，中间管和管体之间通过水平通道管连通，水平通道管的中部插装有柱塞，柱塞在水平通道管能上下移动使得选择地对水平通道管进行阻塞或者流通控制；中间管内容置有油性液体或水性溶液。
在容置油性液体时，在柱塞向上拔离水平通道管的内底面后经水平通道管流入到管体中；所述的油性液体密度低于水溶液，且和水溶液不相容；在容置有水性溶液时，在柱塞向上拔离水平通道管的内底面后经水平通道管流入到管体中，并和管体中水性溶液均匀混合。
所述的管体的中部和中间管底部之间通过水平通道管连接。
每个管体和每个中间管的顶端开设有管口，管口处安装管帽或者滤芯。打开管帽后灌注入用于核酸取样、提取及分析的溶液，或油性液体。
所述的水平通道管中部顶面开设槽口，柱塞下端密封地伸入槽口而插装到水平通道管内，使得柱塞下端面及其侧面和水平通道管的底面和侧壁密封连接。
具体实施包括三个管体，三个管体沿顺序分别盛放磁球及核酸裂解液、清洗液、核酸洗脱液；
盛放磁球及核酸裂解液、清洗液的管体的内部插装有搅拌器，搅拌器下端穿过管口后深入到管体底部；
盛放核酸洗脱液的管体顶部设有分隔膜，分隔膜上置有固化核酸扩增试剂，管体的内部插装有动作杆，动作杆下端穿过管口后深入到管体顶部并戳破分隔膜。
所述的管体和中间管外部设有磁铁或电磁铁，磁铁用于吸取核酸提取及分析溶液的磁球及核酸裂解液中的磁性颗粒。
二、一种核酸提取及分析方法，采用上述装置，具体采用三个管体，方法包括以下过程：
首先，在正式开始进行核酸分析前，柱塞插装到水平通道管最底部，将中间管两端封闭和各个管体保持不连通，每个中间管和每个管体各自独立不连通；在沿顺序排布的三个管体从各自的管口依次分别盛放磁球及核酸裂解液、核酸清洗液、核酸洗脱/扩增液的水性液体，在三个管体相邻之间的两个中间管中从各自的管口均盛放油性液体；
接着，在盛放磁球及核酸裂解液的管体中加入待检测样本，待检测样本加入后，向上提起柱塞，打开中间管和管体之间的水平通道管，使得中间管中的油性液体在重力的作用下，流到下面的各个管体中，油性液体和管体中的水溶液混合后浮在水溶液表面，并且能够均匀连通、覆盖三个管体；
然后，待待检测样本在管体中完成裂解及释放的核酸和磁性颗粒完成结合后，形成磁性颗粒和裂解、核酸结合溶液，利用卡盒外的磁铁或电磁铁带动管体中的磁性颗粒在由水性液体和油性液体构成的液体溶液中移动，将磁性颗粒经由水性液体上面的油性液体转移至相邻管体的核酸清洗液中进行清洗；
最后，经过清洗后，再利用卡盒外的磁铁或电磁铁带动管体中的磁性颗粒在由水性液体和油性液体构成的液体溶液中移动，将磁性颗粒经由水性液体上面的油性液体转移至相邻另一个管体的核酸洗脱/扩增液中进行核酸提取。
在磁性颗粒进入管体中的核酸洗脱/扩增液中后，通过动作杆穿过管口戳破分隔膜，从而使得固化核酸扩增试剂透过分隔膜进入管体的水性溶液中，然后通过管体外部的温控和荧光检测装置，实现核酸的扩增及检测。
本发明的有益效果是：设计了一种特殊处理的卡盒装置，在运输、保存过程中可以方便保持油性溶液和水性溶液，由于柱塞的作用使得水性溶液和水性溶液的隔离和连通，可方便、可靠地实现磁性颗粒在各个功能水性溶液中的转移，解决了微流控毛细结构等和加热处理等处理带来的问题，从而确保了整个操作过程的简单、稳定和可靠。
同时，本发明的卡盒的实验处理均是处于油液密闭的状态下，避免了核酸提取以及扩增中可能对外界造成的污染。
本发明所描述的检测卡盒不仅针对于核酸取样、提取、核酸扩增检测还可适用于具有相似操作需求的其他分子生物学检测实验或免疫检测实验。
附图说明
图1：检测卡盒整体结构图；
其中：1-用于容纳水性液体的管体，2-用于容纳水性液体或油性液体的中间管，3-用于容纳水性液体的管体，4-用于容纳水性液体的管体，5-分隔膜，6-固化核酸扩增试剂，7-动作杆，8-管帽，9-柱塞，10-搅拌器。
图2：卡盒中液体初始位置示意图；
其中：11-磁性颗粒，12-裂解、核酸结合溶液，13-核酸清洗液，14-核酸洗脱、扩增溶液，15-油性液体。
图3：柱塞移动后卡盒内液体位置示意图；
其中：11-磁性颗粒，12-裂解、核酸结合溶液，13-核酸清洗液，14-核酸洗脱/扩增溶液，15-油性液体。
图4：在外加磁场作用下，磁性颗粒的转运示意图；
其中：16-磁铁或电磁铁。
图5：将取样功能集成到卡盒中的示意图(液体初始位置)；
其中：17-样本保存液，18-裂解提取液，19-取样拭子。
图6：将取样功能集成到卡盒中的示意图(释放提取液体)；
其中：20-由样本保存液和裂解提取液混合而成的水性溶液。
图7：将取样功能集成到卡盒中的示意图(释放油性液体)。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图来对本发明做进一步地解释。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
具体包括多个连接在一起的管体，这里以三个管体为例进行具体说明，如图1所示。第一个管体1盛放磁球及核酸裂解液，第二管体3盛放清洗液，第三管体4盛放核酸洗脱液。
每个管体的顶部开设管口，管口安装配备管帽8，以保证整个卡盒的密闭。每个管体的顶部开设管口，可插装配备搅拌器以实现管体的溶液、检测样本及磁珠能够均匀混合，促进反应效率，缩短反应时间。搅拌器和管帽间有紧密配合，以保证密封效果。也可使用管体外部外加磁铁带动管体内磁性颗粒运动衣实现搅拌。实际使用中，可根据需要配备更多管体，以实现磁颗粒的反复清洗等步骤，达到纯化核酸的目的。
在实际应用过程中，各个管体的形状、大小也可以根据需要调整，不需要为相同大小及形状。
各个管体之间，设有连接的中间管2。在中间管2中存放油性液体。油性液体为和水溶液不相容的油性液体，比如橄榄油，石蜡油等。这些油的密度比水溶液小，和水溶液混合后，会浮在水溶液的表面。中间管和管体的连接通道的形状可以根据实际需要，设置圆弧等形状以方便后续磁性颗粒的转运。
在中间管2的顶部也设有管帽8，以防止油性液体的溢出。在这里，管帽8可采用柔性盖帽，维持中间管2内外的气压平衡，或者通过设置滤芯的方式，一方面维持结构内外的气压平衡，另一方面又可以避免卡盒内的大分子扩散到外部，从而避免可能存在的核酸分子的污染。
在中间管2的底部两侧连接水平通道管的一端，水平通道管设有柱塞9。在正式开始进行核酸分析前，柱塞插装到水平通道管最底部，将中间管2两端封闭，这样，中间管2中的油性溶液就处于一个密闭的空间内。由于在装置中设置了封闭柱塞，从而使得卡盒在使用前，中间管2中的油性液体不会因为运输、保存过程中可能存在的外力作用而进入到下面的三个管体1、3、4中，也保证了三个管体中的水溶液相互隔绝。这对于确保整个核酸分析的顺利进行是非常必要的。因为各个管体中的水溶液有不同的功能，不同的成分，一旦发生混合机会失去原有的功能，这样就会使得卡盒失效。
现有文献中提到可以利用毛细管等微小管道来分隔油性溶液和水性溶液，或是水性溶液和水性溶液。但是，毛细管作用力有一定的限度，在外界给予较大的离心等加速作用时，毛细管两端的溶液还是有可能通过毛细管发生混合。为避免这样的情况的发生，就需要对卡盒的运输、保存等的提出很多要求。本发明中设计了一个柱塞硬隔离结构，解决了溶液间的混合问题和要求。同时，现有采用毛细管等微流控结构，当样本中存在粘性物体、颗粒物或磁性颗粒发生聚集时，容易造成毛细管的堵塞，从而使得整个卡盒失效。本发明的柱塞硬隔离也解决了通路堵塞的问题。因此，在本发明的结构能完全避免溶液间的混合，也不会有通路堵塞等问题。
下面描述提取、分析卡盒的具体使用过程：
在使用前，在管体1中放置细胞裂解结合液，磁性颗粒，在管体3中放置核酸清洗液，在管体4中放置核酸洗脱扩增液，如图2所示。
根据实际情况，对于一些含扩增抑制剂较少的样本，可以不需要设置管体3中的核酸清洗液。
在中间管2中放入油性液体，要确保油性液体有足够的量。在操作过程中，当柱塞开启后，中间管2中的油性液体在重力等的作用下，流到下面的各个管体中，并能够均匀联通、覆盖下面的三个管体，至少能让液体上液面高于中间管2和水平通道管的底部，如图3所示。
在实际核酸提取和检测过程中，在管体1中加入检测样本，并盖上管帽确保密闭。然后，根据实际裂解需要，可对管体1进行加热，搅拌，从而促进样本细胞的裂解，以及释放的核酸和磁性颗粒结合。
同时，检测样本加入后，可以视情况移动各个柱塞，从而开启中间管2和各个管体的连通通路。之后，在重力作用下，中间管2中的油性液体会流入到各个管体中。由于油性液体的密度小于管体中的水性溶液，所以流入的油性液体会浮在水性溶液的表面，并最终连通各个管体，如图3所示。
利用卡盒外的磁铁或电磁铁16带动管体1中的磁性颗粒11在由水性液体和油性液体构成的液体溶液中移动，将磁性颗粒11经由水性液体上面的油性液体转移至相邻另一个管体3的核酸清洗液13中进行清洗；如图4所示。
现有的超顺磁性磁性颗粒在同一媒介中，如水溶液中，可以被容器外的磁铁顺利吸附及移动。但是，若是外界的磁铁欲带动水溶液中的超顺磁性磁性颗粒离开水溶液进入到空气中，则由于水和空气间的较大界面作用力存在，比较困难。若需要在水和空气界面之间利用外部磁铁移动磁性颗粒，对界面的几何形状、尺寸、磁铁强度等都有就一定要求。往往需要毛细结构等特殊结构，在前面已经指出，即使采用毛细结构，也有可能在外界的作用力下发生不同管体间溶液的混合。同时，毛细结构容易发生堵塞，从而造成磁性颗粒转移的困难。
在本发明中，利用水和油性界面相对较小的界面作用力，可以方便地通过管体上层油性液体，将磁性颗粒在外界磁铁的作用下从一个管体移动到另一个管体中。从而这样就实现了不需要移动液体，而是通过移动固体(磁性颗粒)来实现多步的生化反应。整个过程不需要移液装置，从而简化反应装置。
经过清洗后，可以采用相同的方式将磁性颗粒从管体3移动到管体4，以最终完成核酸的提取。若是以核酸提取为目标，就可以通过管体4上面的管口得到核酸，为下一步分析服务。在这里，利用磁性颗粒的整个核酸提取过程是完全在密闭空间中进行的。之前也有些文献报道利用磁性颗粒的移动来实现核酸提取等，但是，那些装置都在开放空间移动磁性颗粒，从而可能造成样本间的污染。
若是需要进一步集成核酸的扩增和检测，则可在管体4的上端设一隔膜层。在隔膜层上，放置固化(如冷冻干燥的)核酸扩增试剂、或是直接放置核酸扩增溶液。
在核酸通过磁性颗粒进入管体4中的溶液后，通过动作杆破坏隔膜层。从而使得扩增试剂进入管体4的水性溶液。然后，通过外部的温控和荧光检测装置，实现核酸的扩增及检测。这样的话，整个核酸提取、扩增及检测过程都是在密闭空间中完成。
具体实施中，为确保油性液体和水性液体的良好分层，以及扩增试剂能通过水性溶液表面的油性溶液层，可以使用离心等操作。
在实际分析中，通常把检测样本采集保存在样本采集、保存管中。然后，在需要时，再打开样本采集管，将样本加入到分析卡盒中。这一开盖操作，有可能使得样本管中的样本对环境和操作人员造成污染。对于一些具有较强致病性的微生物，这样的操作是应该避免的。本发明的卡盒也可以实现样本采集和保存功能，从而避免样本采集后的二次开盖。现在具体说明这一操作的实现方式。
如图5所示，在左侧的中间管2中放入磁性颗粒和样本裂解提取液18，在管体3中放入样本保存、维持液17，在右侧中间管2中放入油性液体15，在管体4中放入核酸洗脱、扩增溶液14。在需要取样时，可以采用拭子或其他取样装置取样19，然后将采集得到的样本放入管体3中的保存液中，盖上管帽密闭保存。
在需要进行核酸分析时，先打开左边中间管2右侧的柱塞，连通中间管和管体3，然后采用倾斜等方式，将中间管中的提取液和下面的样本保存液混合；这两种溶液都是水性溶液，可以均匀混合，得到溶液20，如图6所示。
之后，可以按之前介绍，打开右边中间管的柱塞，进行提取、磁性颗粒的移动及扩增，如图7所示。
在这里，省略了核酸提取过程中的清洗步骤。实际中，可以根据需要，增加管体及中间管，以实现这一步骤。
常见的核酸提取试剂都可以在常温中保存，所以，本发明卡盒在使用前也可以在常温中保存，十分方便。
若是在实际中需要蛋白酶等生物制剂等用于核酸提取，也可以在需要时通过左边中间体2上的盖帽进行添加。在此添加过程中，管体3中的样本仍处于密闭状态，不会对外界造成污染。
利用磁性颗粒实现样本核酸提取是广为人知的技术，对于其中所需要的各种配套试剂已有非常多的文献报道及产品操作手册可供查阅。本发明的关键在于设计了一个卡盒装置，由于柱塞的作用，这一卡盒在运输、保存过程中可以方便保持油性溶液和水性溶液，以及水性溶液和水性溶液的隔离。同时，在使用过程中由于油性液体的连通作用，可以方便、可靠地实现磁性颗粒在各个功能水性溶液中的转移，不需要微流控毛细结构等的设计，也不需要外界的加热处理等各种条件，从而确保了整个操作过程的简单、稳定和可靠。
同时，本发明的卡盒在利用磁性颗粒进行转运时，整个卡盒是处于油性液体密闭的状态下，从而避免了核酸提取以及扩增中可能对外界造成的污染。
本发明的实施例如下：
实施例1：
以转基因作物中的T-NOS序列的检测为例来介绍具体实施例。
卡盒的结构如图1所示，这里所用的材料可以为聚丙烯，或者是其他对核酸及蛋白吸附性较弱的高分子材料。
核酸扩增采用等温扩增法。核酸扩增试剂为：包括2条外引物各0.1微摩，正向引物1微摩，反向引物0.8微摩，正向检测引物0.3微摩，反向检测引物0.5微摩，dNTP0.4毫摩，MgSO43毫摩，10xGspF反应缓冲液2微升，Gsp Fast DNA聚合酶6单位，SYTO9 1微摩。这些试剂通过冷冻干燥形成白色固体，若有需要，放置管体4上分割层的上方。
磁性颗粒可以采用水热法制备，具体制备方法请参考文献(Anal Bioanal Chem(2014)406:3069–3078)。也可以用其他商品化的磁珠，如杭州博日科技的MagaBio Plus植物DNA纯化试剂盒。
在管体1中加入添加100微升羟基磁珠和300微升结合液(4摩尔NaCl，20％PEG8000)，在管体3中加入700微升70％的乙醇洗涤溶液，在管体4中加入25微升TE缓冲液。在中间管2中加入适量橄榄油。
将植物叶片捣碎，将上清液100微升加入到管体1中。然后，盖上管帽。通过管体1中的搅拌器，室温搅拌、孵育5分钟。
同时，打开各个柱塞，在重力作用下橄榄油流入各个管体中，橄榄油的量需确保其能均匀覆盖在个管体上层并将各管体连通。
若需要，可离心或甩动卡盒以确保水、油分层良好。
在外加磁铁作用下，将磁性颗粒转运至管体3中，搅拌、洗涤3分钟。
在外加磁铁作用下，将磁性颗粒转运至管体4中，搅拌两分钟。提取的核酸就在洗脱液中，若不进行扩增，则可打开管体4盖帽，取出洗脱液保存，以备后用。
若需进行扩增，则通过动作杆，破坏分割膜，将事先放置的核酸扩增试剂释放进入管体4，混匀，将管体4放置65度的加热装置中，同时，测量其荧光，以得到核酸扩增实时荧光信号。
可选用合适的管体4使其符合通用荧光核酸扩增仪的要求，则上述核酸扩增及荧光检测也可以在商品化核酸扩增仪器(如杭州安誉科技公司的AGS8800恒温扩增荧光检测仪)中进行。
在实际反应中，可以调节洗脱液的成分使得其有利于后续的核酸扩增。
关于本检测的引物设计等实验信息，可参考相关文献(张芳，基于DNA恒温扩增技术的转基因作物快速检测方法研究，浙江大学博士学位论文，2016年；Thermofisher的charge switch nucleic acid purification technology,https://www.thermofisher.com/cn/zh/home/brands/product-brand/chargeswitch.html2020年2月12日访问)。
实施例2：
以下以副溶血弧菌的检测为例来说明利用本发明卡盒来进行无需开盖的样本取样和核酸提取。
卡盒的结构如图1所示，这里所用的材料可以为聚丙烯。
在管体3中放入样本保存运输液，必要时加入庆大霉素等以抑制细菌生长。在左边中间管2中加入添加100微升羟基磁珠和适量结合液(4摩尔NaCl，20％PEG8000)。结合液的量需要根据管体3中的样本保存液进行调节，以确保两者混合后能有较好的提取效果。
在右边中间管2中加入适量橄榄油。在管体4中加入25微升TE缓冲液。
采用棉签拭子19对可疑样本进行擦拭取样。然后，将拭子放入管体3中，盖上管帽密闭。在需要进行检测时，提升左边中间管2右边的柱塞以连通左边中间管和管体3，并倾斜使左边中间管中的核酸结合液及磁珠进行入管体3中，混合得到均匀液体。之后，可依据实施例1中的步骤原理，对其进行提取，或提取完之后进行一步扩增。
关于本实验的进一步信息，可参考相关文献(如张芳，基于DNA恒温扩增技术的转基因作物快速检测方法研究，浙江大学博士学位论文，2016年；王瑞，快速核酸扩增及可视化策略用于食源性致病菌和转基因作物检测，浙江大学博士学位论文，2019年；王淼，手足口病原核酸提取不同方法的比较研究，中国疾病预防控制中心硕士学位论文，2015-06-30；单潇潇，利用等温核酸扩增法快速监测海产品中的副溶血性弧菌，华南理工大学硕士学位论文，2012)。
以上详细描述了本发明用于核酸检测的具体实施方案，但是，本发明所描述的具有隔离效果的检测卡盒不限于上述实施方案中的具体细节，在本发明的设计中，可以对本发明的技术方案作类似的变化，这些变化均属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于核酸取样、提取及分析的卡盒装置，其特征在于：包括三个竖直布置的第一管体（1）、第二管体（3）、第三管体（4），相邻管体之间间隔布置，各个管体底部容置有用于核酸取样、提取及分析不同功能用途的溶液，每相邻两个管体之间设有中间管（2），中间管（2）分别在和两侧的第一管体（1）、第二管体（3）、第三管体（4）之间均设有水平通道管，中间管（2）和管体之间通过水平通道管连通，水平通道管的中部插装有柱塞（9），柱塞（9）在水平通道管能上下移动使得选择地对水平通道管进行阻塞或者流通控制；中间管（2）内容置有油性液体（15）或水性溶液（18）；
在容置油性液体（15）时，在柱塞（9）向上拔离水平通道管的内底面后经水平通道管流入到第一管体（1）、第二管体（3）、第三管体（4）中；所述的油性液体（15）密度低于水溶液，且和水溶液不相容；在容置有水性溶液（18）时，在柱塞（9）向上拔离水平通道管的内底面后经水平通道管流入到第一管体（1）、第二管体（3）、第三管体（4）中，并和管体中水性溶液均匀混合；
所述的中间管（2）整体位于管体所容纳溶液的上方；
所述的水平通道管中部顶面开设槽口，柱塞（9）下端密封地伸入槽口而插装到水平通道管内，使得柱塞（9）下端面及其侧面和水平通道管的底面和侧壁密封连接；
所述的第一管体（1）、第二管体（3）、第三管体（4）的中部和中间管（2）底部之间通过水平通道管连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于核酸取样、提取及分析的卡盒装置，其特征在于：每个第一管体（1）、第二管体（3）、第三管体（4）和每个中间管（2）的顶端开设有管口，管口处安装管帽（8）或者滤芯。
3.根据权利要求1所述的一种用于核酸取样、提取及分析的卡盒装置，其特征在于：包括三个第一管体（1）、第二管体（3）、第三管体（4），三个第一管体（1）、第二管体（3）、第三管体（4）沿顺序分别盛放磁球及核酸裂解液、清洗液、核酸洗脱液；
盛放磁球及核酸裂解液、清洗液的第一管体（1）和第二管体（3）的内部插装有搅拌器（10），搅拌器（10）下端穿过管口后深入到第一管体（1）和第二管体（3）底部；
盛放核酸洗脱液的第三管体（4）顶部设有分隔膜（5），分隔膜（5）上置有固化核酸扩增试剂（6），第三管体（4）的内部插装有动作杆（7），动作杆（7）下端穿过管口后深入到第三管体（4）顶部并戳破分隔膜（5）。
4.根据权利要求3所述的一种用于核酸取样、提取及分析的卡盒装置，其特征在于：所述的第一管体（1）、第二管体（3）、第三管体（4）和中间管（2）外部设有磁铁或电磁铁（16），磁铁用于吸取核酸提取及分析溶液中的磁性颗粒（11）。
5.一种核酸取样、提取及分析方法，其特征在于：采用权利要求4所述装置，采用三个第一管体（1）、第二管体（3）、第三管体（4），方法包括以下过程：
首先，在正式开始进行核酸分析前，柱塞（9）插装到水平通道管最底部，将中间管（2）两端封闭和各个第一管体（1）、第二管体（3）、第三管体（4）保持不连通；在沿顺序排布的三个第一管体（1）、第二管体（3）、第三管体（4）依次分别盛放磁球及核酸裂解液、核酸清洗液（13）、核酸洗脱/扩增液（14）的水性液体，在三个第一管体（1）、第二管体（3）、第三管体（4）相邻之间的两个中间管（2）中均盛放油性液体（15）；
接着，在盛放磁球及核酸裂解液的第一管体（1）中加入待检测样本，待检测样本加入后，向上提起柱塞（9），打开中间管（2）和第一管体（1）、第二管体（3）、第三管体（4）之间的水平通道管，使得中间管（2）中的油性液体（15）在重力的作用下，流到下面的各个第一管体（1）、第二管体（3）、第三管体（4）中，油性液体（15）和第一管体（1）、第二管体（3）、第三管体（4）中的水溶液混合后浮在水溶液表面，并且能够均匀联通、覆盖三个管体；
然后，待待检测样本在第一管体（1）中完成裂解及释放的核酸和磁性颗粒完成结合后，形成磁性颗粒（11）和裂解、核酸结合溶液（12），利用卡盒外的磁铁或电磁铁（16）带动第一管体（1）中的磁性颗粒（11）在液体溶液中移动，将磁性颗粒（11）经由水性液体上面的油性液体转移至相邻第二管体（3）的核酸清洗液（13）中进行清洗；
最后，经过清洗后，再利用卡盒外的磁铁或电磁铁（16）带动第二管体（3）中的磁性颗粒（11）在液体溶液中移动，将磁性颗粒（11）经由水性液体上面的油性液体转移至相邻另一个第三管体（4）的核酸洗脱/扩增液（14）中进行核酸提取。
6.根据权利要求5所述的一种核酸取样、提取及分析方法，其特征在于：
在磁性颗粒（11）进入第三管体（4）中的核酸洗脱/扩增液（14）中后，通过动作杆（7）穿过管口戳破分隔膜（5），从而使得固化核酸扩增试剂（6）透过分隔膜（5）进入第二管体（3）的水性溶液中，然后通过第三管体（4）外部的温控和荧光检测装置，实现核酸的扩增及检测。
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