CN111484929A - 一种支持快速部署的可移动病原体核酸检测实验室系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种支持快速部署的可移动病原体核酸检测实验室系统，通过将核酸检测过程所涉及的试剂储存和准备、标本制备、扩增及产物分析三个主要步骤分别独立的设置在三个可移动结构中，实现核酸检测过程中对于三个步骤之间的隔离要求，同时三个可移动结构可以快速移动部署至任意需求位置并展开形成一个具有完整功能的病原体核酸检测实验室，实现重点防控位置就地执行检测，避免高危人群集中转移。

Description

一种支持快速部署的可移动病原体核酸检测实验室系统

技术领域

本发明涉及病原体检测设备技术领域，尤其涉及一种支持快速部署的可移动病原体核酸检测实验室系统。

背景技术

新型冠状病原体是一种具有强传染性、强致病性特点的空气传播型病原体，其在社区人群中往往会呈现出爆发式的扩散感染，对人民群众生命健康构成了极其严重的威胁。

由于目前针对新型冠状病原体所引起的肺炎等疾病尚不存在针对性特效药，对于感染人群的尽早发现及隔离就成为了防治新型冠状病原体的最有效手段。当前最普遍使用的核酸检测方法是公然准确性高、结果可靠的筛查手段，但由于进行核酸检测一般需要在符合要求的检测实验室中操作，导致检测实验室数量不足以满足庞大的检测需求，严重制约了核酸检测效率，很多患者在等待核酸检测过程中延误了最佳治疗时机致使病情加重。

另一方面，当前进行核酸检测多采取定点医院采集样本，再将样本集中送往检测实验室的方法，造成大量患者在定点医院聚集，增大了交叉感染风险，同时也会增加核酸检测试剂污染的可能，造成误诊；对于一些重点防控位置，例如飞机场、火车站等人流量来往密集场所，如采用人流集中转运检测的方法必然造成人群集中，增加病原体传染风险，不利于病原体防控。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提出一种支持快速部署的可移动病原体核酸检测实验室系统，通过将核酸检测过程所涉及的试剂制备、样本处理、样本分析三个主要步骤分别独立的设置在三个可移动结构中，实现核酸检测过程中对于三个步骤之间的隔离要求，同时三个可移动结构可以快速移动部署至任意需求位置并展开形成一个具有完整功能的病原体核酸检测实验室，实现重点防控位置就地执行检测，避免高危人群集中转移。

为实现以上目的，本发明所采用的技术方案包括：

一种支持快速部署的可移动病原体核酸检测实验室系统，其特征在于，包括相互隔离独立的试剂储存和准备可移动结构、标本制备可移动结构和扩增及产物分析可移动结构；

所述试剂储存和准备可移动结构包括维持正压环境的试剂配制模块、至少一个设置在所述试剂配制模块侧壁的气密传递窗以及连接外部环境与所述试剂配制模块形成气密人员通道的第一缓冲模块；所述试剂配制模块设置有核酸检测试剂配制组件、核酸检测试剂分装组件与核酸检测试剂保存组件；

所述标本制备可移动结构包括维持负压环境的核酸处理模块、至少一个设置在所述核酸处理模块侧壁的气密传递窗以及连接外部环境与所述核酸处理模块形成气密人员通道的第二缓冲模块；所述核酸处理模块设置有样本灭活组件、样本核酸提取组件、核酸加样组件和待检测试剂封口组件；

所述扩增及产物分析可移动结构包括维持负压环境的核酸扩增及数据分析模块、至少一个设置在所述核酸扩增及数据分析模块侧壁的气密传递窗以及连接外部环境与所述核酸扩增及数据分析模块形成气密人员通道的第三缓冲模块。

进一步地，所述标本制备可移动结构和/或扩增及分析可移动结构还包括单独气密隔离的废弃物处理模块。

进一步地，所述第一缓冲模块、第二缓冲模块和第三缓冲模块均维持正压环境，且所述第一缓冲模块的正压环境压力值高于所述试剂配制模块正压环境压力值。

进一步地，所述标本制备可移动结构还包括可展开/收起的外置样本采集模块；所述外置样本采集模块与所述核酸处理模块之间设置有至少一个气密传递窗。

进一步地，所述试剂储存和准备可移动结构、所述标本制备可移动结构和扩增及产物分析可移动结构分别通过可拆卸线缆连接市电供电。

进一步地，所述扩增及产物分析可移动结构还包括供电组件；所述供电组件通过可拆卸线缆连接所述试剂储存和准备可移动结构、标本制备可移动结构和/或扩增及产物分析可移动结构并提供电能。

进一步地，所述供电组件可移动的收纳在所述第三缓冲模块内并在提供电能时移出所述第三缓冲模块重新确定放置位置，使连接所述供电组件的任一根可拆卸线缆长度小于等于10米。

进一步地，所述可移动结构四周至少其中一个方向装备有至少一个可以展开/收起的遮阳棚；所述遮阳棚展开宽度不小于3米。

进一步地，所述试剂储存和准备可移动结构、标本制备可移动结构和扩增及产物分析可移动结构静止放置位置相互之间直线距离不小于所述遮阳棚展开宽度。

进一步地，所述可移动结构包括驾驶室气密隔离的厢式货车、箱式拖挂车或集装箱，以及其他任意可满足需求的移动载具。

本发明的有益效果为：

采用本发明所述支持快速部署的可移动病原体核酸检测实验室系统，通过采用三个相互独立隔离的可移动结构分别承载执行核酸检测过程中的不同步骤，能够针对性的调整不同操作环境：对于环境洁净度要求高的试剂配制步骤，采用正压环境，保证内部空气不被外界污染；对于涉及病原体接触的样本处理步骤，采用负压环境以免病原体意外外泄，保证安全，防止二次传播。同时，将核酸检测实验室拆分为三个相互独立设置的部分，支持三部分根据情况任意摆放安排，能够更好的适应不同场地条件，便于移动检测实验室展开布置，在有限空间下也可开展核酸检测工作。通过应用本发明所述支持快速部署的可移动病原体核酸检测实验室系统即可快速调动核酸检测能力至热点需求地区，迅速形成检测能力，而无需耗时进行实验室建设，通过赋予现有核酸检测能力快捷跨区域调配的功能弥补特定区域突发性的检测能力短缺；同时移动采样、检测能力能够有效避免大量高危人群集中转运以及聚集，有助于大规模核酸检测事宜的有序开展。

附图说明

图1为本发明支持快速部署的可移动病原体核酸检测实验室系统第一实施例示意图。

图2为本发明第二实施例示意图。

图3为本发明第三实施例示意图。

图4为本发明第四实施例示意图。

附图编号说明：1-试剂储存和准备可移动结构、11-试剂配制模块、111-核酸检测试剂配制组件、112-核酸检测试剂分装组件、113-核酸检测试剂保存组件、12-第一缓冲模块、2-标本制备可移动结构、21-核酸处理模块、211-样本灭活组件、212-样本核酸提取组件、213-核酸加样组件、214-待检测试剂封口组件、22-外置样本采集模块、23-第二缓冲模块、3-扩增及产物分析可移动结构、31-核酸扩增及数据分析模块、32-第三缓冲模块、323-供电组件、4-气密传递窗、5-市电供电、6-可拆卸线缆、7-遮阳棚、8-废弃物处理模块。

具体实施方式

为了更清楚的理解本发明的内容，将结合附图和实施例详细说明。

目前病原体核酸检测实验室一般设置在医院或相关研究所等固定设施中，需要将检测样本采集后集中送至检测实验室进行检测。这样的实验室设置方式不便于检测能力的短期扩展以及检测能力的合理配置，经常会出现重点地区检测能力严重不足的同时非热点地区检测能力大量闲置浪费，不符合抗击疫情的切实需要。

现有技术中也提出过一些可移动的实验室设计，但大多为采用大型客车底盘设计的一体式结构，不利于各区域之间的相互隔离，对于传染性强的病原体检测适用能力差。

如图1所示为本发明支持快速部署的可移动病原体核酸检测实验室系统第一实施例示意图，由相互隔离独立的试剂储存和准备可移动结构1、标本制备可移动结构2和扩增及产物分析可移动结构3三部分组成。其中试剂储存和准备可移动结构1对应核酸检测实验室中的试剂储存和准备区，负责进行贮存试剂的制备、试剂的分装和扩增反应混合液的准备，以及离心管、吸头等消耗品的贮存和准备；标本制备可移动结构2对应核酸检测实验室中的标本制备区，负责进行核酸(RNA、DNA)提取、贮存及其加入至扩增反应管，尤其在所述标本制备可移动结构2中会涉及临床样本的操作，应符合生物安全二级实验室防护设备、个人防护和操作规范的要求；扩增及产物分析可移动结构3对应核酸检测实验室中的扩增区和扩增产物分析区，负责进行cDNA合成、DNA扩增及检测，以及扩增片段的进一步分析测定，如杂交、酶切电泳、变性高效液相分析、测序等。所述试剂储存和准备可移动结构1包括维持正压环境的试剂配制模块11、至少一个设置在所述试剂配制模块11侧壁的气密传递窗4以及连接外部环境与所述试剂配制模块11形成气密人员通道的第一缓冲模块12；所述试剂配制模块11设置有核酸检测试剂配制组件111、核酸检测试剂分装组件112与核酸检测试剂保存组件113；所述标本制备可移动结构2包括维持负压环境的核酸处理模块21、至少一个设置在所述核酸处理模块21侧壁的气密传递窗4和连接外部环境与所述核酸处理模块21形成气密人员通道的第二缓冲模块23，以及优选的在所述标本制备可移动结构2外侧设置的可展开/收起的外置样本采集模块22，所述外置样本采集模块22与所述核酸处理模块21之间优选的设置有至少一个气密传递窗4，方便采集到的样本传递；所述核酸处理模块21设置有样本灭活组件211、样本核酸提取组件212、核酸加样组件213和待检测试剂封口组件214；所述扩增及产物分析可移动结构3包括维持负压环境的核酸扩增及数据分析模块31、至少一个设置在所述核酸扩增及数据分析模块31侧壁的气密传递窗4以及连接外部环境与所述核酸扩增及数据分析模块31形成气密人员通道的第三缓冲模块32，同时所述第三缓冲模块32还收纳有可移动的供电组件323。为了避免核酸检测过程产生的废弃物造成二次污染，所述实验室系统还优选的包括有废弃物处理模块8，所述废弃物处理模块8可以如图1所示的单独气密隔离的设置在标本制备可移动结构2内，也可以根据需要设置在扩增及分析可移动结构3内或两者各设置一个，还可以设置在车外的安全位置；所述废弃物处理模块8可以包括如高温高压处理设备、焚烧设备等无害化处理设备以及气密的废弃物暂存设备。三个可移动结构之间可分别移动互不干涉，并在所需地点快速展开组成核酸检测实验室。如图1所示为所述试剂储存和准备可移动结构1、标本制备可移动结构2和扩增及产物分析可移动结构3于开阔场地展开的第一实施例。在第一实施例中，试剂储存和准备可移动结构1、标本制备可移动结构2和扩增及产物分析可移动结构3并排依次等距展开，且均在右侧设置一个遮阳棚7，三个可移动结构之间的距离与遮阳棚7宽度相等或大于遮阳棚7宽度，形成天然的缓冲区；试剂储存和准备可移动结构1的右侧设置一个朝向标本制备可移动结构2的气密传递窗4；标本制备可移动结构2左右两侧各设置一个气密传递窗4，其中设置在左侧的气密传递窗4朝向试剂储存和准备可移动结构1便于与试剂储存和准备可移动结构1进行物品传递，设置在右侧的气密传递窗4朝向扩增及产物分析可移动结构3，同时外置样本采集模块22优选的设置在标本制备可移动结构2右侧的遮阳棚7下，便于物料传递。在实施例1中，试剂储存和准备可移动结构1、标本制备可移动结构2和扩增及产物分析可移动结构3均通过可拆卸线缆6连接市电供电5。

如图2所示为本发明的第二实施例示意图，类似于第一实施例也同样为开阔场地展开，但不同于第一实施例，在第二实施例中为了应对大量待检测人员排队检测的情况(例如学校、火车站等人员密集区域)，所述标本制备可移动结构2设置位置突出于试剂储存和准备可移动结构1和扩增及产物分析可移动结构3，使标本制备可移动结构2两侧均形成足够的开阔区域，并在标本制备可移动结构2两侧各设置一个遮阳棚7以及外置样本采集模块22，能够处理更多的样本采集工作。将试剂储存和准备可移动结构1和扩增及产物分析可移动结构3设置位置远离标本制备可移动结构2也能进一步避免大量排队人群污染无病原体卫生区。

如图3所示为本发明的第三实施例示意图，对应狭窄场地展开实验室，例如狭窄道路内的居民小区等位置。在第三实施例中，试剂储存和准备可移动结构1、标本制备可移动结构2和扩增及产物分析可移动结构3前后依次放置展开，并可以在可移动结构的前后位置设置遮阳棚7，可以满足在一条标准道路车道的宽度下进行展开；外置样本采集模块22以及设置在各可移动结构上的气密传递窗4优选的设置在同一侧，便于人员流动和使用。同时应对不便于接入市电供电5的情况，由扩增及产物分析可移动结构3上设置的供电组件323对试剂储存和准备可移动结构1、标本制备可移动结构2和扩增及产物分析可移动结构3进行供电，在使用供电组件323供电的情况下，可拆卸线缆6的单根连接长度应不大于10米以保证供电安全。供电组件323在不启用的情况下收纳在第三缓冲模块32内；启用时移动到外部环境中并根据三个可移动结构的设置位置自由选择供电组件323的放置位置，方便可拆卸电缆布置连接。所述的供电组件323可以优选的使用柴油发电机等能够连续输出稳定电压的供电装置。

如图4所示为本发明第四实施例示意图，类似于上述第三实施例同样为对应狭窄场地展开实验室，但不同于上述第三实施例，在第四实施例中供电组件323仅通过可拆卸线缆6与扩增及产物分析可移动结构3直接连接并供电，同时扩增及产物分析可移动结构3进一步通过可拆卸线缆6与标本制备可移动结构2和试剂储存和准备可移动结构依次连接形成串联供电结构。在第四实施例中，由于采用了依次连接的串联供电结构，供电组件323的放置位置限制进一步减小，可以实现对可移动结构的较远距离供电，而无需考虑连接供电组件323的单根可拆卸电缆6长度限制。

本发明所述的气密传递窗4可以包括不同时开启的第一气密门和第二气密门，通过依次开启第一气密门和第二气密门保证物品传递过程中的结构气密性。当然除此以外的其他气密传递窗设计也可以应用在本发明中以实现相同的技术效果。

本发明所述的第一缓冲模块12、第二缓冲模块23和第三缓冲模块32均提供了正压环境的防泄漏人员通道，其与外界环境之间的连接门优选为向缓冲模块内旋转开启的结构，使人员从外部环境开启连接门时能够感受到由正压环境形成的适当阻力，同时也可利用缓冲模块与外部环境之间压力差推动连接门自行闭合。进一步地，所述的第一缓冲模块12、第二缓冲模块23和第三缓冲模块32的内部压力高于与之相连接的功能模块，特别是第一缓冲模块12的内部压力高于其连接的试剂配制模块11正压压力值。例如，试剂配制模块11压力值为15Pa，核酸处理模块21以及核酸扩增及数据分析模块31的压力值为-15Pa，则第一缓冲模块12的压力值可设定为30Pa，第二缓冲模块23和第三缓冲模块32的压力值设定为15Pa。所述的第一缓冲模块12、第二缓冲模块23和第三缓冲模块32除了提供必要的人员更衣、消毒等功能外，还可以优选的设置检测人员休息功能，如洗手间、浴室等。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换等都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种支持快速部署的可移动病原体核酸检测实验室系统，其特征在于，包括相互隔离独立的试剂储存和准备可移动结构、标本制备可移动结构和扩增及产物分析可移动结构；

所述试剂储存和准备可移动结构包括维持正压环境的试剂配制模块、至少一个设置在所述试剂配制模块侧壁的气密传递窗以及连接外部环境与所述试剂配制模块形成气密人员通道的第一缓冲模块；所述试剂配制模块设置有核酸检测试剂配制组件、核酸检测试剂分装组件与核酸检测试剂保存组件；

所述标本制备可移动结构包括维持负压环境的核酸处理模块、至少一个设置在所述核酸处理模块侧壁的气密传递窗以及连接外部环境与所述核酸处理模块形成气密人员通道的第二缓冲模块；所述核酸处理模块设置有样本灭活组件、样本核酸提取组件、核酸加样组件和待检测试剂封口组件；

所述扩增及产物分析可移动结构包括维持负压环境的核酸扩增及数据分析模块、至少一个设置在所述核酸扩增及数据分析模块侧壁的气密传递窗以及连接外部环境与所述核酸扩增及数据分析模块形成气密人员通道的第三缓冲模块。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述标本制备可移动结构和/或扩增及分析可移动结构还包括单独气密隔离的废弃物处理模块。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一缓冲模块、第二缓冲模块和第三缓冲模块均维持正压环境，且所述第一缓冲模块的正压环境压力值高于所述试剂配制模块正压环境压力值。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述标本制备可移动结构还包括可展开/收起的外置样本采集模块；所述外置样本采集模块与所述核酸处理模块之间设置有至少一个气密传递窗。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述试剂储存和准备可移动结构、所述标本制备可移动结构和扩增及产物分析可移动结构分别通过可拆卸线缆连接市电供电。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述扩增及产物分析可移动结构还包括供电组件；所述供电组件通过可拆卸线缆连接所述试剂储存和准备可移动结构、标本制备可移动结构和/或扩增及产物分析可移动结构并提供电能。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述供电组件可移动的收纳在所述第三缓冲模块内并在提供电能时移出所述第三缓冲模块重新确定放置位置，使连接所述供电组件的任一根可拆卸线缆长度小于等于10米。

8.如权利要求1至7任一项所述的系统，其特征在于，所述可移动结构四周至少其中一个方向装备有至少一个可以展开/收起的遮阳棚；所述遮阳棚展开宽度不小于3米。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述试剂储存和准备可移动结构、标本制备可移动结构和扩增及产物分析可移动结构静止放置位置相互之间直线距离不小于所述遮阳棚展开宽度。

10.如权利要求1至7任一项所述的系统，其特征在于，所述可移动结构包括驾驶室气密隔离的厢式货车、箱式拖挂车或集装箱。

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