CN111548926B - 一种全封闭核酸提取检测一体化试剂盒 - Google Patents

一种全封闭核酸提取检测一体化试剂盒 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全封闭核酸提取检测一体化试剂盒，通过在一个试剂盒内设置多个区域，包括壳体、清洗液注射器、洗脱液注射器及PCR管，分别装有裂解液、清洗液、洗脱液和反应液；检测样本时，推动外置推杆，使混合有样品的裂解液通过硅材质膜，样本裂解释放的核酸被硅材质膜吸附，随着外置推杆的推动，清洗液及洗脱液先后被挤出，在硅材质膜上完成核酸纯化及洗脱。洗脱时壳体在外置的辅助设备的帮助下整体向下位移，针头刺入密闭的PCR管内，推动外置推杆挤出纯化的核酸与反应液进行混合。通过温度循环装置对PCR管温控并进行核酸扩增反应，光学检测设备对扩增结果进行检测，完成全封闭式核酸提取检测。

Description

一种全封闭核酸提取检测一体化试剂盒
技术领域
本发明属于基因检测技术领域，具体涉及一种全封闭核酸提取检测一体化试剂盒。
背景技术
基因检测是通过血液、其他体液、或细胞对DNA进行检测的技术，是取被检测者外周静脉血或其他组织细胞，扩增其基因信息后，通过特定设备对被检测者细胞中的DNA分子信息作检测，分析它所含有的基因类型和基因缺陷及其表达功能是否正常的一种方法，从而使人们能了解自己的基因信息，明确病因或预知身体患某种疾病的风险。
基因检测还可以用于病毒的检测，通过检测病毒的核酸是否存在来判断病毒感染。病毒根据其核酸类型可以分为DNA病毒和RNA病毒，病毒RNA可以通过逆转录手段的转为DNA，并进行扩增而被检测到。基因检测的原理是基于PCR技术，该技术一般用于病原的检测，分子机制中各基因的检测以及遗传相关的检测。
目前基因检测程序复杂，且需要专业人员在实验室中进行检测，不利于基因检测技术普及。基因检测时需要对样本进行裂解、洗涤获得样本中核酸，再经基因扩增后利用光学设备来检测，整个过程程序复杂容易产生污染，并且耗时较长。
发明内容
根据现有技术的不足，本发明目的在于提供一种全封闭核酸提取检测一体化试剂盒，采用全封闭的设计，可以简化核酸检测的步骤，在一个封闭的试剂盒中完成样本核酸提取和检测，可减少污染产生的假阳性结果，并减少操作步骤，可脱离基因检测对专业操作人员及众多设备、检测场地的依赖，提升检测效率，避免在检测的过程中引入污染，提升检测准确性。
本发明所述的一种全封闭核酸提取检测一体化试剂盒，其特征在于：包括主体组件、组合式注射器组件、收集组件和若干个PCR管；
其中，所述主体组件包括壳体、壳体盖、外置推杆、硅材质膜和针头，所述壳体为顶部开放、底部封闭的圆柱体，所述壳体顶部螺纹连接有壳体盖，所述壳体盖上下贯通，所述壳体和壳体盖活动配合有外置推杆，所述壳体内底部设置有硅材质膜，所述壳体底部连通设置有针头；
所述组合式注射器组件位于壳体内且包括清洗液注射器、洗脱液注射器和支撑杆，所述清洗液注射器与洗脱液注射器并排竖直放置且各自的底部均通过支撑杆与壳体内底部固定连接，所述清洗液注射器活动配合有清洗液注射器推杆，所述洗脱液注射器活动配合有洗脱液注射器推杆；
所述收集组件包括废液盒和密封件，所述废液盒底部由两段不同高度的水平段组成，其中，位于低处的水平段相对应的废液盒顶部开设有一个供针头穿刺用的针孔，位于高处的水平段内顶部一体设置有若干个向上延伸的空心圆柱状密封件，每个所述密封件顶部均开设有供针头穿刺用的针孔，每个所述密封件的针孔正上方相对的废液盒顶部配合开设有针头穿刺用的针孔，每个所述密封件内壁加工有内螺纹；
每个所述PCR管的开口处具有外螺纹且与密封件的内螺纹一一对应配合连接。
其中，优选方案如下：
所述组合式注射器组件的侧边与壳体内壁间隔设置。空气可以通过，保证壳体内底部和壳体内顶部压力一致。
所述清洗液注射器与洗脱液注射器并排间隔竖直放置，也可以并排贴合竖直放置。
所述清洗液注射器的容积大于洗脱液注射器的容积。
所述清洗液注射器推杆的安装高度高于洗脱液注射器推杆的安装高度。当清洗液注射器推杆向下挤压到与洗脱液注射器推杆处于同一水平位置时，要确保清洗液注射器内的清洗液已全挤出。
所述壳体底部与废液盒顶部之间设置有可伸缩的软管，所述针头位于软管内。软管起到对针头封闭的作用，避免在检测的过程中引入对针头的污染，提升检测准确性。
本发明中，整个试剂盒垂直放置，壳体与壳体盖可拆卸设计，目的是实验前期用于向壳体内、清洗液注射器内和洗脱液注射器内放入试剂，然后安装上清洗液注射器推杆和洗脱液注射器推杆，最后拧紧壳体盖并插入外置推杆，保证密封结构。外置推杆、清洗液注射器推杆和洗脱液注射器推杆的底部具有一弹性橡胶。组合式注射器组件中的支撑杆一是用于固定清洗液注射器和洗脱液注射器，二是保证两者与硅材质膜有一定距离。主体组件的针头被石蜡阻塞，清洗液注射器和洗脱液注射器的针头均较短，并且由石蜡阻塞，避免内部的液体试剂流出。在检测样本时，在核酸提取检测设备中给试剂盒加热使石蜡融化，便于试剂挤出。废液盒和密封件一体成型，采用塑料材质制作。
本发明通过在一个试剂盒内设置多个区域，包括壳体、清洗液注射器、洗脱液注射器及PCR管，分别装有裂解液、清洗液、洗脱液和反应液；检测样本时，推动外置推杆，使混合有样品的裂解液通过硅材质膜，样本裂解释放的核酸被硅材质膜吸附，随着外置推杆的推动，清洗液及洗脱液先后被挤出，在硅材质膜上完成核酸纯化及洗脱。洗脱时壳体在外置的辅助设备的帮助下整体向下位移，针头刺入密闭的PCR管内，推动外置推杆挤出纯化的核酸与反应液进行混合。通过温度循环装置对PCR管温控并进行核酸扩增反应，光学检测设备对扩增结果进行检测，完成全封闭式核酸提取检测。
本发明的优点在于：利用全封闭核酸提取检测试剂盒，通过在一个试剂盒内设置多个区域，让核酸检测的多个流程可在一个试剂盒中来完成，降低操作难度，不容易产出污染可排除假阳性的可能性，而且大大提高检测精度和检测效率，大大降低仪器的复杂性。使原来需要专门操作人员及专门实验室开展的基因检测，可以不受操作人员及实验限制，可以在任何地方进行现场基因检测。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1、外置推杆 2、壳体盖 3、壳体 4、清洗液注射器推杆 5、洗脱液注射器推杆6、组合式注射器组件 7、洗脱液注射器 8、清洗液注射器 9、支撑杆 10、硅材质膜 11、软管12、针头 13、废液盒 14、密封件 15、PCR管。
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：
如图1所示，一种全封闭核酸提取检测一体化试剂盒，包括主体组件、组合式注射器组件6、收集组件和若干个PCR管15；
其中，所述主体组件包括壳体3、壳体盖2、外置推杆1、硅材质膜10和针头12，所述壳体3为顶部开放、底部封闭的圆柱体，所述壳体3顶部螺纹连接有壳体盖2，所述壳体盖2上下贯通，所述壳体3和壳体盖2活动配合有外置推杆1，所述壳体3内底部设置有硅材质膜10，所述壳体3底部连通设置有针头12；
所述组合式注射器组件6位于壳体3内且包括清洗液注射器8、洗脱液注射器7和支撑杆9，所述清洗液注射器8与洗脱液注射器7并排贴合竖直放置且各自的底部均通过支撑杆9与壳体3内底部固定连接，所述清洗液注射器8活动配合有清洗液注射器推杆4，所述洗脱液注射器7活动配合有洗脱液注射器推杆5；
所述收集组件包括废液盒13和密封件14，所述废液盒13底部由两段不同高度的水平段组成，其中，位于低处的水平段相对应的废液盒13顶部开设有一个供针头12穿刺用的针孔，位于高处的水平段内顶部一体设置有四个向上延伸的空心圆柱状密封件14，每个所述密封件顶部均开设有供针头12穿刺用的针孔，每个所述密封件14的针孔正上方相对的废液盒13顶部配合开设有针头12穿刺用的针孔，每个所述密封件14内壁加工有内螺纹；
每个所述PCR管15的开口处具有外螺纹且一一对应与密封件14的内螺纹配合连接。
其中，所述组合式注射器组件6的侧边与壳体3内壁间隔设置，距离大小为0.5mm～5mm，本实施例选用间距为1mm。空气可以通过，保证壳体3内底部和壳体3内顶部压力一致。
所述清洗液注射器8的容积大于洗脱液注射器7的容积。清洗液注射器8中装入占清洗液注射器8容积30％～70％的清洗液，本实施例选用占清洗液注射器8容积50％的清洗液，洗脱液注射器7中装入洗脱液。
所述清洗液注射器推杆4的安装高度高于洗脱液注射器推杆5的安装高度。当清洗液注射器推杆4向下挤压到与洗脱液注射器推杆5处于同一水平位置时，要确保清洗液注射器8内的清洗液已全挤出。
所述壳体3底部与废液盒13顶部之间设置有可伸缩的软管11，所述针头12位于软管11内。软管11起到对针头12封闭的作用，避免在检测的过程中引入对针头12的污染，提升检测准确性。
本实施例中，整个试剂盒垂直放置，壳体3与壳体盖2可拆卸设计，目的是实验前期用于向壳体3内、清洗液注射器8内和洗脱液注射器7内放入试剂，然后安装上清洗液注射器推杆4和洗脱液注射器推杆5，最后拧紧壳体盖2并插入外置推杆1，保证密封结构。外置推杆1、清洗液注射器推杆4和洗脱液注射器推杆5的底部具有一弹性橡胶。组合式注射器组件6中的支撑杆9一是用于固定清洗液注射器8和洗脱液注射器7，二是保证两者与硅材质膜10有一定距离。清洗液注射器8和洗脱液注射器7的针头均较短，长度大小为3mm～15mm，本实施例选用5mm，并且由石蜡阻塞，主体组件的针头12同样也被石蜡阻塞，避免内部的液体试剂流出。在检测样本时，在核酸提取检测设备中给试剂盒加热使石蜡融化，便于试剂挤出。废液盒13和密封件14一体成型，采用塑料材质制作。
通过在一个试剂盒内设置多个区域，包括壳体3、清洗液注射器8、洗脱液注射器7及PCR管15，分别装有裂解液、清洗液、洗脱液和反应液；检测样本时，推动外置推杆1，使混合有样品的裂解液通过硅材质膜10，样本裂解释放的核酸被硅材质膜10吸附，随着外置推杆1的推动，清洗液及洗脱液先后被挤出，在硅材质膜10上完成核酸纯化及洗脱。洗脱时壳体3在外置的辅助设备的帮助下整体向下位移，针头刺入密闭的PCR管15内，推动外置推杆1挤出纯化的核酸与反应液进行混合。通过温度循环装置对PCR管15温控并进行核酸扩增反应，光学检测设备对扩增结果进行检测，完成全封闭式核酸提取检测。
本实施例中提到的辅助设备，可以具体包括以下设备：推动外置推杆1及推动壳体3整体位移由三个精密滑台控制，分别控制外置推杆1上下位移、控制壳体3上下位移以及控制壳体3左右位移。配合全封闭核酸提取检测一体化试剂盒进行检测的还有温度循环控制设备及光学信号检测装置，温度循环控制设备对PCR管15进行加热、降温及恒温控制实现核酸扩增；光学信号检测装置在PCR管15侧边进行光学信号采集，对检测结果进行读取。
本实施例的全封闭核酸提取检测一体化试剂盒的具体使用方法为：
(1)将样品加入壳体内室9与裂解液混合，向清洗液注射器8内加入清洗液并安装清洗液注射器推杆4，向洗脱液注射器7内加入洗脱液并安装洗脱液注射器推杆5，然后拧上壳体盖2并插入外置推杆1。将整体密封的核酸提取检测试剂盒置于辅助设备中。
(2)辅助设备开始对整体密封的核酸提取检测试剂盒进行加热，加热可以使用微波加热或半导体加热，控制温度在石蜡熔点附近使石蜡融化。同时加热可加速样品的裂解，使核酸释放到溶液中。
(3)辅助设备开始推动外置推杆1，使裂解液通过硅材质膜10，当外置推杆1底端即将触及清洗液注射器推杆4时，辅助设备开始拉回外置推杆1从针头12外吸入空气，如此往复推拉外置推杆1，使裂解液完全通过硅材质膜10，最终流入到废液盒13内底部位于低处的水平段，裂解释放的核酸大部分被硅材质膜10吸附。
(4)外置推杆1底端触及清洗液注射器推杆4，并继续推进挤出清洗液注射器8内的清洗液，对硅材质膜10进行洗涤，当外置推杆1底端即将触及洗脱液注射器推杆5时，确保清洗液已经完全挤出，辅助设备开始拉回外置推杆1从针头12外吸入空气，如此往复推拉使清洗液完全通过硅材质膜10，最终流入到废液盒13内底部位于低处的水平段。
(5)辅助设备继续推动外置推杆1，外置推杆1底端触及洗脱液注射器推杆5并继续推进，挤出洗脱液注射器7中的洗脱液，对硅材质膜10上的核酸进行洗脱。
(6)辅助设备由另两个滑台，将壳体3整体上移并从当前的针孔脱离，向左移动，插入到PCR管15所对应的废液盒13顶部的针孔内，然后保持废液盒13及PCR管15位置保持不变，壳体3整体下移，针头12穿过密封件14的针孔，插入PCR管15内，辅助设备继续推动外置推杆1，挤出核酸洗脱液到PCR管15中与扩增反应液混合。
(7)辅助设备中的温度循环控制装置，对PCR管15进行加热、降温及恒温控制实现核酸扩增；光学信号检测装置在PCR管15侧边进行光学信号采集，对检测结果进行读取，完成核酸提取检测整个流程。其它PCR管同理按照步骤(6)-(7)依次进行。

Claims (7)

1.一种全封闭核酸提取检测一体化试剂盒，其特征在于：包括主体组件、组合式注射器组件、收集组件和若干个PCR管；
其中，所述主体组件包括壳体、壳体盖、外置推杆、硅材质膜和针头，所述壳体为顶部开放、底部封闭的圆柱体，所述壳体顶部螺纹连接有壳体盖，所述壳体盖上下贯通，所述壳体和壳体盖活动配合有外置推杆，所述壳体内底部设置有硅材质膜，所述壳体底部连通设置有针头；
所述组合式注射器组件位于壳体内且包括清洗液注射器、洗脱液注射器和支撑杆，所述清洗液注射器与洗脱液注射器并排竖直放置且各自的底部均通过支撑杆与壳体内底部固定连接，所述清洗液注射器活动配合有清洗液注射器推杆，所述洗脱液注射器活动配合有洗脱液注射器推杆；
所述收集组件包括废液盒和密封件，所述废液盒底部由两段不同高度的水平段组成，其中，位于低处的水平段相对应的废液盒顶部开设有一个供针头穿刺用的针孔，位于高处的水平段内顶部一体设置有若干个向上延伸的空心圆柱状密封件，每个所述密封件顶部均开设有供针头穿刺用的针孔，每个所述密封件的针孔正上方相对的废液盒顶部配合开设有针头穿刺用的针孔，每个所述密封件内壁加工有内螺纹；
每个所述PCR管的开口处具有外螺纹且与密封件的内螺纹一一对应配合连接。
2.根据权利要求1所述的一种全封闭核酸提取检测一体化试剂盒，其特征在于：所述组合式注射器组件的侧边与壳体内壁间隔设置。
3.根据权利要求2所述的一种全封闭核酸提取检测一体化试剂盒，其特征在于：所述清洗液注射器与洗脱液注射器并排间隔竖直放置。
4.根据权利要求2所述的一种全封闭核酸提取检测一体化试剂盒，其特征在于：所述清洗液注射器与洗脱液注射器并排贴合竖直放置。
5.根据权利要求2、3或4所述的一种全封闭核酸提取检测一体化试剂盒，其特征在于：所述清洗液注射器的容积大于洗脱液注射器的容积。
6.根据权利要求5所述的一种全封闭核酸提取检测一体化试剂盒，其特征在于：所述清洗液注射器推杆的安装高度高于洗脱液注射器推杆的安装高度。
7.根据权利要求1所述的一种全封闭核酸提取检测一体化试剂盒，其特征在于：所述壳体底部与废液盒顶部之间设置有可伸缩的软管，所述针头位于软管内。
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