CN111809925A - 一种单向动线可移动病原体核酸检测实验室系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单向动线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，同时依照国家标准设计了严格的人员、物品单向动线，符合安全要求；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

一种单向动线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，尤其涉及一种单向动线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。因此，急需一种满足生物安全实验室标准的可移动核酸检测实验室系统。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提出一种单向动线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：

一种单向动线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中的任意一种可移动结构或任意多种可移动结构的组合，且所述系统中的任意单一种类可移动结构数量为一个或多个；

所述试剂储存和准备可移动结构包括依次气密连接的第一入口缓冲间、维持正压环境的试剂准备室、第一污物处置间和第一出口缓冲间，形成相对外部环境的单向气密人员通道，且所述试剂准备室侧壁至少设置一个气密传递窗；

所述标本制备可移动结构包括依次气密连接的第二入口缓冲间、维持负压环境的样本处理室、第二污物处置间和第二出口缓冲间，形成相对外部环境的单向气密人员通道，且所述样本处理室侧壁至少设置两个相互独立的气密传递窗；

所述扩增及产物分析可移动结构包括依次气密连接的第三入口缓冲间、维持负压环境的扩增分析室、第三污物处置间和第三出口缓冲间，形成相对外部环境的单向气密人员通道，且所述扩增分析室侧壁至少设置一个气密传递窗。

进一步地，所述试剂储存和准备可移动结构、标本制备可移动结构和扩增及分析可移动结构所设置的气密传递窗之间通过可拆卸气密连接的输送管道连通进行物品气密传递。

进一步地，所述第一入口缓冲间与第一出口缓冲间维持正压环境，且所述第一入口缓冲间与第一出口缓冲间的正压环境压力值低于所述试剂准备室正压环境压力值；所述第二入口缓冲间与第二出口缓冲间和第三入口缓冲间与第三出口缓冲间均维持负压环境，且所述第二入口缓冲间与第二出口缓冲间的负压环境压力值高于所述样本处理室负压环境压力值，所述第三入口缓冲间与第三出口缓冲间的负压环境压力值高于所述扩增分析室负压环境压力值。

进一步地，所述第一污物处置间维持正压环境，且所述第一污物处置间的正压环境压力值低于所述试剂准备室正压环境压力值同时高于所述第一出口缓冲间的正压环境压力值；所述第二污物处置间维持负压环境，且所述第二污物处置间的负压环境压力值高于所述样本处理室负压环境压力值同时低于所述第二出口缓冲间的负压环境压力值；所述第三污物处置间维持负压环境，且所述第三污物处置间的负压环境压力值高于所述扩增分析室负压环境压力值同时低于所述第三出口缓冲间的负压环境压力值。

进一步地，所述试剂准备室压力值为30Pa，所述第一入口缓冲间与第一出口缓冲间的压力值均为10Pa，所述第一污物处置间压力值为20Pa；所述样本处理室压力值为-30Pa，所述第二入口缓冲间与第二出口缓冲间的压力值均为-10Pa，所述第二污物处置间压力值为-20Pa；所述扩增分析室压力值为-25Pa，所述第三入口缓冲间与第三出口缓冲间的压力值均为-10Pa，所述第三污物处置间压力值为-15Pa。

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发电机组；所述发电机组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，所述发电机组可移动的收纳在所述第三出口缓冲间内并在提供电能时移出所述第三出口缓冲间重新确定放置位置。

进一步地，设置有所述可移动结构的移动平台包括驾驶室气密隔离的厢式货车、箱式拖挂车或集装箱。

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/或扩增及产物分析可移动结构任意组合设置在一个移动平台上，或，任意组合设置在多个相互独立的移动平台上。

本发明的有益效果为：

采用本发明所述单向动线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。在此基础上，本发明所述三个相互独立隔离的可移动结构均满足人员、物品单向动线设计，形成完整的气密隔离保护，避免污染物扩散，完全符合国家强制标准要求。通过应用本发明所述单向动线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为本发明第一实施例示意图。

图2为本发明第二实施例示意图。

附图编号说明：1-试剂储存和准备可移动结构、11-试剂准备室、12-第一入口缓冲间、13-第一污物处置间、14-第一出口缓冲间、2-标本制备可移动结构、21-样本处理室、22-第二入口缓冲间、23-第二污物处置间、24-第二出口缓冲间、3-扩增及产物分析可移动结构、31-扩增分析室、32-第三入口缓冲间、33-第三污物处置间、34-第三出口缓冲间、343-发电机组、4-气密传递窗、5-市电供电、6-可拆卸线缆、7-输送管道。

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所示为本发明单向动线可移动病原体核酸检测实验室系统第一实施例示意图，优选的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包括依次气密连接的第一入口缓冲间12、维持正压环境的试剂准备室11、第一污物处置间13和第一出口缓冲间14，形成相对外部环境的单向气密人员通道，且所述试剂准备室11侧壁至少设置一个气密传递窗4。根据需要，所述试剂准备室11内可以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等功能组件。所述标本制备可移动结构2包括依次气密连接的第二入口缓冲间22、维持负压环境的样本处理室21、第二污物处置间23和第二出口缓冲间24，形成相对外部环境的单向气密人员通道，且所述样本处理室21侧壁至少设置两个相互独立的气密传递窗4。根据需要，所述样本处理室21可以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等功能组件。所述扩增及产物分析可移动结构3包括依次气密连接的第三入口缓冲间32、维持负压环境的扩增分析室31、第三污物处置间33和第三出口缓冲间34，形成相对外部环境的单向气密人员通道，且所述扩增分析室31侧壁至少设置一个气密传递窗4，同时优选的所述第三出口缓冲间34还收纳有可移动的发电机组343。

上述第一污物处置间13、第二污物处置间23和第三污物处置间33的设置使实验人员离开污染区前具有额外的缓冲空间，可以在污物处置间内处理废弃物，再经出口缓冲间离开，避免核酸检测过程产生的废弃物造成二次污染。所述第一污物处置间13、第二污物处置间23和第三污物处置间33内可以优选的设置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等。

三个可移动结构之间优选的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于指定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并排依次展开，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，并通过输送管道7连接上述各气密传递窗4，形成完全气密的物品传送通道。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指定场地展开，但不同于第一实施例，在第二实施例中为了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上设置的发电机组343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，在使用发电机组343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。发电机组343在不启用的情况下收纳在第三出口缓冲间34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发电机组343的放置位置，方便可拆卸电缆布置连接。所述的发电机组343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。

当然，发电机组343也可以优选的仅通过可拆卸线缆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。由于采用了依次连接的串联供电结构，发电机组343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，而无需考虑连接发电机组343的单根可拆卸电缆6长度限制。

本发明所述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既可以如实施例1、实施例2中所示组合在一起使用，也可以分别单独使用或任意两两组合使用；同时，为了平衡不同步骤的处理能力，在一个系统中还可以包括有多个同一种类的可移动结构，例如可以在一个系统中设置两个试剂储存和准备可移动结构1、一个标本制备可移动结构2和两个扩增及产物分析可移动结构3，以充分发挥各可移动结构的处理能力。

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。本发明所述的输送管道7可以优选为支持拆卸连接的倾斜气密管道，使物品可以依靠自身重力在管道中移动，也可以选用具备主动输送动力源的气密管道。

为了进一步满足实验室安全需要，尤其是要杜绝空气传播型病毒污染外部环境的可能，本发明所述的可移动结构内不同位置采用了不同的环境压力值，形成压力梯度设计，保证污染区空气不会泄露至外部环境。优选的，所述第一入口缓冲间12与第一出口缓冲间14维持正压环境，且所述第一入口缓冲间12与第一出口缓冲间14的正压环境压力值低于所述试剂准备室11正压环境压力值；所述第一污物处置间13维持正压环境，且所述第一污物处置间13的正压环境压力值低于所述试剂准备室11正压环境压力值同时高于所述第一出口缓冲间14的正压环境压力值；所述第二入口缓冲间22与第二出口缓冲间24和第三入口缓冲间32与第三出口缓冲间34均维持负压环境，且所述第二入口缓冲间22与第二出口缓冲间24的负压环境压力值高于所述样本处理室21负压环境压力值，所述第三入口缓冲间32与第三出口缓冲间34的负压环境压力值高于所述扩增分析室31负压环境压力值；所述第二污物处置间23维持负压环境，且所述第二污物处置间23的负压环境压力值高于所述样本处理室21负压环境压力值同时低于所述第二出口缓冲间24的负压环境压力值；所述第三污物处置间33维持负压环境，且所述第三污物处置间33的负压环境压力值高于所述扩增分析室31负压环境压力值同时低于所述第三出口缓冲间34的负压环境压力值。具体的，上述各区域可以采用以下环境压力设置实现较好的防护效果：试剂准备室11压力值为30Pa，第一入口缓冲间12与第一出口缓冲间14的压力值均为10Pa，第一污物处置间13压力值为20Pa；样本处理室21压力值为-30Pa，第二入口缓冲间22与第二出口缓冲间24的压力值均为-10Pa，第二污物处置间23压力值为-20Pa；扩增分析室31压力值为-25Pa，第三入口缓冲间32与第三出口缓冲间34的压力值均为-10Pa，第三污物处置间33压力值为-15Pa。

进一步优选的，上述各区域相邻的连接门可以选用向环境压力较高一侧旋转开启的旋转气密门，使人员开启连接门时能够感受到较大环境压力形成的适当阻力，同时也可利用环境之间压力差推动连接门自行旋转闭合。

所述的第一入口缓冲间12与第一出口缓冲间14、第二入口缓冲间22与第二出口缓冲间24和第三入口缓冲间32与第三出口缓冲间34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)

1.一种单向动线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中的任意一种可移动结构或任意多种可移动结构的组合，且所述系统中的任意单一种类可移动结构数量为一个或多个；

所述试剂储存和准备可移动结构包括依次气密连接的第一入口缓冲间、维持正压环境的试剂准备室、第一污物处置间和第一出口缓冲间，形成相对外部环境的单向气密人员通道，且所述试剂准备室侧壁至少设置一个气密传递窗；

所述标本制备可移动结构包括依次气密连接的第二入口缓冲间、维持负压环境的样本处理室、第二污物处置间和第二出口缓冲间，形成相对外部环境的单向气密人员通道，且所述样本处理室侧壁至少设置两个相互独立的气密传递窗；

所述扩增及产物分析可移动结构包括依次气密连接的第三入口缓冲间、维持负压环境的扩增分析室、第三污物处置间和第三出口缓冲间，形成相对外部环境的单向气密人员通道，且所述扩增分析室侧壁至少设置一个气密传递窗。

2.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、标本制备可移动结构和扩增及分析可移动结构所设置的气密传递窗之间通过可拆卸气密连接的输送管道连通进行物品气密传递。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一入口缓冲间与第一出口缓冲间维持正压环境，且所述第一入口缓冲间与第一出口缓冲间的正压环境压力值低于所述试剂准备室正压环境压力值；所述第二入口缓冲间与第二出口缓冲间和第三入口缓冲间与第三出口缓冲间均维持负压环境，且所述第二入口缓冲间与第二出口缓冲间的负压环境压力值高于所述样本处理室负压环境压力值，所述第三入口缓冲间与第三出口缓冲间的负压环境压力值高于所述扩增分析室负压环境压力值。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一污物处置间维持正压环境，且所述第一污物处置间的正压环境压力值低于所述试剂准备室正压环境压力值同时高于所述第一出口缓冲间的正压环境压力值；所述第二污物处置间维持负压环境，且所述第二污物处置间的负压环境压力值高于所述样本处理室负压环境压力值同时低于所述第二出口缓冲间的负压环境压力值；所述第三污物处置间维持负压环境，且所述第三污物处置间的负压环境压力值高于所述扩增分析室负压环境压力值同时低于所述第三出口缓冲间的负压环境压力值。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述试剂准备室压力值为30Pa，所述第一入口缓冲间与第一出口缓冲间的压力值均为10Pa，所述第一污物处置间压力值为20Pa；所述样本处理室压力值为-30Pa，所述第二入口缓冲间与第二出口缓冲间的压力值均为-10Pa，所述第二污物处置间压力值为-20Pa；所述扩增分析室压力值为-25Pa，所述第三入口缓冲间与第三出口缓冲间的压力值均为-10Pa，所述第三污物处置间压力值为-15Pa。

6.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。

7.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发电机组；所述发电机组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。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述发电机组可移动的收纳在所述第三出口缓冲间内并在提供电能时移出所述第三出口缓冲间重新确定放置位置。

9.如权利要求1至8任一项所述的系统，其特征在于，设置有所述可移动结构的移动平台包括驾驶室气密隔离的厢式货车、箱式拖挂车或集装箱。

10.如权利要求9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/或扩增及产物分析可移动结构任意组合设置在一个移动平台上，或，任意组合设置在多个相互独立的移动平台上。

Images