CN111939996B - 一种试管内试剂存储方法及试剂存储反应检测一体化试管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种试管内试剂存储方法及试剂存储反应检测一体化试管，其中，方法包括：试管内加热混合的相变材料和反应试剂，通过高速离心分离相变材料与反应试剂，由于相变材料密度小于反应试剂，最终固化后的相变材料在反应试剂上方形成致密的薄层，密封反应试剂，通过重复操作以此方法，可以完成所需数量反应试剂的隔离密封存储。通过此方法制备的试剂存储反应检测一体化试管，在加入待检测样品后，通过外部的控制可以在密闭条件下完成全部反应与最终的检测。本发明提供的方法极大地简化了体外诊断反应所需的复杂设备，便捷、高效、快速、低成本，有望推动现场即时检测的广泛应用。

Description

一种试管内试剂存储方法及试剂存储反应检测一体化试管

技术领域

本发明涉及体外诊断技术领域，特别涉及一种试管内试剂存储方法及试剂存储反应检测一体化试管。

背景技术

体外诊断领域的四种基本检测类型，细胞检测、生化检测、免疫检测和核酸扩增检测在临床诊断以及预后有着非常广泛的应用。但四种基本反应所需的试剂种类繁多，操作步骤繁琐，需要复杂的液体操纵和检测器件相配合，检测成本高，很难满足医疗基础设施落后的地区和现场即时检测的需求；而且反应检测试剂的长期稳定存储一直是本领域的核心难题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种试管内试剂存储方法，能够通过对试管的离心处理，以使得第一种相变材料形成位于第一种反应试剂上方的第一种密封层，从而实现了第一种反应试剂在试管内的密封稳定存储，本方案如此设计，还具有操作简单，用时短，相变材料层致密薄厚均一，存储效果好，精准可控等特点。

本发明还提供了一种应用上述试管内试剂存储方法的试剂存储反应检测一体化试管。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种试管内试剂存储方法，包括：

步骤S1、将第一种相变材料和第一种反应试剂的第一种混合物加入试管中，并密闭试管；其中，第一种相变材料的密度小于第一种反应试剂的密度；

步骤S2、离心处理试管，使得第一种相变材料形成位于第一种反应试剂上方的第一种密封层。

优选地，所述步骤S2还包括：

在离心处理之前或者同时，加热试管，使得其中的第一种相变材料熔化；

或者，步骤S1中的第一种相变材料为熔化状态。

优选地，所述步骤S2还包括：在离心处理的同时，对试管进行降温。

优选地，在所述步骤S2之后，还包括：

步骤S3：将第二种相变材料和第二种反应试剂的第二种混合物加入试管

中，并密闭试管；其中，第二种相变材料的密度小于第二种反应试剂的密度；

步骤S4：离心处理试管，使得第二种相变材料形成位于第二种反应试剂

上方的第二种密封层。

优选地，所述步骤S3还包括：加入的第二种相变材料的相变温度低于步骤S1中加入的第一种相变材料的相变温度。

优选地，所述步骤S4还包括：

在离心处理之前或者同时，加热试管，使得其中的第二种相变材料熔化，且第一种相变材料不会熔化；

或者，步骤S3中的第二种相变材料为熔化状态。

优选地，所述步骤S4还包括：在离心处理的同时，对试管进行降温。

优选地，第一种相变材料和/或第二种相变材料包括：光固化树脂材料或热熔材料。

优选地，第一种相变材料和第二种相变材料为具有不同熔点的石蜡，且第二种相变材料的熔点小于第一种相变材料的熔点。

优选地，第一种相变材料和/或第二种相变材料掺有功能材料。

优选地，所述功能材料包括：硅基磁珠材料、碳纳米管材料或纳米金颗粒。

一种试剂存储反应检测一体化试管，包括：试管主体、试管帽、反应试剂和密封层；

所述反应试剂和所述密封层采用如上所述的方法设置于所述试管主体和/或所述试管帽内。

优选地，所述反应试剂包括：第一种反应试剂和第二种反应试剂；

所述密封层包括：第一种密封层和第二种密封层；所述第一种密封层的熔点高于所述第二种密封层的熔点；

所述第一种反应试剂位于所述试管主体的底部；所述第一种密封层位于所述第一种反应试剂的上方；所述第二种反应试剂位于所述第一种密封层的上方；所述第二种密封层位于所述第二种反应试剂的上方。

优选地，所述反应试剂包括：第一种反应试剂和第二种反应试剂，且所述第二种反应试剂为冻干状态；

所述密封层包括：第一种密封层，且所述第一种密封层的熔点大于所述第二种反应试剂的解冻温度；

所述第一种反应试剂位于所述试管主体的底部；所述第一种密封层位于所述第一种反应试剂的上方；所述第二种反应试剂位于所述第一种密封层的上方。

优选地，所述反应试剂包括：第一种反应试剂、第二种反应试剂和第三种反应试剂；

所述密封层包括：第一种密封层、第二种密封层和第三种密封层；

所述第一种反应试剂位于所述试管主体的底部；所述第一种密封层位于所述第一种反应试剂的上方；所述第二种反应试剂位于所述第一种密封层的上方；所述第二种密封层位于所述第二种反应试剂的上方；所述第三种反应试剂位于所述第二种密封层的上方；所述第三种密封层位于所述第三种反应试剂的上方；

所述第一种密封层、所述第二种密封层和所述第三种密封层的熔点相同；所述第二种密封层和所述第三种密封层的熔点相同，且均小于所述第一种密封层的熔点；或，所述第一种密封层、所述第二种密封层和所述第三种密封层的熔点分别为高中低熔点。

优选地，所述反应试剂包括：第一种反应试剂和第二种反应试剂；

所述密封层包括：第一种密封层和第二种密封层；

所述第一种反应试剂位于所述试管主体的底部；所述第一种密封层位于所述第一种反应试剂的上方；所述第二种反应试剂存储于所述试管帽内；所述第二种密封层存储于所述试管帽内，且位于所述第二种反应试剂的下方。

优选地，所述反应试剂包括：第一种反应试剂和第二种反应试剂；所述第一种反应试剂的密度大于所述第二种反应试剂的密度；

所述第一种反应试剂位于所述试管主体的底部；所述第二种反应试剂位于所述第一种反应试剂的上方。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的试管内试剂存储方法中，通过对试管的离心处理，以使得第一种相变材料形成第一种反应试剂的第一种密封层，从而实现了第一种反应试剂在试管内的密封稳定存储，本方案如此设计，还具有操作简单，用时短，相变材料层致密薄厚均一，存储效果好，精准可控等特点。

本发明还提供了一种试剂存储反应检测一体化试管，由于采用了上述的试管内试剂存储方法将反应试剂和密封层设置于试管主体内，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a至图1d为本发明第一实施例提供的试管内多种试剂存储方法的流程图；

图2为本发明第二实施例提供的用于核酸直接扩增反应的试剂存储反应检测一体化试管的示意图；

图3为本发明第三实施例提供的用于两步法核酸扩增检测的试剂存储反应检测一体化试管的示意图；

图4为本发明第四实施例提供的用于多步反应试剂程序化释放控制的试剂存储反应检测一体化试管的示意图；

图5为本发明第五实施例提供的管帽试剂密封存储与释放的试剂存储反应检测一体化试管的示意图；

图6为本发明第六实施例提供的使用掺有磁性纳米颗粒密封层的试剂存储反应检测一体化试管的示意图；

图7为本发明第七实施例提供的可在不同液相界面检测的试剂存储反应检测一体化试管的示意图。

其中，100为试管，101为试管主体，102为试管帽；200为反应试剂，200a为第一种反应试剂，200b为第二种反应试剂，200c为第三种反应试剂；300为密封层，300a为第一种密封层，300b为第二种密封层，300c为第三种密封层；400a为第一种混合物，400b为第二种混合物；500为离心机；600为外部磁铁；700为油水相界面。

具体实施方式

本发明公开了一种试管内试剂存储方法及试剂存储反应检测一体化试管，其中，方法包括：试管内加热混合的相变材料和反应试剂，通过室温高速离心分离相变材料与反应试剂，由于相变材料密度小于反应试剂，最终固化后的相变材料在反应试剂上方形成致密的薄层，密封反应试剂，通过重复操作以此方法，可以完成所需数量反应试剂的隔离密封存储。通过此方法制备的试剂存储反应检测一体化试管，在加入待检测样品后，通过外部的控制可以在密闭条件下完成全部反应与最终的检测。本发明提供的方法极大地简化了体外诊断反应所需的复杂设备，便捷、高效、快速、低成本，有望推动现场即时检测的广泛应用。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的试管内试剂存储方法，如图1a至图1b所示，包括：

步骤S1、将第一种相变材料和第一种反应试剂的第一种混合物加入试管中，并密闭试管；其中，第一种相变材料的密度小于第一种反应试剂的密度；

步骤S2、离心处理试管，使得第一种相变材料形成第一种反应试剂的第一种密封层。

在本方案中，需要说明的是，将试管置于离心机进行室温高速离心，由于第一种相变材料比第一种反应试剂的密度小，在离心作用下，使得第一种相变材料层置于第一种反应试剂层的上方，与此同时，再将第一种相变材料层固化形成致密的薄层，用于密封第一种反应试剂，通过上述步骤即可完成第一种反应试剂的密封存储。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的试管内试剂存储方法中，通过对试管的离心处理，以使得第一种相变材料形成第一种反应试剂的第一种密封层，从而实现了第一种反应试剂在试管内的密封稳定存储，本方案如此设计，还具有操作简单，用时短，相变材料层致密薄厚均一，存储效果好，精准可控等特点。

进一步地，为了使得第一种混合物获得更好地分离效果，这就要求第一种相变材料在离心过程中为液态。相应地，所述步骤S2还包括：

在离心处理之前或者同时，加热试管，使得其中的第一种相变材料熔化；

或者，步骤S1中的第一种相变材料为熔化状态。

再进一步地，为了使得熔化状态的第一种相变材料层实现固化，这就需要对第一种相变材料层进行冷却处理，以便于形成致密的第一种密封层，相应地，步骤S2还包括：在离心处理的同时，对试管进行降温。当然，在本方案中，采用离心处理还能加快空气的流动，以实现对试管中反应试剂的快速降温。

在本方案中，如图1c至图1d所示，在所述步骤S2之后，还包括：

步骤S3：将第二种相变材料和第二种反应试剂的第二种混合物加入试管

中，并密闭试管；其中，第二种相变材料的密度小于第二种反应试剂的密度；

步骤S4：离心处理试管，使得第二种相变材料形成第二种反应试剂的第二种密封层。同理地，在完成第一种反应试剂的密封稳定存储后，本方案基于上述步骤实现了对第二种反应试剂的密封存储，以此类推，即可实现了多种反应试剂在试管内的隔离密封存储，进而有助于实现了多种反应试剂在试管内的长期稳定存储，而且还具有便捷、高效和稳定性好等特点，从而有望推动现场即时检测的广泛应用。

进一步地，同理地，为了使得第二种混合物获得更好地分离效果，这就要求第二种相变材料在离心过程中为液态。相应地，所述步骤S4还包括：

在离心处理之前或者同时，加热试管，使得其中的第二种相变材料熔化，且第一种相变材料不会熔化；当然，为了实现上述目的，第二种相变材料的相变温度低于第一种相变材料的相变温度，以确保了多种反应试剂隔离密封存储的可行性；

或者，步骤S3中的第二种相变材料为熔化状态。

再进一步地，同理地，为了使得熔化状态的第二种相变材料层实现固化，这就需要对第二种相变材料层进行冷却处理，以便于形成致密的第二种密封层，相应地，所述步骤S4还包括：在离心处理的同时，对试管进行降温。

在本方案中，为了实现两种反应试剂在试管的试管主体内的依次隔离密封存储，相应地，在所述步骤S1中，将第一种混合物加入试管的试管主体101内；在所述步骤S3中，将第二种混合物加入试管的试管主体101内；

或者，为了实现两种反应试剂中的一种密封存储于试管的试管主体101内，另一种密封存储于试管的试管帽102内，相应地，在所述步骤S1和所述步骤S3中，将第一种混合物和第二种混合物中的一种加入试管的试管主体101内，另一种加入试管的试管帽102内。本方案如此设计，有助于扩宽了试管的存储容量。

在本方案中，为了便于相变材料更好地形成致密的密封层，相应地，第一种相变材料和/或第二种相变材料包括：光固化树脂材料或热熔材料。

具体地，为了确保相变材料层的致密薄厚均一、密封效果好和相变温度可控，作为优选，第一种相变材料和第二种相变材料选用具有不同熔点的石蜡。

为了进一步优化上述技术方案，第一种相变材料和/或第二种相变材料还掺有功能材料，以便于扩宽反应试剂的其它功能，以及更好地服务于反应试剂的的检测。

具体地，功能材料包括：硅基磁珠材料、碳纳米管材料或纳米金颗粒。即为在相变材料中添加硅基磁珠材料用于核酸固相提取；在相变材料中添加碳纳米管材料用于灵敏响应管外温度变化熔化相变材料；在相变材料中添加纳米金颗粒用于最终反应产物的可视化标记。

本发明实施例还提供了一种试剂存储反应检测一体化试管，如图2所示，包括：试管主体101、试管帽102、反应试剂200和密封层300；

反应试剂200和密封层300采用如上所述的方法设置于试管主体101和/或试管帽102内。由于本方案采用了上述的方法将反应试剂200和密封层300设置于试管主体101内，因此其也就具有相应的有益效果，具体可以参照前面说明，在此不再赘述。

在本方案中，反应试剂200包括：第一种反应试剂200a和第二种反应试剂200b；

密封层300包括：第一种密封层300a和第二种密封层300b；第一种密封层300a的熔点高于第二种密封层300b的熔点；

如图3所示，第一种反应试剂200a位于试管主体101的底部；第一种密封层300a位于第一种反应试剂200a的上方；第二种反应试剂200b位于第一种密封层300a的上方；第二种密封层300b位于第二种反应试剂200b的上方。本方案如此设计，以便于实现了两种反应试剂的隔离密封存储，从而有助于实现了多种反应试剂在试管内的长期稳定存储。

在本方案中的另一个优选实施例中，反应试剂200包括：第一种反应试剂200a和第二种反应试剂200b，且第二种反应试剂200b为冻干状态；

密封层300包括：第一种密封层300a，且第一种密封层300a的熔点大于第二种反应试剂200b的解冻温度；

第一种反应试剂200a位于试管主体101的底部；第一种密封层300a位于第一种反应试剂200a的上方；第二种反应试剂200b位于第一种密封层300a的上方。在本方案中，第二种反应试剂200b采用冻干试剂，则无需再额外使用其它的密封层对其进行密封，如此一来，则可以减少了石蜡密封层的层数，进而以使得反应试剂的存储流程更加地简便。

在本方案中，反应试剂200包括：第一种反应试剂200a、第二种反应试剂200b和第三种反应试剂200c；

密封层300包括：第一种密封层300a、第二种密封层300b和第三种密封层300c；

如图4所示，第一种反应试剂200a位于试管主体101的底部；第一种密封层300a位于第一种反应试剂200a的上方；第二种反应试剂200b位于第一种密封层300a的上方；第二种密封层300b位于第二种反应试剂200b的上方；第三种反应试剂200c位于第二种密封层300b的上方；第三种密封层300c位于第三种反应试剂200c的上方；本方案如此设计，以便于实现了三种反应试剂的隔离密封存储；

进一步地，为了实现加入的样品能够与第一种反应试剂200a、第二种反应试剂200b和第三种反应试剂200c的同时混合反应，相应地，第一种密封层300a、第二种密封层300b和第三种密封层300c的熔点相同；

再进一步地，或者为了实现加入的样品能够先与第三种反应试剂200c和第二种反应试剂200b混合反应，然后再将得到的反应产物与第一种反应试剂200a的反应，相应地，第二种密封层300b和第三种密封层300c的熔点相同，且均小于第一种密封层300a的熔点；

此外，又或者为了实现加入的样品能够与第三种反应试剂200c、第二种反应试剂200b和第一种反应试剂200a三种试剂的依次反应，相应地，第一种密封层300a、第二种密封层300b和第三种密封层300c的熔点分别为高中低熔点。

在本方案中，反应试剂200包括：第一种反应试剂200a和第二种反应试剂200b；

密封层300包括：第一种密封层300a和第二种密封层300b；

如图5所示，第一种反应试剂200a位于试管主体101的底部；第一种密封层300a位于第一种反应试剂200a的上方；第二种反应试剂200b存储于试管帽102内；第二种密封层300b存储于试管帽102内，且位于第二种反应试剂200b的下方。本方案如此设计，以便于实现了反应试剂在试管帽102内的密封存储，从而有效扩宽了试管的存储容量。

在本方案中，反应试剂200包括：第一种反应试剂200a和第一种反应试剂200b；第一种反应试剂200a的密度大于第二种反应试剂200b的密度；

第一种反应试剂200a位于试管主体101的底部；第二种反应试剂200b位于第一种反应试剂200a的上方。本方案如此设计，以便于通过离心作用，再基于两种反应试剂之间的密度差，以此分离纯化待检测样品。具体地，首先将复杂的待检测样品加入到试管100中，然后熔化第二种反应试剂200b上方的密封层300，再通过高速离心操作，以便于将密度比第一种反应试剂200a大的杂质残渣离心到第一种反应试剂200a中，将密度介于第一种反应试剂200a和第二种反应试剂200b之间的细胞或细菌分离到两种反应试剂之间的相界面，将其余部分溶解在第二种反应试剂200b中。

下面结合具体实施例对本方案作进一步介绍：

本发明一方面实施例提出了一种试管内多种试剂存储方法，其中，方法包括：步骤S1，试管中加入第一种相变材料和第一种反应试剂的第一种混合物，之后密闭试管；步骤S2，放置试管于离心机上，室温高速离心，由于第一种相变材料比第一种反应试剂的密度小，在离心的作用下，第一种相变材料将置于第一种反应试剂层上方，与此同时，第一种相变材料固化形成致密的薄层，密封第一种反应试剂，通过以上步骤可以完成第一种反应试剂的密封；步骤S3，在完成第一种反应试剂的密封后，打开试管加入第二种相变材料和第二种反应试剂的第二种混合物，之后密闭试管；步骤S4，随后同步骤S2一样，放置试管于离心机上，室温高速离心，分离第二种相变材料和第二种反应试剂，形成致密的密封层，即可完成第二种反应试剂的密封存储。以此方法，可以完成所需数量反应试剂的隔离密封存储。

本发明实施例提供的一种试管内多种试剂存储方法，能够通过简单的高速离心设备，在单一试管内存储多种反应所需的试剂，操作简单，用时短，相变材料层致密薄厚均一，效果好，精准可控。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述相变材料可以采用光固化树脂材料、热熔材料等，其中优选的相变材料为具有不同熔点的石蜡；

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述相变材料中可以掺有功能材料，可添加硅基磁珠材料用于实现核酸固相提取，可添加碳纳米管材料用于灵敏响应管外温度变化熔化相变材料，可添加纳米金颗粒用于最终反应产物的可视化标记。

此外，本发明另一方面实施例采用如上述实施例所述的一种试管内多种试剂存储方法，制备了试剂存储反应检测一体化试管，包括：试管帽，所述试管帽可以通过螺纹或直接嵌合紧配方式密封试管；试管主体，所述试管主体用于存储反应所需试剂，可与所述试管帽密封配合；密封层，所述密封层由相变材料离心法制备而得；反应试剂，所述反应试剂为一个检测反应所需的全部试剂，各个试剂通过所述密封层密封隔离保存。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述试管帽内侧可以存储反应所需试剂并用相变材料密封；

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述试管主体为透明材料，以便于反应结果的检测；

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述一种试剂存储反应检测一体化试管的应用方法，包括：步骤S1，使用所述试管前，打开所述试管帽，加入待检测的样品，之后关闭所述试管帽；步骤S2，将所述试管放入可设定加热温度的加热仪器中，根据反应流程，设置熔化所述密封层的加热温度，熔化所述密封层，混合所述待检测的样品和所述反应试剂，随后设置所述待检测样品和所述反应试剂反应的控制温度，控制反应的进行，循环上述步骤，直到反应流程结束；步骤S3，检测所述试管的反应结果。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述一种试剂存储反应检测一体化试管的应用方法步骤S2，可以通过外界离心力控制存储在所述试管帽中的所述反应试剂的释放；

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述一种试剂存储反应检测一体化试管的应用方法步骤S2，可以通过外界磁场、电场、光场、震荡、离心控制反应的过程；

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述一种试剂存储反应检测一体化试管的应用方法步骤S2，可以通过外界离心力，利用所述试剂之间的密度差，分离纯化待检测的物质，最后可在所述低密度的试剂、所述试剂之间的相界面或所述高密度的试剂中检测纯化物质。

与现有技术相比，本发明提供的方法的有益效果：在于极大地简化了体外诊断反应所需的复杂设备，提供了一种多种试剂稳定长期存储的方法以及一种试剂存储反应检测一体化试管，便捷、高效、快速、低成本，有望推动现场即时检测的广泛应用。

实施例一、多种反应试剂密封存储和释放流程：

如图1a所示，在试管100中加入第一种相变材料和第一种水相反应试剂的第一种混合物400a；其中，优选的第一种相变材料为石蜡、脂肪酸等。将试管100密闭，加热到特定温度，使得石蜡变成液体，然后将试管100放置于离心机500上高速离心。或者将试管100密封放置在离心机500上之后，在对试管100进行离心的同时加热使得石蜡熔化。在以上过程中，由于熔化的石蜡与第一种反应试剂的密度的不同，且石蜡密度小于反应试剂，在离心的作用下，熔化的石蜡和第一种反应试剂的混合物400a会发生液面分层。如图1b所示，第一种密封层300a（高熔点石蜡密封层）将位于第一种反应试剂层200a的上方。在离心分层的同时，对试管100进行降温，熔化的第一种密封层300a冷却形成致密的石蜡薄层，密封第一种反应试剂200a。通过以上步骤可以完成第一种反应试剂200a的石蜡密封。

在完成第一种反应试剂200a密封后，如图1c所示，加入第二种相变材料和第二种反应试剂的第二种混合物400b。密闭试管100加热熔化第二种相变材料，同样的步骤放置于离心机500上，室温高速离心，如图1d所示，分离第二种密封层300b（低熔点石蜡密封层）和第二种反应试剂200b。致密的第二种密封层300b固化后，即可完成第二种反应试剂200b的密封存储。以此方法，可以完成所需数量反应试剂的隔离密封存储。

在以上所述过程中，为了避免第二层反应试剂的密封不破坏第一层已经密封的试剂，第二次加入的石蜡的熔点低于第一次加入的石蜡的熔点，第二次密封时的加热温度能保证第一次加入的石蜡不会熔化而第二次加入的石蜡会熔化。进行更多层试剂的密封时的规律依次类推，即为新加入的相变材料相变温度均比之前的低。

在上述试剂密封的过程中，核心的特点是采用了离心方案，其一方面能加快空气流动实现对管中试剂的快速降温，另一方面能保证固化的石蜡因离心力作用成一个厚度均匀、致密的薄层。这一方案与常规通过静置利用来冷却石蜡的方法相比有诸多优势：

1）常规静置熔化和冷却石蜡的方法，若刚开始的状态是石蜡在试管底部而水相试剂在上方，则石蜡熔化后因密度与水相试剂相差不多且自身较高的粘度和表面张力的作用，很难实现下层的石蜡与上层的水相试剂位置交换。石蜡无法漂浮到上层则无法实现冷却后对水相试剂的密封；利用离心力则能很好地避免这个问题，离心力大小可调且远超重力，能保证下层的熔化石蜡上浮到液相试剂表面；

2）常规静置熔化和冷却石蜡的方法中，即使石蜡层原本就位于水相试剂的上层，但因为表面张力的作用，熔化的石蜡会和具有疏水表面的常规EP管的亲和性更好而与水相试剂排斥，石蜡会形成相对于EP管的凹液面，而水相试剂相比于石蜡会形成凸液面，最终导致石蜡层靠近EP管壁的区域厚而中心薄。因而当石蜡的量较小时，中间直接镂空无法密封下层的水相试剂。为了保证对下层的水相试剂的密封，则需要耗用大量的石蜡。大量的石蜡的使用一方面会占用管内的试剂空间，另一方面可能会影响试剂的反应或光学检测。而本方案通过高速离心，使得石蜡与反应试剂分层并冷却，使用较少的石蜡即可形成厚度均一致密的石蜡密封层，操作简单，用时短，效果好，精准可控。

进一步地，以上多种试剂的密封过程可以适用于液体试剂和固体试剂的混合存储，某一层存储的是液体试剂而另一层存储的是固体试剂。

再进一步地，往上述已经石蜡密封试剂的试管中加入水相样本，加热试管，石蜡熔化，加入的样本即可与石蜡密封的试剂接触而互溶，发生相应的反应。在该过程中，上述通过离心形成薄层石蜡密封试剂的方法相比于自然冷却石蜡的密封方法有显著优势。薄层石蜡熔化的过程中，因表面张力的缘故，熔化的石蜡会收缩靠拢到管壁上，从而让出空间使得上层的水相样本与下层的试剂混合。而自然冷却的石蜡加热熔化后石蜡与管壁的位置关系不变，有很大概率石蜡的形态维持不变，而无法让上层的样本与下层的试剂接触，使得反应失败。

综上所述，本发明提出的利用离心力来使得石蜡密封和释放试剂的方法存在显著优势，能保证用少量的石蜡即可实现对试剂的高效密封，且能保证加热释放试剂的效率。

实施例二、核酸直接扩增检测反应：

如图2所示是本发明用于核酸直接扩增检测反应的试剂存储反应检测一体化试管的一个实施例。该试管100包括：试管主体101和试管帽102两部分。试管帽102可以通过螺纹或直接嵌合方式密封试管主体101，使得试管100完全密封。试管100中存储有反应试剂200（聚合酶链式反应（PCR）的体系试剂），密封层300（石蜡密封层）。使用试管100前，打开试管帽102，加入待扩增检测的核酸模板，之后关闭试管帽102。将试管放入PCR仪中，设置恒定加热温度，熔化石蜡密封层，使得加入待扩增检测的核酸模板与PCR体系试剂进行混合。之后设置PCR扩增温度控制程序，扩增试管100中的核酸模板，最终通过实时荧光曲线或终点可视化结果来判读模板的有无。

实施例三、两步法核酸扩增检测反应：

如图3所示是本发明用于两步法核酸等温扩增检测反应的试剂存储反应检测一体化试管的一个实施例。该试管100中存储有第一种反应试剂200a（环介导等温扩增（LAMP）的体系试剂）和第二种反应试剂200b（重组酶聚合酶扩增（RPA）的体系试剂），第一种密封层300a（高熔点石蜡密封层）和第二种密封层300b（低熔点石蜡密封层）分别用来密封两种试剂。使用试管100前，打开试管帽102，加入待扩增检测的样品，之后关闭试管帽102。将试管放入恒温温控仪中，设置恒定加热温度，首先低温熔化低熔点石蜡密封层，使得加入样品与（RPA）的体系试剂进行混合。之后设置恒温扩增温度控制程序，第一轮扩增试管100中的核酸模板。完成第一轮扩增后，设置高温熔化高熔点石蜡密封层，使得第一轮扩增的产物与（LAMP）的体系试剂进行混合。随后设置恒温扩增温度控制程序，进行第二轮LAMP等温扩增。最终通过实时荧光曲线或终点可视化结果来判读模板的有无。

本实施例的另一个优选的方案是：第一步RPA的体系试剂以冻干状态保存在试管100中高熔点石蜡密封层之上。RPA冻干试剂不需要再额外使用低熔点石蜡封层。使用试管100前，打开试管帽102，加入待扩增检测的样品溶解RPA的体系试剂，之后关闭试管帽102。将试管放入恒温温控仪中，设置恒定扩增加热温度，第一轮扩增试管100中的核酸模板。完成第一轮扩增后，设置高温熔化高熔点石蜡密封层，使得第一轮扩增的产物与LAMP的体系试剂200a进行混合。随后设置恒温扩增温度控制程序，进行第二轮LAMP等温扩增。最终通过实时荧光曲线或终点可视化结果来判读模板的有无。使用冻干试剂的优点在于可以减少石蜡封层，整个控制流程更为简单。

实施例四、多步反应试剂程序化释放：

如图4所示是本发明用于多步反应的试剂存储反应检测一体化试管的一个实施例。本实施例试管100存储有第一种反应试剂200a、第二种反应试剂200b和第三种反应试剂200c，且分别用第一种密封层300a、第二种密封层300b和第三种密封层300c进行密封。

若反应所需步骤是加入的样品与第一种反应试剂200a、第二种反应试剂200b和第三种反应试剂200c同时混合反应，三种密封层（石蜡）则采用相同熔点的石蜡密封层，反应前只需加热试管100到设定温度，即可同时熔化三层石蜡密封层，即可保证三种试剂同时混合进行反应；

若反应所需步骤是加入的样品先与第三种反应试剂200c和第二种反应试剂200b混合反应，之后是反应产物再与第一种反应试剂200a的反应，第三种密封层300c和第二种密封层300b则采用低熔点的石蜡密封层，第一种密封层300a则采用高熔点的石蜡密封层；反应时先熔化第三种密封层300c和第二种密封层300b，第一步反应进行完后，再加热熔化第一种密封层300a，进行最后一步反应；

若反应所需步骤是加入的样品与第三种反应试剂200c、第二种反应试剂200b和第一种反应试剂200a三种试剂依次反应，三种密封层则为采用低中高三种熔点的石蜡密封层，依次熔化各个石蜡密封层，可控进行三步反应。以上实施例以三种试剂的反应为例，不应以此为限制，可以根据实际反应所需的试剂和步骤，灵活设计试管100存储试剂的方式和程序化控制反应试剂的混合。

实施例五、一体化试管管帽试剂密封存储与释放：

如图5所示是本发明可用试管管帽存储试剂的试剂存储反应检测一体化试管的一个实施例。反应试剂200包括：第一种反应试剂200a和第二种反应试剂200b；密封层300包括：第一种密封层300a（石蜡密封层）和第二种密封层300b（石蜡密封层）；本实施例与之前的实施例的不同之处在于，可将反应检测所需的第二种反应试剂200b存储在试管100的试管帽102内，同样使用第二种密封层300b进行密封。本实施例试管帽102中的第二种反应试剂200b密封过程步骤与实施例一相同，只有在试管帽102内的第二种密封层300b离心冷却时，将试管100反方向放置于离心机500上，试管帽102朝向外侧。本实施例试管100试剂可控释放过程既可以直接加热，也可以加热过程配合离心或震荡。

实施例六、密封层掺有功能材料：

如图6所示是本发明具有掺有硅基磁珠的密封层（石蜡）的试剂存储反应检测一体化试管的一个实施例。制备密封层300过程中，如实施例一所述，加入硅基磁珠，即可形成掺有硅基磁珠的石蜡密封层。在试管100使用过程中，熔化石蜡密封层，即可使用外部磁铁600操纵试管100内的磁珠，完成基于磁珠法核酸提取流程。此外，石蜡密封层中也可掺有其他功能材料，如添加碳纳米管有助实现更为精细的加热熔化石蜡密封层的控制，添加纳米金颗粒实现最终反应产物的可视化标记。

实施例七、不同液相界面检测：

如图7所示是本发明利用试剂存储反应检测一体化试管的油水界面进行样品纯化和检测应用的一个实施例。本实施例中的第一种反应试剂200a采用密度比水大的重油，第二种反应试剂200b为水相试剂，700为油水相形成的油水相界面。在体外诊断的应用中，经常有检测复杂样品中细胞或细菌的需求，因而从复杂样品中分离和纯化细胞或细菌是关键技术。本实施例提供了一种便捷的操作方法。复杂的样品如血样加入到试管100中，熔化重油、水相试剂和石蜡密封层，之后通过高速离心操作，就可以将密度比重油大的杂质残渣离心到重油中，将密度介于重油和水之间的细胞或细菌分离到油水相界面700，将其余部分溶解在水相试剂中。最后，可以在箭头所示的油水相界面700进行细胞或细菌的分离或检测。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种试管内试剂存储方法，其特征在于，包括：

步骤S1、将第一种相变材料和第一种反应试剂的第一种混合物加入试管中，并密闭试管；其中，第一种相变材料的密度小于第一种反应试剂的密度；

步骤S2、离心处理试管，使得第一种相变材料形成第一种反应试剂的第一种密封层；

步骤S3、将第二种相变材料和第二种反应试剂的第二种混合物加入试管中，并密闭试管；其中，第二种相变材料的密度小于第二种反应试剂的密度；在所述步骤S1和所述步骤S3中，将第一种混合物和第二种混合物中的一种加入试管的试管主体（101）内，另一种加入试管的试管帽（102）内；

步骤S4、离心处理试管，使得第二种相变材料形成第二种反应试剂的第二种密封层。

2.根据权利要求1所述的试管内试剂存储方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：

在离心处理之前或者同时，加热试管，使得其中的第一种相变材料熔化；

或者，步骤S1中的第一种相变材料为熔化状态。

3.根据权利要求1所述的试管内试剂存储方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：在离心处理的同时，对试管进行降温。

4.根据权利要求1所述的试管内试剂存储方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：

在离心处理之前或者同时，加热试管，使得其中的第二种相变材料熔化，且第一种相变材料不会熔化；第二种相变材料的相变温度低于第一种相变材料的相变温度；

或者，步骤S3中的第二种相变材料为熔化状态。

5.根据权利要求1所述的试管内试剂存储方法，其特征在于，第一种相变材料和/或第二种相变材料包括：光固化树脂材料或热熔材料。

6.根据权利要求1所述的试管内试剂存储方法，其特征在于，第一种相变材料和第二种相变材料为具有不同熔点的石蜡。

7.根据权利要求1所述的试管内试剂存储方法，其特征在于，第一种相变材料和/或第二种相变材料掺有功能材料。

8.根据权利要求7所述的试管内试剂存储方法，其特征在于，所述功能材料包括：硅基磁珠材料、碳纳米管材料或纳米金颗粒。

9.一种试剂存储反应检测一体化试管，其特征在于，包括：试管主体（101）、试管帽（102）、反应试剂（200）和密封层（300）；

所述反应试剂（200）和所述密封层（300）采用如权利要求1-8任意一项所述的方法设置于所述试管主体（101）和/或所述试管帽（102）内。

10.根据权利要求9所述的试剂存储反应检测一体化试管，其特征在于，所述反应试剂（200）包括：第一种反应试剂（200a）和第二种反应试剂（200b）；

所述密封层（300）包括：第一种密封层（300a）和第二种密封层（300b）；

所述第一种反应试剂（200a）位于所述试管主体（101）的底部；所述第一种密封层（300a）位于所述第一种反应试剂（200a）的上方；所述第二种反应试剂（200b）存储于所述试管帽（102）内；所述第二种密封层（300b）存储于所述试管帽（102）内，且位于所述第二种反应试剂（200b）的下方。

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