CN112111395B - 一种核酸提取与扩增一体检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核酸提取与扩增一体检测系统，包括检测盒和移动和转动检测盒的驱动机构，检测盒包括预装层、密封转动连接在预装层下方的提取层、与提取层密封转动连接的废液层、与废液层密封固定连接的扩增层和推入液体的活塞组件，预装层、提取层、废液层和扩增层上设有多个液流通道和与液流通道配合使用的气流通道，通过转动提取层选择性地将提取层与预装层、提取层与废液层或提取层与扩增层的液流通道和气流通道连通。本系统将检测样本核酸提纯、扩增、光电检测功能集为一体，操作步骤简单，避免了过多的人工操作，无需专业的分子检测实验室，在预装层里加入检测样品后检测过程在封闭状态下进行，避免了核酸检测过程中常见的交叉污染。

Description

一种核酸提取与扩增一体检测系统

技术领域

本发明涉及核酸检测设备技术领域，特别涉及一种核酸提取与扩增一体检测系统。

背景技术

目前实验室检测是筛查和诊断病原菌或者病毒感染的重要手段，主要包括培养检测、镜检、免疫学检测和核酸检测。镜检法的成本低、简单、方便，但是阳性率低，容易漏检；培养法的结果可信度高，但周期长成本高；免疫学检测的操作简单，但有窗口期故也容易漏检，同时由于抗原抗体特异性不足往往造成假阳性结果。

核酸检测主要以PCR检测为主，PCR是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，由高温变性、低温退火及室温延伸反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得以迅速扩增。PCR技术本身非常简单，同时具有高灵敏度、高特异性、检测时间短等优势已经渗透到各生物学分支科学和临床检验科，在分子生物学、医学研究、生命科学、生物工程、遗传工程、疾病诊断、法医学、考古学等许多科学领域中都具有重要的实际应用价值。同时，在发展的过程中，据聚合酶链式反应的方式，衍生出一系列技术平台，如QPCR、ddPCR、RAA-PCR、LAMP-PCR等。

核酸检测周期短，灵敏度特异性高，但同时存在一些不足，首先目前使用的大部分核酸检测平台均需要依赖精巧的、笨重且昂贵的仪器、专业的实验室材料和具有一定专业水平要求的操作者，因此，大部分用于分子检测的样品被装运到集中式实验室，这导致获得所需要的信息需要长的周转时间。其次将样品制备（核酸提取）、核酸扩增和扩增物检测分开进行，操作步骤较多且较繁琐，增加了操作误差。过多的人工操作易造成样品的交叉污染，出现检测结果的假阳性。

发明内容

本发明的目的是提供一种核酸提取与扩增一体检测系统，以解决上述的现有技术中存在的问题至少之一。

本发明采用如下技术方案：

一种核酸提取与扩增一体检测系统，包括检测盒和移动和转动检测盒的驱动机构，所述检测盒包括预装层、密封转动连接在预装层下方的提取层、与提取层密封转动连接的废液层、与废液层密封固定连接的扩增层和推入液体的活塞组件，所述预装层、提取层、废液层和扩增层上设有多个液流通道和与液流通道配合使用的气流通道，通过转动提取层选择性地将提取层与预装层、提取层与废液层或提取层与扩增层的液流通道和气流通道连通。

进一步的，提取层包括提取容器和与提取容器顶部固定连接的密封盖和提取容器底部转动连接的密封板。

进一步的，所述预装层顶部固定连接有顶盖，顶盖上设有多个气孔和一个进液孔，预装层中部设有活塞通道，活塞通道外侧壁上设有与气孔数量相同且周向布置的第一内部气孔，第一内部气孔顶部通过气孔与大气连通；预装层内侧壁上开设有多个与第一内部气孔配合使用的外部气孔，所述第一内部气孔与外部气孔之间固定连接有多个辐射状隔板，隔板顶部开设有连通第一内部气孔和外部气孔的凹槽，隔板将预装层分为多个不连通的预装仓，每个预装仓底部设有一个周向布置的顶部通孔，密封盖上开设有与顶部通孔配合使用的内通孔，顶部通孔和内通孔连通形成预装层与提取层之间的液流通道；所述密封盖边缘开设有多个与外部气孔配合使用的外通孔，外通孔、外部气孔、凹槽与第一内部气孔形成大气与提取层之间的气流通道。

进一步的，所述活塞通道外侧壁上还设有与第一内部气孔数量相同的第二内部气孔，第二内部气孔设在每个预装仓且与第一内部气孔处在同一圆周上，每个第二内部气孔顶部与对应的预装仓连通；密封盖的顶部开设有与第二内部气孔配合使用的短槽。

进一步的，所述提取容器底部固定连接有滑柱，所述密封板顶部开设有与滑柱配合使用的带缺口的环形滑槽；所述密封板的边缘处设有卡柱，废液层内部固定连接有与所述卡柱配合使用的半圆卡槽，卡柱与半圆卡槽配合防止滑柱在环形滑槽内转动时密封板一同转动；提取容器的底壁上开设有废液孔，密封板的边缘开设有与废液孔配合使用的多个废液槽，所述废液槽与废液层内腔连通，废液孔和废液槽连通形成提取层和废液层之间的液流通道。

进一步的，所述提取容器的侧壁设有内凸起，所述内凸起上开设有与外通孔配合使用的侧边通孔，所述侧边通孔与废液层内腔连通； 所述预装层底部开设有多个与短槽和内通孔配合使用的气体交换槽。

进一步的，所述扩增层包括多个周向均布的扩增管，所述密封板上开设有底部通孔，废液层设有中部凸起的连接部，所述连接部上开设有多个与扩增管连通的卡孔，所述底部通孔与卡孔连通配合使用，底部通孔和卡孔连通形成提取层与扩增层之间的液流通道。

进一步的，所述密封板底部开设有底部气槽，所述底部气槽将对应的 扩增管与废液层连通。

进一步的，还包括支架、设置在支架上可放入检测盒的检测仓、设置在支架上检测样本的光电检测器、在提取层外周等距分布的电磁吸盘、套设在扩增管外使扩增管保持移动温度的孵育块和控制器，所述驱动机构包括设置在支架上使检测盒水平直线往复移动的水平移动组件、设置在支架上使检测仓整体上下直线往复移动的垂直移动组件、使活塞组件上下直线往复运动的活塞运动组件、使提取层或提取层和预装层一同按定位定向旋转的旋转组件和转动光电检测器的光电转动组件，所述驱动机构、光电检测器、电磁吸盘和孵育块均与控制器电性连接。

进一步的，所述水平移动组件包括放置检测盒且能收回的盒托架、与盒托架固定连接的盒托架滑杆、第一限位器、直线导轨、在直线导轨上滑动且与盒托架滑杆同步移动的的直线滑块和驱动直线滑块滑动的第一电机；所述垂直移动组件包括固定连接在支架上的第一上下线组、在第一上下线组上滑动的第一线组滑母和驱动第一线组滑母滑动的第二电机，所述检测仓与第一线组滑母一同上下移动；所述活塞运动组件包括与检测仓固定连接的第二上下线组、在第二上下线组上滑动的第二线组滑母、驱动第二线组滑母滑动的第三电机，所述第二线组滑母与活塞柄卡接一同上下移动；所述旋转组件包括第一步进电机、通过第一步进电机驱动的第一主动齿和与第一主动齿啮合连接的盒旋齿，盒旋齿与提取层卡接；所述光电转动组件包括第二步进电机、通过第二步进电机驱动的第二主动齿和与第二主动齿啮合连接的光电齿。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过转动提取层选择性地将提取层与预装层、提取层与废液层或提取层与扩增层的液流通道和气流通道连通，在检测的时候能够使内部检测样品在气压的作用下在预装层、提取层、废液层和扩增层中转移，可以有效用于基于核酸提纯及扩增技术的核酸检测方法，本系统将实验室核酸检测过程集中化，将检测样本核酸提纯、扩增、光电检测功能集为一体，操作步骤简单，避免了过多的人工操作，无需专业的分子检测实验室，在预装层里加入检测样品后检测过程在封闭状态下进行，避免了核酸检测过程中常见的交叉污染，防止出现假阳性检测结果，检测结果更加精准。

2、本发明中设有多个扩增管，能将一种检测样品注入到多个扩增管内，一次能完成多种核酸检测，检测更全面，同时提高了检测效率。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的主视图；

图3是图2中删除支架后的左视图；

图4是本发明中检测盒的外部立体结构示意图；

图5是本发明中检测盒的竖直端面结构示意图；

图6是本发明中顶盖的立体结构示意图；

图7是本发明中预装层的立体结构示意图1；

图8是本发明中预装层的立体结构示意图2；

图9是本发明中密封盖的立体结构示意图；

图10是本发明中提取容器的立体结构示意图1；

图11是本发明中提取容器的立体结构示意图2；

图12是本发明中密封板的立体结构示意图1；

图13是本发明中密封板的立体结构示意图2；

图14是本发明中废液层的立体结构示意图；

图15是本发明中扩增层的立体结构示意图。

图中所示：1-顶盖，1001-气孔，1002-进液孔，1003-活塞孔， 2-预装层，2001-外部气孔，2002-凹槽，2003-第一内部气孔，2004- 活塞通道2005-第二内部气孔，2006-预装仓，2007-气体交换槽，2008-顶部通孔，2009-隔板，3-密封盖，3001-内通孔，3002-短槽， 3003-外通孔，4-提取容器，4001-内凸起，4002-侧边通孔，4003-注液孔，4004-废液孔，4005-滑柱，5-密封板，5001-环形滑槽，5002-底部通孔，5003-废液槽，5004-卡柱，5005-底部气槽，6-废液层，6001-半圆卡槽，6002-连接部，6003-卡孔，7-扩增层，7001-扩增管，8-支架，9-检测仓，10-光电检测器，11-电磁吸盘，12-水平移动组件，1201-直线滑块，1202-直线导轨，1203-第一电机，1204-盒托架滑杆，13-垂直移动组件，1301-第一上下线组，1302-第一线组滑母，14-活塞运动组件，1401-第二上下线组，1402-第二线组滑母，15-旋转组件，1501-第一主动齿，1502-盒旋齿，1503-第一步进电机，16-光电转动组件，1601-第二主动齿，1602-光电齿，1603-第二步进电机，17-孵育块，18-活塞杆，19-橡胶塞，20-卡件，21-密封圈，22-活塞。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

以下结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。

如图4和图5所示，一种核酸提取与扩增一体检测系统，包括检测盒和移动和转动检测盒的驱动机构，检测盒包括预装层2、密封转动连接在预装层2下方的提取层、与提取层密封转动连接的废液层6、与废液层6密封固定连接的扩增层7和推入液体的活塞组件，预装层2、提取层、废液层6和扩增层7上设有多个液流通道和与液流通道配合使用的气流通道，通过转动提取层选择性地将提取层与预装层2、提取层与废液层6或提取层与扩增层7的液流通道和气流通道连通。

如图6-8所示，预装层2顶部固定连接有顶盖1，顶盖1上设有4个气孔1001、一个进液孔1002和活塞孔1003，进液孔1002上设有橡胶塞19，预装层2中部设有活塞通道2004，活塞通道2004外侧壁上设有与气孔1001数量相同且周向布置的第一内部气孔2003，第一内部气孔2003顶部通过气孔1001与大气连通。预装层2内侧壁上开设有4个与第一内部气孔2003配合使用的外部气孔2001，第一内部气孔2003与外部气孔2001之间固定连接有4个辐射状隔板2009，隔板2009顶部开设有连通第一内部气孔2003和外部气孔的凹槽2002，隔板2003将预装层2分为4个不连通的预装仓2006，每个预装仓2006底部设有一个周向布置的顶部通孔2008。

如图9-13所示，提取层包括提取容器4和与提取容器4顶部固定连接的密封盖3和提取容器4底部转动连接的密封板5。密封盖3上开设有与顶部通孔2008配合使用的内通孔3001，顶部通孔2008和内通孔3001连通形成预装层2与提取层之间的液流通道。密封盖3边缘开设有多个与外部气孔2001配合使用的外通孔3003，外通孔3003、外部气孔2001、凹槽2002与第一内部气孔2003形成大气与提取层之间的气流通道。

活塞通道2004外侧壁上还设有与第一内部气孔2003数量相同的第二内部气孔2005，第二内部气孔2005设在每个预装仓2006且与第一内部气孔2003处在同一圆周上，每个第二内部气孔2005顶部与对应的预装仓2006连通。密封盖3的顶部开设有与第二内部气孔2005配合使用的短槽3002。第二内部气孔2005与短槽3002连通时，活塞22下方、密封盖3上方空间与对应的预装仓2006连通，此时，对应预装仓2006的顶部通孔2008与内通孔3001也连通形成预装层2与提取层之间的液流通道，外通孔3003、外部气孔2001、凹槽2002与第一内部气孔2003形成大气与提取层之间的气流通道，活塞22向下移动，对应预装仓2006内的压力增大，将预装仓2006内的液体向下挤压流入提取层，提取层内气体排入大气。

如图10-14所述，提取容器4底部固定连接有滑柱4005，密封板5顶部开设有与滑柱4005配合使用的带缺口的环形滑槽5001。密封板5的边缘处设有卡柱5004，废液层6内部固定连接有与卡柱5004配合使用的半圆卡槽6001，卡柱5004与半圆卡槽6001配合防止滑柱4005在环形滑槽5001内转动时密封板5一同转动。提取容器4的底壁上开设有废液孔4004，密封板5的边缘开设有与废液孔4004配合使用的3个废液槽5003，废液槽5003与废液层6内腔连通，废液孔4004和废液槽5003连通形成提取层和废液层6之间的液流通道。

提取容器4的侧壁设有内凸起4001，内凸起4001上开设有与外通孔3003配合使用的侧边通孔4002，侧边通孔4002与废液层6内腔连通； 预装层2底部开设有多个与短槽3002和内通孔3001配合使用的气体交换槽2007。气体交换槽2007通过连通内通孔3001和短槽3002将活塞22下方空间与提取层连通，此时，废液孔4004和废液槽5003也连通形成提取层和废液层6之间的液流通道，侧边通孔4002、外通孔3003、外部气孔2001、凹槽2002与第一内部气孔2003形成大气与废液层6之间的气流通道，活塞22向下移动，活塞22下方、密封盖3上方空间与提取层连通，提取层内的压力增大，将提取层内的液体向下挤压流入废液层6，废液层6内气体排入大气。

如图12-15所示，扩增层7包括6个周向均布的扩增管7001，密封板5上开设有底部通孔5002，废液层6设有中部凸起的连接部6002，连接部6002上开设有6个与扩增管7001连通的卡孔6003，底部通孔5002与卡孔6003连通配合使用，底部通孔5002和卡孔6003连通形成提取层与扩增层7之间的液流通道。密封板5底部开设有底部气槽5005，底部气槽5005将对应的 扩增管7001与废液层连通。气体交换槽2007通过连通内通孔3001和短槽3002将活塞22下方空间与提取层连通，此时，注液孔4003、底部通孔5002和卡孔6003也连通形成提取层和扩增层7之间的液流通道，底部气槽5005、废液层6内腔、侧边通孔4002、外通孔3003、外部气孔2001、凹槽2002与第一内部气孔2003形成大气与扩增管7001之间的气流通道，活塞22向下移动，活塞22下方、密封盖3上方空间与提取层连通，提取层内的压力增大，将提取层内的液体向下挤压流入对应的扩增管7001，对应扩增管7001内气体排入大气。

如图1-3所示，一种核酸提取与扩增一体检测系统还包括支架8、设置在支架8上可放入检测盒的检测仓9、设置在支架8上检测样本的光电检测器10、在提取层外周等距分布的电磁吸盘11、套设在扩增管7001外使扩增管7001保持移动温度的孵育块17和控制器，驱动机构包括设置在支架8上使检测盒水平直线往复移动的水平移动组件12、设置在支架8上使检测仓整体上下直线往复移动的垂直移动组件13、使活塞22组件上下直线往复运动的活塞运动组件14、使提取层或提取层和预装层2一同按定位定向旋转的旋转组件15和转动光电检测器10的光电转动组件16，所述驱动机构、光电检测器10、电磁吸盘11和孵育块17均与控制器电性连接。

水平移动组件12包括放置检测盒且能收回的盒托架、与盒托架固定连接的盒托架滑杆1204、第一限位器、直线导轨1202、在直线导轨1202上滑动且与盒托架滑杆1204同步移动的的直线滑块1201和驱动直线滑块1201滑动的第一电机1203，第一电机1203驱动直线滑块1201在直线导轨1202上滑动带动盒托架滑杆1204一同移动，盒托架滑杆1204带动检测盒一同向检测仓9移动，当检测盒到达第一限位器位置时，控制器收回盒托架并关闭第一电机。

垂直移动组件13包括固定连接在支架8上的第一上下线组1301、在第一上下线组1301上滑动的第一线组滑母1302和驱动第一线组滑母1302滑动的第二电机，所述检测仓9和活塞运动组件14均与第一线组滑母1302一同上下移动，第二电机驱动第一线组滑母1302向下移动，第一线组滑母1302带动检测仓9一同向下移动使活塞杆18进入到活塞运动组件14中，同时，检测盒卡入旋转组件15中。

活塞运动组件14包括与检测仓固定连接的第二上下线组1401、在第二上下线组1401上滑动的第二线组滑母1402、第二线组滑母1402和驱动第二线组滑母1402滑动的第三电机，所述第二线组滑母1402与活塞杆18卡接一同上下移动，第三电机驱动第二线组滑母1402在第二上下线组1401上往复运动，第二线组滑母1402带动活塞杆18一同做往复运动。

旋转组件15包括第一步进电机1503、通过第一步进电机1503驱动的第一主动齿1501和与第一主动齿1501啮合连接的盒旋齿1502，盒旋齿1502与提取层卡接，第一步进电机1503驱动第一主动齿1501按预设的角度旋转，第一主动齿1501带动盒旋齿1502和提取层一同旋转。

光电转动组件16包括第二步进电机1603、通过第二步进电机1603驱动的第二主动齿1601和与第二主动齿1601啮合连接的光电齿1602，所述光电齿1602上固定连接有光电检测器10，第二步进电机1603驱动第二主动齿1601按预设的角度旋转，第二主动齿1601带动光电齿1602和光电检测器10一同转动，对每个扩增管7001内样本进行检测。

本发明的具体工作过程如下：

1、初始位置时，卡柱5004位于半圆卡槽6001内部，滑柱4005位于环形滑槽5001靠近底部通孔5002的一端；在没有橡胶塞19的3个预装仓2006内装入第一清洗液、第二清洗液和洗脱液，将橡胶塞19打开，检测样本液体通过进液孔1002装入第4个预装仓2006内，此时，短槽3002、第一内部气孔2003与大气连通，活塞杆18向上提起实现吸气；

2、提取容器4和密封盖3一同顺时针转动30°，此时，第二内部气孔2005与短槽3002连通将活塞22下方、短槽3002与装有检测样本液体的预装仓2006连通，顶部通孔2008与内通孔3001连通，外通孔3003、外部气孔2001、凹槽2002与第一内部气孔2003形成大气与提取层之间的气流通道，活塞22向下移动，将预装仓2006内的检测样本液体向下挤压流入提取层，提取层内气体排入大气。

3、提取容器4和密封盖3一同逆时针转动30°回到初始位置，活塞杆18向上提起实现吸气，并在室温下放置10min进行裂解实现核酸吸附，同时电磁吸盘11工作实现磁珠富集；

4、提取容器4和密封盖3一同顺时针转动59°，此时，气体交换槽2007通过连通内通孔3001和短槽3002将活塞22下方空间与提取层连通，废液孔4004和废液槽5003连通，侧边通孔4002、外通孔3003、外部气孔2001、凹槽2002与第一内部气孔2003形成大气与废液层之间的气流通道，活塞22向下移动，将提取层内的检测样本液体向下挤压流入废液层6，废液层6内气体排入大气。

5、提取容器4和密封盖3一同顺时针转动46°，此时，短槽3002、第一内部气孔2003与大气连通，活塞杆18向上提起实现吸气；

6、提取容器4和密封盖3一同顺时针转动15°，此时，另一个第二内部气孔2005与短槽3002连通将活塞22下方、短槽3002与装有第一清洗液的预装仓2006连通，顶部通孔2008与内通孔3001连通，外通孔3003、外部气孔2001、凹槽2002与第一内部气孔2003形成大气与提取层之间的气流通道，活塞22向下移动，将预装仓2006内的第一清洗液向下挤压流入提取层，提取层内气体排入大气，关闭电磁吸盘11，实现磁珠游离；

7、提取容器4和密封盖3一同逆时针转动15°，此时，短槽3002、第一内部气孔2003与大气连通，活塞杆18向上提起实现吸气，同时电磁吸盘11工作实现磁珠富集，对提取层内部搅拌实现清洗；

8、提取容器4和密封盖3一同顺时针转动59°，此时，另一个气体交换槽2007通过连通内通孔3001和短槽3002将活塞22下方空间与提取层连通，废液孔4004和废液槽5003连通，侧边通孔4002、外通孔3003、外部气孔2001、凹槽2002与第一内部气孔2003形成大气与废液层之间的气流通道，活塞22向下移动，将提取层内的第一清洗液向下挤压流入废液层6，废液层6内气体排入大气，关闭电磁吸盘11，实现磁珠游离；

9、提取容器4和密封盖3一同顺时针转动16°，此时，短槽3002、第一内部气孔2003与大气连通，活塞杆18向上提起实现吸气；

10、提取容器4和密封盖3一同顺时针转动30°，此时，另一个第二内部气孔2005与短槽3002连通将活塞22下方、短槽3002与装有第二清洗液的预装仓2006连通，顶部通孔2008与内通孔3001连通，外通孔3003、外部气孔2001、凹槽2002与第一内部气孔2003形成大气与提取层之间的气流通道，活塞向下移动，将预装仓内的第二清洗液向下挤压流入提取层，提取层内气体排入大气，关闭电磁吸盘11，实现磁珠游离；

11、提取容器4和密封盖3一同逆时针转动30°，此时，短槽3002、第一内部气孔2003与大气连通，活塞杆18向上提起实现吸气，同时电磁吸盘11工作实现磁珠富集，对提取层内部搅拌实现清洗；

12、提取容器4和密封盖3一同顺时针转动59°，此时，另一个气体交换槽2007通过连通内通孔3001和短槽3002将活塞22下方空间与提取层连通，废液孔4004和废液槽5003连通，侧边通孔4002、外通孔3003、外部气孔2001、凹槽2002与第一内部气孔2003形成大气与废液层6之间的气流通道，活塞22向下移动，将提取层内的第一清洗液向下挤压流入废液层6，废液层6内气体排入大气；

13、提取容器4和密封盖3一同顺时针转动32°，此时，短槽3002、第一内部气孔2003与大气连通，活塞杆18向上提起实现吸气；

14、提取容器4和密封盖3一同顺时针转动15°，此时，另一个第二内部气孔2005与短槽3002连通将活塞22下方、短槽3002与装有洗脱液的预装仓2006连通，顶部通孔2008与内通孔3001连通，外通孔3003、外部气孔2001、凹槽2002与第一内部气孔2003形成大气与提取层之间的气流通道，活塞22向下移动，将预装仓2006内的洗脱液向下挤压流入提取层，提取层内气体排入大气，关闭电磁吸盘，实现磁珠游离，并在室温下放置5min，实现核酸洗脱；

15、提取容器4和密封盖3一同逆时针转动15°，此时，短槽3002、第一内部气孔2003与大气连通，活塞杆18向上提起实现吸气，搅拌实现清洗清洗，同时电磁吸盘11工作实现磁珠富集；

16、提取容器4、密封盖3和预装层2一同顺时针转动44°，此时，滑柱4005刚好从环形滑槽5001的一端滑动到另一端，气体交换槽2007通过连通内通孔3001和短槽3002将活塞22下方空间与提取层连通，注液孔4003、底部通孔5002和卡孔6003连通，底部气槽5005、废液层6内腔、侧边通孔4002、外通孔3003、外部气孔2001、凹槽2002与第一内部气孔2003形成大气与第一扩增管7001之间的气流通道，活塞22向下移动，将提取层内的液体向下挤压流入第一扩增管7001，第一扩增管7001内气体排入大气。

17、密封板5、提取容器4、密封盖3和预装层2一同顺时针转动60°，此时，气体交换槽2007通过连通内通孔3001和短槽3002将活塞22下方空间与提取层连通，注液孔4003、底部通孔5002和卡孔6003连通，底部气槽5005、废液层6内腔、侧边通孔4002、外通孔3003、外部气孔2001、凹槽2002与第一内部气孔2003形成大气与第二扩增管7001之间的气流通道，活塞22向下移动，将提取层内的液体向下挤压流入第二扩增管7001，第二扩增管7001内气体排入大气；

18、同步骤17再次操作4次，完成第三扩增管、第四扩增管、第五扩增管和第六扩增管的注液操作。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种核酸提取与扩增一体检测系统，其特征在于，包括检测盒和移动和转动检测盒的驱动机构，所述检测盒包括预装层、密封转动连接在预装层下方的提取层、与提取层密封转动连接的废液层、与废液层密封固定连接的扩增层和推入液体的活塞组件，所述预装层、提取层、废液层和扩增层上设有多个液流通道和与液流通道配合使用的气流通道，通过转动提取层选择性地将提取层与预装层、提取层与废液层或提取层与扩增层的液流通道和气流通道连通；所述提取层包括提取容器和与提取容器顶部固定连接的密封盖和提取容器底部转动连接的密封板；所述提取容器底部固定连接有滑柱，所述密封板顶部开设有与滑柱配合使用的带缺口的环形滑槽；所述密封板的边缘处设有卡柱，废液层内部固定连接有与所述卡柱配合使用的半圆卡槽，卡柱与半圆卡槽配合防止滑柱在环形滑槽内转动时密封板一同转动；提取容器的底壁上开设有废液孔，密封板的边缘开设有与废液孔配合使用的多个废液槽，所述废液槽与废液层内腔连通，废液孔和废液槽连通形成提取层和废液层之间的液流通道。

2.根据权利要求1所述的一种核酸提取与扩增一体检测系统，其特征在于，所述预装层顶部固定连接有顶盖，顶盖上设有多个气孔和一个进液孔，预装层中部设有活塞通道，活塞通道外侧壁上设有与气孔数量相同且周向布置的第一内部气孔，第一内部气孔顶部通过气孔与大气连通；预装层内侧壁上开设有多个与第一内部气孔配合使用的外部气孔，所述第一内部气孔与外部气孔之间固定连接有多个辐射状隔板，隔板顶部开设有连通第一内部气孔和外部气孔的凹槽，隔板将预装层分为多个不连通的预装仓，每个预装仓底部设有一个周向布置的顶部通孔，密封盖上开设有与顶部通孔配合使用的内通孔，顶部通孔和内通孔连通形成预装层与提取层之间的液流通道；所述密封盖边缘开设有多个与外部气孔配合使用的外通孔，外通孔、外部气孔、凹槽与第一内部气孔形成大气与提取层之间的气流通道。

3.根据权利要求2所述的一种核酸提取与扩增一体检测系统，其特征在于，所述活塞通道外侧壁上还设有与第一内部气孔数量相同的第二内部气孔，第二内部气孔设在每个预装仓且与第一内部气孔处在同一圆周上，每个第二内部气孔顶部与对应的预装仓连通；密封盖的顶部开设有与第二内部气孔配合使用的短槽。

4.根据权利要求3所述的一种核酸提取与扩增一体检测系统，其特征在于，所述提取容器的侧壁设有内凸起，所述内凸起上开设有与外通孔配合使用的侧边通孔，所述侧边通孔与废液层内腔连通；所述预装层底部开设有多个与短槽和内通孔配合使用的气体交换槽。

5.根据权利要求4所述的一种核酸提取与扩增一体检测系统，其特征在于，所述扩增层包括多个周向均布的扩增管，所述密封板上开设有底部通孔，废液层设有中部凸起的连接部，所述连接部上开设有多个与扩增管连通的卡孔，所述底部通孔与卡孔连通配合使用，底部通孔和卡孔连通形成提取层与扩增层之间的液流通道。

6.根据权利要求5所述的一种核酸提取与扩增一体检测系统，其特征在于，所述密封板底部开设有底部气槽，所述底部气槽将对应的扩增管与废液层连通。

7.根据权利要求1所述的一种核酸提取与扩增一体检测系统，其特征在于，还包括支架、设置在支架上可放入检测盒的检测仓、设置在支架上检测样本的光电检测器、在提取层外周等距分布的电磁吸盘、套设在扩增管外使扩增管保持移动温度的孵育块和控制器，所述驱动机构包括设置在支架上使检测盒水平直线往复移动的水平移动组件、设置在支架上使检测仓整体上下直线往复移动的垂直移动组件、使活塞组件上下直线往复运动的活塞运动组件、使提取层或提取层和预装层一同按定位定向旋转的旋转组件和转动光电检测器的光电转动组件，所述驱动机构、光电检测器、电磁吸盘和孵育块均与控制器电性连接。

8.根据权利要求7所述的一种核酸提取与扩增一体检测系统，其特征在于，所述水平移动组件包括放置检测盒且能收回的盒托架、与盒托架固定连接的盒托架滑杆、第一限位器、直线导轨、在直线导轨上滑动且与盒托架滑杆同步移动的直线滑块和驱动直线滑块滑动的第一电机；所述垂直移动组件包括固定连接在支架上的第一上下线组、在第一上下线组上滑动的第一线组滑母和驱动第一线组滑母滑动的第二电机，所述检测仓与第一线组滑母一同上下移动；所述活塞运动组件包括与检测仓固定连接的第二上下线组、在第二上下线组上滑动的第二线组滑母、驱动第二线组滑母滑动的第三电机，所述第二线组滑母与活塞柄卡接一同上下移动；所述旋转组件包括第一步进电机、通过第一步进电机驱动的第一主动齿和与第一主动齿啮合连接的盒旋齿，盒旋齿与提取层卡接；所述光电转动组件包括第二步进电机、通过第二步进电机驱动的第二主动齿和与第二主动齿啮合连接的光电齿，所述光电齿与光电检测器固定连接。

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