CN112280665A - 一种集提取、扩增和检测一体化的基因检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医学检测技术领域，具体涉及一种集提取、扩增和检测一体化的基因检测设备，包括支架台和安装在其内部的主圆筒，其特征在于：主圆筒顶部固定有密封顶盖，密封顶盖上安装有推筒，推筒顶部安装有密封塞，主圆筒底部固定有连接筒，连接筒外壁中间固定有支撑环，连接筒底部密封连接有弹力环壁，弹力环壁底部固定有检测圆筒，推筒底部中间安装有第一刺刀，推筒底部设置有不锈钢管，不锈钢管底部贯穿至第一刺刀外表面，主圆筒内部从上至下依次设置有隔离膜、过滤机构，检测圆筒内腔从上至下依次设置有样本垫、有色颗粒结合垫、纤维膜、检测线、质控线、吸水滤纸垫，本发明具有结构简单，易于携带的优点，市场前景良好。

Description

一种集提取、扩增和检测一体化的基因检测设备

技术领域

本发明涉及医学检测技术领域，具体为一种集提取、扩增和检测一体化的基因检测设备。

背景技术

现代医学对传染病和新出现疾病、生物威胁试剂、遗传病和致病因子的环境储库的公共健康影响和认识已经增加了，因此，对于更加信息化、灵敏和特异性的使用快速测定的需求已使得对检测样本工具的要求增加。

目前，通过传统的核酸提取方法提取核酸，通过PCR的扩增的方法进行的分子检测是非常灵敏的、特异性的和信息化的。不幸的是，目前可用的提取核酸和核酸检测方法不适合在取样现场使用或在取样现场使用的实用性有限，原因在于其需要精巧的、笨重且昂贵的仪器、专业的实验室材料和/或依赖于使用者干预的多个操作。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。

现有技术中用于检测的设备非常昂贵且由于许多样本将由同一个设备加工因而仍可能存在污染。综上所述，由于现有技术的检测方法需要大型仪器以及扩增产物容易造成污染的缺陷，使得提取核酸进行扩增的诊断受到了很大的限制。为此，我们提出一种集提取、扩增和检测一体化的基因检测设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集提取、扩增和检测一体化的基因检测设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种集提取、扩增和检测一体化的基因检测设备，包括支架台和安装在其内部的主圆筒，所述主圆筒顶部固定有密封顶盖，所述密封顶盖上安装有推筒，所述推筒顶部安装有密封塞，所述主圆筒底部固定有连接筒，所述连接筒外壁中间固定有支撑环，所述连接筒底部密封连接有弹力环壁，所述弹力环壁底部固定有检测圆筒；

所述支架台内部固定有支撑块，所述支撑块中间开设有和所述支撑环配合的环嵌槽，所述支架台底部开设有槽道，所述支架台左右两侧均开设有纵向通道，所述支架台左右两侧外壁均滑动连接有滑座，所述滑座上均螺纹连接有调节螺杆，两个所述调节螺杆相向一侧均通过所述纵向通道延伸至所述支架台内部，且固定有加热环，两个所述加热环合拢套接在所述主圆筒外壁；

所述支架台下方设置有电动伸缩杆，所述检测圆筒底部通过所述槽道延伸至所述支架台下方，所述电动伸缩杆顶部固定有和所述检测圆筒配合的托板，所述推筒底部延伸至所述主圆筒内部固定有活塞板，所述推筒底部中间安装有第一刺刀，所述第一刺刀底部延伸至所述活塞板下方，所述推筒底部设置有不锈钢管，所述不锈钢管底部贯穿至所述第一刺刀外表面，所述主圆筒内部从上至下依次设置有隔离膜、过滤机构，所述隔离膜上附着有干态裂解试剂、蛋白酶K、carrierRNA等用以提取核酸的核酸提取试剂，所述检测圆筒顶部固定有隔板，所述隔板顶部一侧设置有第二刺刀，所述第二刺刀中间设置吸水纸，所述吸水纸底部延伸至所述检测圆筒内腔，所述检测圆筒内腔从上至下依次设置有样本垫、有色颗粒结合垫、纤维膜、检测线、质控线、吸水滤纸垫，上述各部分在相邻处部分重叠；

所述主圆筒内提取及扩增核酸，随后在检测圆筒内检测，所述的主圆筒内部空间通过所述隔离膜、所述过滤机构分为三个腔室，三个所述腔室在功能上是独立的，相继且紧凑的；位于所述主圆筒最底部的所述腔室内附着扩增反应所需的所有成分冻成的干粉，所述的隔离膜密闭且可被所述第一刺刀刺破，所述隔离膜与所述密封顶盖的距离与所述第一刺刀的长度相同；

所述加热环外接通过导线外接电源，加热环可任意套接在所述主圆筒的外壁，且所述加热环的温度为调节，所述支架台左右两侧外壁开设有长滑槽，所述长滑槽和所述纵向通道长度一致且相互平行，所述滑座靠近所述支架台外壁的一端固定有和所述长滑槽配合的T型滑块，所述滑座上开设有和所述调节螺杆配合的第一螺纹孔。

作为上述方案的进一步设置，所述密封塞顶部和所述调节螺杆远离所述主圆筒的一端均固定有限位柄。

作为上述方案的进一步设置，所述电动伸缩杆伸展时，所述检测圆筒被压缩，使得弹力环壁被压缩，所述第二刺刀刺破所述主圆筒底部的所述腔室。

作为上述方案的进一步设置，所述密封顶盖可以是活性炭过滤器、离子交换过滤器，还可以是分子截断范围为300000D-400000D的半透膜，且它们是非粘性涂布的。

作为上述方案的进一步设置，所述密封顶盖中间开设有和所述推筒配合的第二螺纹孔，所述密封塞底部延伸至所述推筒内部固定有橡胶柱，所述橡胶柱外径和所述推筒内径过盈配合。

作为上述方案的进一步设置，所述第二刺刀的底端镂空并连接有吸水纸，所述吸水纸底部延伸至所述检测圆筒内部且和所述样本垫相连。

作为上述方案的进一步设置，所述支架台底部四角处均安装有支脚，所述支脚底部均固定有缓冲脚垫。

作为上述方案的进一步设置，所述支撑块和所述支撑环上等距离开设有相互配合的安装孔，所述支撑块和所述支架台一体连接成型。

作为上述方案的进一步设置，所述推筒外壁设置刻度，当所述推筒顶部高度和所述密封顶盖顶部之间的高度差为10CM时，第一刺刀贯穿所述隔离膜，当推筒顶部高度和所述密封顶盖顶部高度平齐时，所述隔离膜被完全贯穿至消失，所述第一刺刀底部和所述过滤机构顶部之间的距离小于1CM。

作为上述方案的进一步设置，所述主圆筒和所述检测圆筒均为透明材料制成，所述弹力环壁为医用硅橡胶制成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置滑座通过T型滑块在长滑槽内部移动，从而带动调节螺杆上下移动，从而调节加热环的高度位置，调节螺杆和滑座螺纹连接，转动调节螺杆，从而调整两个加热环之间的距离，当两个加热环合拢，紧紧套接在主圆筒外壁时，加热环和主圆筒外壁之间的阻力，使得加热环不会向下滑动，易于操作，通过加热环对样本进行温育，具有快速、高效、的优点；设置加热环可上下移动、可分离合拢，可对主圆筒不同位置进行温育；

2、本发明通过电动伸缩杆将弹力环壁压缩，使得第二刺刀顶部刺入到主圆筒内部，使得液体进入到检测圆筒内部，当样本垫吸收足够的液体时，此液体在毛细作用下，进入到有色颗粒结合垫和纤维膜，有色颗粒结合垫上的有色颗粒有抗A抗体包被，检测线上有抗B抗体包被，质控线上有抗A抗体，由于圆筒检测圆筒由透明材料制成，在不打开整个装置的情况下可直接通过肉眼观测试纸条结果，比较方便；

3、本发明中主圆筒和检测圆筒为密闭性良好的一次性用品，消除了污染的可能性，结构简单，易于携带，可以应用于所有需要使用核酸扩增检测技术法来检测的领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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1为本发明第一视角结构示意图；

图2为本发明第二视角结构示意图；

图3为本发明正视图；

图4为本发明侧视图；

图5为本发明支架台的结构示意图；

图6为本发明主圆筒和检测圆筒内部结构示意图；

图7为本发明主圆筒内部第一刺刀刺破隔离膜时的结构示意图；

图8为本发明主圆筒内部第一刺刀靠近过滤机构时的结构示意图；

图9为本发明主圆筒内部结构示意图；

图10为本发明A处结构示意图。

图中：1、主圆筒；2、支架台；201、支脚；202、纵向通道；3、支撑块；4、环嵌槽；5、槽道；6、滑座；7、调节螺杆；8、加热环；9、连接筒；10、弹力环壁；11、检测圆筒；12、隔板；13、支撑环；14、密封顶盖；15、推筒；151、不锈钢管；16、密封塞；17、托板；18、电动伸缩杆；19、长滑槽；20、活塞板；21、第一刺刀；22、隔离膜；23、过滤机构；24、吸水纸；25、第二刺刀；26、样本垫；27、有色颗粒结合垫；28、纤维膜；29、检测线；30、质控线；31、吸水滤纸垫。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1～10，并结合实施例来详细说明本申请。

如图1和图3，一种集提取、扩增和检测一体化的基因检测设备，包括支架台2和安装在其内部的主圆筒1，所述主圆筒1顶部固定有密封顶盖14，所述密封顶盖14上安装有推筒15，所述推筒15顶部安装有密封塞16，检测时，打开密封塞16将样本倒入到推筒15内部然后样本通过不锈钢管151进入到主圆筒1内部，设置的隔离膜22将样本隔绝在主圆筒1顶部的腔室，提取的样本可以是全血、痰液、尿液、粪便、组织、器官的一部分或者任何含有靶核酸序列的其他来源；

所述主圆筒1底部固定有连接筒9，所述连接筒9外壁中间固定有支撑环13，所述连接筒9底部密封连接有弹力环壁10，所述弹力环壁10底部固定有检测圆筒11，所述支架台2内部固定有支撑块3，所述支撑块3中间开设有和所述支撑环13配合的环嵌槽4，所述支架台2底部开设有槽道5，所述支架台2左右两侧均开设有纵向通道202，所述支架台2左右两侧外壁均滑动连接有滑座6，所述滑座6上均螺纹连接有调节螺杆7，两个所述调节螺杆7相向一侧均通过所述纵向通道202延伸至所述支架台2内部，且固定有加热环8，两个所述加热环8合拢套接在所述主圆筒1外壁，所述支架台2下方设置有电动伸缩杆18，所述检测圆筒11底部通过所述槽道5延伸至所述支架台2下方，所述电动伸缩杆18顶部固定有和所述检测圆筒11配合的托板17；

如图5至图10所示，所述推筒15底部延伸至所述主圆筒1内部固定有活塞板20，所述推筒15底部中间安装有第一刺刀21，所述第一刺刀21底部延伸至所述活塞板20下方，所述推筒15底部设置有不锈钢管151，所述不锈钢管151底部贯穿至所述第一刺刀21外表面，所述主圆筒1内部从上至下依次设置有隔离膜22、过滤机构23，过滤机构23可以除去所有潜在的抑制剂、小分子、离子以及蛋白质，所述隔离膜22上附着有干态裂解试剂、蛋白酶K、carrierRNA等用以提取核酸的核酸提取试剂，所述检测圆筒11顶部固定有隔板12，所述隔板12顶部一侧设置有第二刺刀25，所述第二刺刀25中间设置吸水纸24，所述吸水纸24底部延伸至所述检测圆筒11内腔，所述检测圆筒11内腔从上至下依次设置有样本垫26、有色颗粒结合垫27、纤维膜28、检测线29、质控线30、吸水滤纸垫31，上述各部分在相邻处部分重叠，所述主圆筒1内提取及扩增核酸，随后在检测圆筒11内检测，所述的主圆筒1内部空间通过所述隔离膜22、所述过滤机构23分为三个腔室，三个所述腔室在功能上是独立的，相继且紧凑的；位于所述主圆筒1最底部的所述腔室内附着扩增反应所需的所有成分冻成的干粉，所述的隔离膜22密闭且可被所述第一刺刀21刺破，所述隔离膜22与所述密封顶盖14的距离与所述第一刺刀21的长度相同，核酸检测试纸条是对已十分成熟的免疫层析显色法技术加以改进，应用包被上特异性的核酸或蛋白质的纳米级胶体金颗粒或其它有色颗粒和特别标记的核酸引物及探针，使扩增后的检测产物和胶体金颗粒结合，在试纸条的检测线T线上显色来检测DNA扩增产物；如果无目标DNA，特异性探针则将无法把扩增产物与标记物连接，结果无显色，即读为阴性；

如图1-图3所示，所述加热环8外接通过导线外接电源，加热环8可任意套接在所述主圆筒1的外壁，且所述加热环8的温度为调节，所述支架台2左右两侧外壁开设有长滑槽19，所述长滑槽19和所述纵向通道202长度一致且相互平行，所述滑座6靠近所述支架台2外壁的一端固定有和所述长滑槽19配合的T型滑块，所述滑座6上开设有和所述调节螺杆7配合的第一螺纹孔，滑座6通过T型滑块在长滑槽19内部移动，从而带动调节螺杆7在上下移动，从而调节加热环8的高度位置，调节螺杆7和滑座6螺纹连接，转动调节螺杆7，使得调节螺杆7顺着滑座6上的第一螺纹孔旋动，从而调整两个加热环8之间的距离，当两个加热环8合拢，紧紧套接在主圆筒1外壁时，加热环8和主圆筒1外壁之间的阻力，使得加热环8不会向下滑动，上述结构简单，易于操作；

如图1-图4所示，所述密封塞16顶部和所述调节螺杆7远离所述主圆筒1的一端均固定有限位柄，所述密封顶盖14中间开设有和所述推筒15配合的第二螺纹孔，所述密封塞16底部延伸至所述推筒15内部固定有橡胶柱，所述橡胶柱外径和所述推筒15内径过盈配合，所述支架台2底部四角处均安装有支脚201，所述支脚201底部均固定有缓冲脚垫，所述支撑块3和所述支撑环13上等距离开设有相互配合的安装孔，所述支撑块3和所述支架台2一体连接成型，所述主圆筒1和所述检测圆筒11均为透明材料制成，所述弹力环壁10为医用硅橡胶制成，耐腐蚀、弹性好，使用时，将主圆筒1放入到支架台2内部，使得支撑环13进入到环嵌槽4内部，再通过螺栓贯穿连接支撑块3和支撑环13上的安装孔，从而将主圆筒1稳定安装在支架台2的内部。

如图5至图10所示，所述电动伸缩杆18伸展时，所述检测圆筒11被压缩，使得弹力环壁10被压缩，所述第二刺刀25刺破所述主圆筒1底部的所述腔室，所述密封顶盖14可以是活性炭过滤器、离子交换过滤器，还可以是分子截断范围为300000D-400000D的半透膜，且它们是非粘性涂布的，所述第二刺刀25的底端镂空并连接有吸水纸24，所述吸水纸24底部延伸至所述检测圆筒11内部且和所述样本垫26相连，所述推筒15外壁设置刻度，当所述推筒15顶部高度和所述密封顶盖14顶部之间的高度差为10CM时，第一刺刀21贯穿所述隔离膜22，当推筒15顶部高度和所述密封顶盖14顶部高度平齐时，所述隔离膜22被完全贯穿至消失，所述第一刺刀21底部和所述过滤机构23顶部之间的距离小于1CM。

检测时，将密封塞16从推筒15内部拔出，将样本加入到推筒15内部，使得样本置于隔离膜22顶部，然后将密封塞16密封推筒15，滑座6在支架台2上上下移动，带动加热环8在主圆筒1外壁移动，加热环8的位置和隔离膜22位置平齐，通过加热环8温育一段时间后，顺时针转动密封塞16，带动推筒15向下移动，直至所述推筒15顶部高度和所述密封顶盖14顶部之间的高度差为10CM，如图6所示，第一刺刀21刺破隔离膜22，待液体全部流入过滤机构23后，最后进入到主圆筒1底部，继续顺时针转动密封塞16，直至推筒15顶部高度和所述密封顶盖14顶部高度平齐，同方向转动调节螺杆7，使得两个调节螺杆7相向移动或相离移动，当两个调节螺杆7相离移动时，两个加热环8相离，加热环8在自然重力的影响下，自然下滑，使得加热环8和主圆筒1底部的腔室平齐，然后再同方向转动调节螺杆7，使得两个调节螺杆7相向移动或相离移动，当两个调节螺杆7相向移动时，使得两个加热环8相向移动，使得两个加热环8合拢紧紧围在主圆筒1外壁，使得加热环8不会掉落，调节加热环8的温度，将主圆筒1底部的腔室内部的液体温育一段时间后，开启电动伸缩杆18，使得电动伸缩杆18伸展，托板17将检测圆筒11向上压缩，使得弹力环壁10收缩，如图10所示，此时第二刺刀25顶部刺入到主圆筒1内部，使得液体进入到检测圆筒11内部，当样本垫26吸收足够的液体时，此液体在毛细作用下，进入到有色颗粒结合垫27和纤维膜28，有色颗粒结合垫27上的有色颗粒有抗A抗体包被，检测线29上有抗B抗体包被，质控线30上有抗A抗体，有色颗粒是胶体金颗粒或者乳胶颗粒，纤维膜通常为硝酸纤维素膜或尼龙膜，如果靶序列存在则形成可观测到的线条，由于圆筒检测圆筒11由透明材料制成，在不打开整个装置的情况下可直接通过肉眼观测试纸条结果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种集提取、扩增和检测一体化的基因检测设备，包括支架台(2)和安装在其内部的主圆筒(1)，其特征在于：所述主圆筒(1)顶部固定有密封顶盖(14)。

2.根据权利要求1所述的一种集提取、扩增和检测一体化的基因检测设备，其特征在于：所述密封顶盖(14)上安装有推筒(15)，所述推筒(15)顶部安装有密封塞(16)，所述主圆筒(1)底部固定有连接筒(9)，所述连接筒(9)外壁中间固定有支撑环(13)，所述连接筒(9)底部密封连接有弹力环壁(10)，所述弹力环壁(10)底部固定有检测圆筒(11)；

所述支架台(2)内部固定有支撑块(3)，所述支撑块(3)中间开设有和所述支撑环(13)配合的环嵌槽(4)，所述支架台(2)底部开设有槽道(5)，所述支架台(2)左右两侧均开设有纵向通道(202)，所述支架台(2)左右两侧外壁均滑动连接有滑座(6)，所述滑座(6)上均螺纹连接有调节螺杆(7)，两个所述调节螺杆(7)相向一侧均通过所述纵向通道(202)延伸至所述支架台(2)内部，且固定有加热环(8)，两个所述加热环(8)合拢套接在所述主圆筒(1)外壁；

所述支架台(2)下方设置有电动伸缩杆(18)，所述检测圆筒(11)底部通过所述槽道(5)延伸至所述支架台(2)下方，所述电动伸缩杆(18)顶部固定有和所述检测圆筒(11)配合的托板(17)，所述推筒(15)底部延伸至所述主圆筒(1)内部固定有活塞板(20)，所述推筒(15)底部中间安装有第一刺刀(21)，所述第一刺刀(21)底部延伸至所述活塞板(20)下方，所述推筒(15)底部设置有不锈钢管(151)，所述不锈钢管(151)底部贯穿至所述第一刺刀(21)外表面，所述主圆筒(1)内部从上至下依次设置有隔离膜(22)、过滤机构(23)，所述隔离膜(22)上附着有干态裂解试剂、蛋白酶K、carrierRNA等用以提取核酸的核酸提取试剂，所述检测圆筒(11)顶部固定有隔板(12)，所述隔板(12)顶部一侧设置有第二刺刀(25)，所述第二刺刀(25)中间设置吸水纸(24)，所述吸水纸(24)底部延伸至所述检测圆筒(11)内腔，所述检测圆筒(11)内腔从上至下依次设置有样本垫(26)、有色颗粒结合垫(27)、纤维膜(28)、检测线(29)、质控线(30)、吸水滤纸垫(31)，上述各部分在相邻处部分重叠；

所述主圆筒(1)内提取及扩增核酸，随后在检测圆筒(11)内检测，所述的主圆筒(1)内部空间通过所述隔离膜(22)、所述过滤机构(23)分为三个腔室，三个所述腔室在功能上是独立的，相继且紧凑的；位于所述主圆筒(1)最底部的所述腔室内附着扩增反应所需的所有成分冻成的干粉，所述的隔离膜(22)密闭且可被所述第一刺刀(21)刺破，所述隔离膜(22)与所述密封顶盖(14)的距离与所述第一刺刀(21)的长度相同；

所述加热环(8)外接通过导线外接电源，加热环(8)可任意套接在所述主圆筒(1)的外壁，且所述加热环(8)的温度为调节，所述支架台(2)左右两侧外壁开设有长滑槽(19)，所述长滑槽(19)和所述纵向通道(202)长度一致且相互平行，所述滑座(6)靠近所述支架台(2)外壁的一端固定有和所述长滑槽(19)配合的T型滑块，所述滑座(6)上开设有和所述调节螺杆(7)配合的第一螺纹孔；所述密封塞(16)顶部和所述调节螺杆(7)远离所述主圆筒(1)的一端均固定有限位柄。

3.根据权利要求2所述的一种集提取、扩增和检测一体化的基因检测设备，其特征在于：所述电动伸缩杆(18)伸展时，所述检测圆筒(11)被压缩，使得弹力环壁(10)被压缩，所述第二刺刀(25)刺破所述主圆筒(1)底部的所述腔室。

4.根据权利要求2所述的一种集提取、扩增和检测一体化的基因检测设备，其特征在于：所述密封顶盖(14)可以是活性炭过滤器、离子交换过滤器，还可以是分子截断范围为300000D-400000D的半透膜，且它们是非粘性涂布的。

5.根据权利要求2所述的一种集提取、扩增和检测一体化的基因检测设备，其特征在于：所述密封顶盖(14)中间开设有和所述推筒(15)配合的第二螺纹孔，所述密封塞(16)底部延伸至所述推筒(15)内部固定有橡胶柱，所述橡胶柱外径和所述推筒(15)内径过盈配合。

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