CN112538423B - 一种整体式的核酸提取检测装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种整体式的核酸提取检测装置及其使用方法，所述的核酸提取检测装置包括固定反应模块和提取检测模块；所述的固定反应模块包括相互扣合的固定板和反应板，所述的提取检测模块固定于所述的固定板和反应板之间，所述的反应板上设置有加热模组和冷却模组，所述的加热模组和冷却模组分别对提取检测模块内的试剂混合物进行加热和降温；所述的提取检测模块包括提取件和固定于提取件一端的扩增件，所述的提取件与扩增件之间呈半封状态，所述的提取件内注入待测样本。本发明将核酸提取和核酸扩增集成于一体，通过固定反应模块不仅实现了常规的固定功能，还为核酸提取反应和核酸扩增反应提供了适宜的反应条件，简化了分子诊断的流程。
Description
技术领域
本发明属于核酸检测技术领域，涉及一种核酸提取检测装置及其使用方法，尤其涉及一种整体式的核酸提取检测装置及其使用方法。
背景技术
传统的核酸检测，样本前处理、核酸提取、核酸检测需要分步独立完成，且每个环节都需要结合特定的设备或者仪器进行操作，步骤复杂，需要在特定的专业检测实验室进行操作。POCT是在采样现场即刻进行分析，把各种生物标本在实验室检验时的复杂处理过程和程序通过技术升级和改良，在不影响最终实验结果的前提下，整个实验过程简单，无需或者只需极少设备，从而快速得到检验结果的一类新方法。
分子诊断领域的核酸POCT，大多采用微流控、电泳等原理进行设计，导致其装置的制备工艺复杂、成本昂贵。在类似新冠疫情的特殊时期，无法实现即时现场检测，造成医疗资源挤兑。因此，迫切需要研发出一种分子核酸POCT装置，即即时检测装置，实现“样品进，结果出”的一体化检测，进而通过浊度、扩增液颜色等指标对扩增结果做定性判断。既可满足疫情特殊时期的检测需求，亦可普及基层使用，如：呼吸道传染、生殖道分泌物、细菌检测、食品安全检测、宠物病毒检测、人畜共患等多领域应用，为现场即时检测提供了一种便捷方式。
传统的在核酸扩增检测过程中，普遍存在因扩增产物的交叉污染而造成假阳性的检测结果的情况。并且，传统的核酸扩增检测方法所使用的模板大都需要经过独立的样本提取步骤，而这一步骤也易造成模板交叉污染，影响样本检测结果的判断。目前市场上有一些一体化核酸检测装置，其能够在一个封闭的体系中实现对待测核酸的提取、扩增与检测，极大地避免了样本在提取及扩增过程中的污染，有效的提高了核酸检测的准确性与可操作性，但这些检测装置普遍存在体积大、构造复杂、均需使用荧光探针且检测成本高的问题，且设备价格昂贵；其他也有一些小型化的核酸检测装置，但在检测过程中又存在检测精度不高的问题。
CN111704993A公开了一种一体化分子核酸POCT装置，包括试剂卡盒和卡盒支架；试剂卡盒内部设有不同互相连接的腔体，且每个腔体对应有控制液体通断的阀门开关。卡盒支架为试剂卡盒提供开关通断、活塞运动、加热测温、判断卡盒有无等功能，并起到支撑定位作用。该一体化装置允许鼻咽拭子、生殖道拭子、痰液、血液等样本的直接加入，无需其他处理，从而实现“样本进，结果出”的一体化检测。
CN107964505A公开了一种多功能核酸检测装置，其包括底座、传动机构、吸液机构、抽吸机构及与底座密封的外壳。通过在底座上设置多个液槽，可以集合多种功能于一体，如可以用于核酸的提取、扩增和检测，或提取出的至少一重靶标模板的扩增以及检测等。该多功能核酸检测装置通过底座与外壳密封配合，形成一个独立的腔体，通过操纵装置所携带的传动机构、吸液机构及抽吸机构可以实现吸液机构在不同的液槽之间切换，且可以实现在不同的液槽中吸液或排液。
CN206832688U一种核酸检测装置，所述核酸测试装置由瓶盖、固定储液槽、试纸、标准样本管、反应试剂管、刺破钉与导液纸组成。所述固定储液槽设置预装试剂槽、支撑杆和放置标准样本管的样本固定卡槽；所述反应试剂管设置试纸固定槽、中间隔液板、导液纸固定槽和刺破钉固定槽；所述试纸、刺破钉、导液纸可放置在反应试剂管的相应固定槽中；固定储液槽能够被容纳入反应试剂管中，盖上瓶盖后成为一个密闭的整体。
CN205443261U公开了一种全自动的核酸检测装置，包括以上下次序相互连接的上盖和下盖，所述上盖的上侧和下盖的下侧分别设置有固定机构；所述下盖内设置有开口向上的加样器，上盖上相对于该加样器设置有从上到下贯穿上盖的插孔Ⅰ；所述上盖的固定机构为上盖上表面中心位置设置的三角槽，所述下盖的固定机构为下盖侧壁下端位置设置的卡槽。
目前常用的核酸检测装置的功能较为单一，检测过程繁琐，操作不便，因此亟需设计一种新型的核酸检测装置。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种整体式的核酸提取检测装置及其使用方法，本发明将核酸提取和核酸扩增集成于一体，通过固定反应模块不仅实现了常规的固定功能，还为核酸提取反应和核酸扩增反应提供了适宜的反应条件，简化了分子诊断的流程。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种整体式的核酸提取检测装置，所述的核酸提取检测装置包括固定反应模块和提取检测模块。
所述的固定反应模块包括相互扣合的固定板和反应板，所述的提取检测模块固定于所述的固定板和反应板之间，所述的反应板上设置有加热模组和冷却模组，所述的加热模组和冷却模组分别对提取检测模块内的试剂混合物进行加热和降温。
所述的提取检测模块包括提取件和固定于提取件一端的扩增件，所述的提取件与扩增件之间呈半封状态，所述的提取件内注入待测样本。
本发明将核酸的提取过程和扩增过程集成至提取检测模块，并将提取检测模块设计成一次性耗材；将加热模组和冷却模组整合至固定反应模块，同时固定反应模块还同时承担了固定提取检测模块的功能，实现了固定反应模块和提取检测模块之间的整体式结构布局。将核酸提取和核酸扩增集成于一体，通过固定反应模块不仅实现了常规的固定功能，还为核酸提取反应和核酸扩增反应提供了适宜的反应条件，从而简化了分子诊断的流程，降低了一体化分子诊断的技术门槛，本发明提供的核酸提取检测装置的功能丰富、结构紧凑、自动化程度高且对操作人员的专业性要求低，大大扩展了其应用场景。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的提取件包括第一固定框、检测包和第二固定框，所述的第一固定框和第二固定框相对扣合后用于固定所述的检测包。
优选地，所述的检测包的一端固定有所述的扩增件，所述的检测包的另一端固定有塑料嘴。
优选地，所述的检测包的一端与塑料嘴热封固定，所述的检测包的另一端与扩增件热封固定。
优选地，所述的塑料嘴的嘴口处设置有塑料嘴盖，所述的塑料嘴盖用于封堵所述的塑料嘴的嘴口。
优选地，所述的塑料嘴盖采用直接插拔式或螺纹旋入式固定于塑料嘴的嘴口处。
优选地，所述的检测包的中心区域为核酸提取区，所述的核酸提取区与扩增件呈半封状态，通过塑料嘴向核酸提取区内加入待测样本，核酸提取区内的核酸提取试剂和待测样本反应结束后得到的试剂混合物进入扩增件内。
优选地，所述的核酸提取区分为至少一个提取分区，相邻的提取分区呈半封状态。
本发明将核酸提取区分隔为多个提取分区，向不同的提取分区内预先注入不同的提取试剂或过滤材料，从而实现不同反应在空间上的集成，反应周期更短，提取检测效率跟高，易于实现对核酸检测过程的自动化，也有利于减少反应过程的人工干预和环境暴露，确保了核酸提取区的密封性，避免在反应过程中发生核酸污染或气溶胶扩散等情况。
需要说明的是，本发明的半封状态是指在对单独某一个提取分区内的核酸提取试剂和待测样本进行提取反应时，该提取分区和与其相邻的提取分区之间的是相对封闭的；当该提取分区内的反应结束后，该提取分区和与其相邻的提取分区之间连通，该提取区内的试剂混合物进入下一个提取分区。半封状态的实现方式可选为：
(1)核酸提取区为整体结构，其内部为完整容腔，开始混合前，采用额外的多个分隔件(例如压杆或压片等)挤压在相邻两个提取分区之间，使得核酸提取区内部分隔为相互独立的若干个提取分区，向第一个提取分区内注入待测样本，待测样本与核酸提取试剂进行混合得到试剂混合物，混合结束后，拿开相应的分隔件，使得第一个提取分区与第二个提取分区连通，试剂混合物进入第二个提取分区，按照上述操作方式逐一拿开各个分隔件，使得试剂混合物依次进入各个提取分区；
(2)在核酸提取区的两表面相对位置处进行热封从而分隔形成多个提取分区，向第一个提取分区内注入待测样本，待测样本与核酸提取试剂混合反应后得到试剂混合物，通过人工或机械挤压第一个提取分区，使得第一个提取分区内的试剂混合物在压力作用下冲破热封进入第二个提取分区，按照上述操作方式逐一挤压各个提取分区，使得实际混合物逐一冲破各个半封区，依次进入下一个提取分区。
优选地，所述的核酸提取区中的其中一个提取分区内装入过滤材料。
在本发明中，通过加入过滤材料，当试剂混合物流经装有过滤材料的提取分区时，试剂混合物与过滤材料混合，通过过滤材料吸附试剂混合物中的杂质，对试剂混合物进行纯化。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的扩增件包括扩增舱以及与扩增舱连通的连接舱，所述的检测包的一端包裹所述的连接舱，所述的检测包与连接舱热封后，实现连接舱与检测包的固定连接。
优选地，所述的连接舱与检测包接触的一侧外表面设置有凸起花纹。
优选地，所述的连接舱内设置有滤芯，检测包内反应得到的试剂混合物经滤芯过滤后进入扩增舱。
在本发明中，滤芯主要有两个作用，一是用于防止扩增检测区与核酸提取区复通时，扩增检测区里面的扩增体系干粉由于复通产生的负压转移到检测包，从而检测不到扩增反应；二是为了使核酸提取区提取后的核酸样本在进入扩增检测区时进行过滤，起到对前处理样本的核酸的纯化作用。
优选地，所述的扩增舱内设置有透明外壳的扩增检测区，与连接舱相接的提取分区与扩增检测区呈半封状态。
优选地，所述的扩增检测区内分隔为相互独立的至少两个检测分区，所述的检测分区内装入冻干粉。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的固定板与反应板之间形成导向空腔，所述的提取检测模块插入所述的导向空腔，所述的固定板和反应板相对贴合后固定所述的提取检测模块。
优选地，所述的固定板靠近反应板的一侧面记为贴合面，沿固定板贴合面的三侧边缘设置有U形的凸起导轨，所述的固定板和反应板相对贴合后，凸起导轨与反应板接触，使得固定板与反应板之间形成所述的导向空腔。
优选地，检测过程中，所述的固定反应模块竖直放置，所述的提取检测模块由固定反应模块的顶部竖直插入导向空腔。
优选地，所述的导向空腔底部设置有感应件，所述的提取检测模块完全插入导向空腔后触碰感应件，感应确认提取检测模块成功插入。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的固定板的中心区域开设有长方形通槽，所述的提取检测模块插入导向空腔后，透过长方形通槽露出核酸提取区。
优选地，所述固定板的一侧表面嵌入透镜。
优选地，所述的透镜为双凸透镜。
优选地，所述固定板远离反应板的一侧面记为背离面，所述透镜嵌入所述固定板的背离面。
优选地，所述固定板的背离面上开设有环形阶梯凹槽，所述的环形阶梯凹槽包括两层环形阶梯。
优选地，两层环形阶梯中的内层环形阶梯处嵌入透镜。
优选地，两层环形阶梯中的外层环形阶梯内设置有透镜压环，所述的透镜压环用于将透镜固定于内层环形阶梯处。
优选地，所述的固定板的一侧表面还嵌入有固定块，所述的固定压块用于压紧所述的扩增件。
优选地，所述的固定块与透镜的位置相对，且分别嵌入固定板的两侧表面。
优选地，所述的固定板靠近反应板的一侧面记为贴合面，所述的固定块嵌入固定板的贴合面。
优选地，所述固定板的贴合面上开设有固定凹槽，所述的固定凹槽与圆形阶梯凹槽的位置对应且相互连通，所述的固定凹槽内嵌入所述的固定块。
作为本发明一种优选的技术方案，所述反应板的一侧表面嵌入冷却模组，所述的冷却模组用于对提取件和扩增件内的试剂混合物进行降温。
优选地，所述的冷却模组包括至少一个风扇，进一步优选地，包括两个风扇，两个风扇产生的气流穿过反应板分别吹向提取件和扩增件，用于对核酸提取区和扩增检测区进行降温。
优选地，所述的反应板远离固定板的一侧面记为背离面，所述的冷却模组嵌入所述反应板的背离面。
优选地，所述反应板的背离面上开设有至少一个风扇凹槽，所述的风扇凹槽内分别设置有一个风扇。
优选地，所述反应板的背离面上并排开设有两个风扇凹槽，分别记为第一风扇凹槽和第二风扇凹槽，所述的第一风扇凹槽和第二风扇凹槽内分别设置有第一风扇和第二风扇；所述的第一风扇凹槽与核酸提取区的位置对应，所述的第二风扇凹槽与扩增检测区的位置对应，所述的第一风扇和第二风扇同时启动用于对核酸提取区和扩增检测区进行降温。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的反应板的一侧表面嵌入加热模组，所述的加热模组用于对提取件和扩增件内的试剂混合物进行加热。
优选地，所述的加热模组与冷却模组的位置相对，且分别嵌入反应板的两侧表面。
优选地，所述的加热模组包括反应加热板和扩增加热板，所述的反应加热板用于对核酸提取区进行加热，所述的扩增加热板用于对扩增检测区进行加热或制冷。
优选地，所述的反应板靠近固定板的一侧面记为贴合面，所述的反应加热板和扩增加热板并排嵌入所述反应板的贴合面。
优选地，所述反应板的贴合面处并排开设有反应凹槽和扩增凹槽，其中，所述的反应凹槽内嵌入反应加热板，所述的扩增凹槽内嵌入扩增加热板。
优选地，所述的反应凹槽与第一风扇凹槽的位置对应且相通，所述的扩增凹槽与第二风扇凹槽的位置对应且相通。
优选地，所述的反应凹槽的轮廓与第一风扇凹槽的轮廓相同。
优选地，所述的扩增凹槽的轮廓尺寸小于第二风扇凹槽的轮廓尺寸。
优选地，所述的扩增凹槽与第二风扇方槽的中心区域位置对应且相通。
优选地，所述的扩增凹槽内还设置有压块，所述的压块用于将扩增加热板固定于扩增凹槽内。
第二方面，本发明提供了一种第一方面所述的核酸提取检测装置的使用方法，所述的使用方法包括：
向提取件内注入待测样本后，将提取检测模块插入固定反应模块中，加热模组对提取件进行加热发生提取反应；提取反应结束后，通过冷却模组对提取件进行降温；提取反应结束后得到的试剂混合物进入扩增件，加热模组对扩增件进行加热发生扩增反应；扩增反应结束后，通过冷却模组对扩增件进行降温。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的使用方法具体包括：
(1)向核酸提取区内加入待测样本，提取检测模块沿着耗材固定板中的凸起导轨插入导向空腔，直至触发导向空腔底部的感应件；
(2)反应加热板加热核酸提取区，核酸提取区内的核酸提取试剂和待测样本开始进行提取反应得到试剂混合物；
(3)提取反应结束后，第一风扇和第二风扇同时启动对核酸提取区进行风冷降温，降至预设温度后第一风扇关闭，将核酸提取区内的试剂混合物进入扩增检测区；
(4)扩增加热板对进入扩增检测区的试剂混合物加热，进行核酸扩增反应；扩增反应结束后，第一风扇和第二风扇同时启动对扩增检测区进行风冷降温。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的提取反应的过程包括：
待测样本依次流经各个提取分区，与提取分区内的核酸提取试剂发生提取反应得到试剂混合物，当流经装有过滤材料的提取分区时，过滤材料吸附试剂混合物中的杂质。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明将核酸的提取过程和扩增过程集成至提取检测模块，并将提取检测模块设计成一次性耗材；将加热模组和冷却模组整合至固定反应模块，同时固定反应模块还同时承担了固定提取检测模块的功能，实现了固定反应模块和提取检测模块之间的整体式结构布局。
(2)本发明提供的核酸提取检测装置将核酸提取和核酸扩增集成于一体，通过固定反应模块不仅实现了常规的固定功能，还为核酸提取反应和核酸扩增反应提供了适宜的反应条件，从而简化了分子诊断的流程，降低了一体化分子诊断的技术门槛，本发明提供的核酸提取检测装置的功能丰富、结构紧凑、自动化程度高且对操作人员的专业性要求低，大大扩展了其应用场景。
附图说明
图1为本发明一个具体实施方式提供的固定反应模块的结构示意图；
图2为本发明一个具体实施方式提供的固定板贴合面一侧的结构示意图；
图3为本发明一个具体实施方式提供的固定板背离面一侧的结构示意图；
图4为本发明一个具体实施方式提供的反应板贴合面一侧的结构示意图；
图5为本发明一个具体实施方式提供的反应板背离面一侧的结构示意图；
图6为本发明一个具体实施方式提供的第一固定框和第二固定框的结构示意图；
图7为本发明一个具体实施方式提供的检测包的结构示意图。
其中，1-固定板；2-反应板；3-第一风扇；4-第二风扇；5-反应加热板；6-感应件；7-扩增加热板；8-固定块；9-透镜；10-透镜压环；11-凸起导轨；12-固定凹槽；13-长方形通槽；14-环形阶梯凹槽；15-第一风扇凹槽；16-第二风扇凹槽；17-反应凹槽；18-扩增凹槽；19-第一固定框；20-第二固定框；21-检测包；22-核酸提取区；23-塑料嘴；24-塑料嘴盖；25-滤芯；26-连接舱；27-扩增舱；28-扩增件。
具体实施方式
需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在一个具体实施方式中，本发明提供了一种整体式的核酸提取检测装置，所述的核酸提取检测装置包括固定反应模块和提取检测模块。
如图1所示，固定反应模块包括相互扣合的固定板1和反应板2，提取检测模块固定于所述的固定板1和反应板2之间，反应板2上设置有加热模组和冷却模组，所加热模组和冷却模组分别对提取检测模块内的试剂混合物进行加热和降温。提取检测模块包括提取件和固定于提取件一端的扩增件28，提取件与扩增件28之间呈半封状态，提取件内注入待测样本。
如图6和图7所示，提取件包括第一固定框19、检测包21和第二固定框20，第一固定框19和第二固定框20相对扣合后用于固定检测包21。如图7所示，检测包21的一端固定有扩增件28，检测包21的另一端固定有塑料嘴23。固定方式可选为热封固定。塑料嘴23的嘴口处设置有塑料嘴盖24，塑料嘴盖24用于封堵所述的塑料嘴23的嘴口。塑料嘴盖24采用直接插拔式或螺纹旋入式固定于塑料嘴23的嘴口处、检测包21的中心区域为核酸提取区22，核酸提取区22与扩增件28呈半封状态，通过塑料嘴23向核酸提取区22内加入待测样本，核酸提取区22内的核酸提取试剂和待测样本反应结束后得到的试剂混合物进入扩增件28内。核酸提取区22分为至少一个提取分区，相邻的提取分区呈半封状态，至少一个提取分区内装入过滤材料。
在本具体实施方式中，半封状态的实现方式可选为：
(1)核酸提取区22为整体结构，其内部为完整容腔，开始混合前，采用额外的多个分隔件(例如压杆或压片等)挤压在相邻两个提取分区之间，使得核酸提取区22内部分隔为相互独立的若干个提取分区，向第一个提取分区内注入待测样本，待测样本与核酸提取试剂进行混合得到试剂混合物，混合结束后，拿开相应的分隔件，使得第一个提取分区与第二个提取分区连通，试剂混合物进入第二个提取分区，按照上述操作方式逐一拿开各个分隔件，使得试剂混合物依次进入各个提取分区；
(2)在核酸提取区22的两表面相对位置处进行热封从而分隔形成多个提取分区，向第一个提取分区内注入待测样本，待测样本与核酸提取试剂混合反应后得到试剂混合物，通过人工或机械挤压第一个提取分区，使得第一个提取分区内的试剂混合物在压力作用下冲破热封进入第二个提取分区，按照上述操作方式逐一挤压各个提取分区，使得实际混合物逐一冲破各个半封区，依次进入下一个提取分区。
如图7所示，扩增件28包括扩增舱27以及与扩增舱27连通的连接舱26，检测包21的一端包裹连接舱26，检测包21与连接舱26热封后，实现连接舱26与检测包21的固定连接。连接舱26与检测包21接触的一侧外表面设置有凸起花纹。连接舱26内设置有滤芯25，检测包21内反应得到的试剂混合物经滤芯25过滤后进入扩增舱27。扩增舱27内设置有透明外壳的扩增检测区，与连接舱26相接的提取分区与扩增检测区呈半封状态。扩增检测区内分隔为相互独立的至少两个检测分区，检测分区内装入冻干粉。
固定板1与反应板2之间形成导向空腔，提取检测模块插入导向空腔，固定板1和反应板2相对贴合后固定提取检测模块。如图2所示，固定板1靠近反应板2的一侧面记为贴合面，沿固定板1贴合面的三侧边缘设置有U形的凸起导轨11，固定板1和反应板2相对贴合后，凸起导轨11与反应板2接触，使得固定板1与反应板2之间形成所述的导向空腔。检测过程中，固定反应模块竖直放置，提取检测模块由固定反应模块的顶部竖直插入导向空腔。导向空腔底部设置有感应件6，提取检测模块完全插入导向空腔后触碰感应件6，感应确认提取检测模块成功插入。
如图2所示，固定板1的中心区域开设有长方形通槽13，提取检测模块插入导向空腔后，透过长方形通槽13露出核酸提取区22。固定板1的一侧表面嵌入透镜9，透镜9可选为双凸透镜9。固定板1远离反应板2的一侧面记为背离面，透镜9嵌入固定板1的背离面。如图3所示，固定板1的背离面上开设有环形阶梯凹槽14，环形阶梯凹槽14包括两层环形阶梯。两层环形阶梯中的内层环形阶梯处嵌入透镜9，两层环形阶梯中的外层环形阶梯内设置有透镜压环10，透镜压环10用于将透镜9固定于内层环形阶梯处。固定板1的一侧表面还嵌入有固定块8，固定压块用于压紧所述的扩增件28，固定块8与透镜9的位置相对，且分别嵌入固定板1的两侧表面。固定板1靠近反应板2的一侧面记为贴合面，固定块8嵌入固定板1的贴合面。如图2所示，固定板1的贴合面上开设有固定凹槽12，固定凹槽12与圆形阶梯凹槽的位置对应且相互连通，固定凹槽12内嵌入固定块8。
如图1所示，反应板2的一侧表面嵌入冷却模组，冷却模组用于对提取件和扩增件28内的试剂混合物进行降温。冷却模组包括至少一个风扇，进一步地，包括两个风扇。两个风扇产生的气流穿过反应板2分别吹向提取件和扩增件28，用于对核酸提取区22和扩增检测区进行降温。反应板2远离固定板1的一侧面记为背离面，冷却模组嵌入反应板2的背离面。反应板2的背离面上开设有至少一个风扇凹槽，风扇凹槽内分别设置有一个风扇。进一步地，如图5所示，反应板2的背离面上并排开设有两个风扇凹槽，分别记为第一风扇凹槽15和第二风扇凹槽16，第一风扇凹槽15和第二风扇凹槽16内分别设置有第一风扇3和第二风扇4。第一风扇凹槽15与核酸提取区22的位置对应，第二风扇凹槽16与扩增检测区的位置对应，第一风扇3和第二风扇4同时启动用于对核酸提取区22和扩增检测区进行降温。
如图1所示，反应板2的一侧表面嵌入加热模组，加热模组用于对提取件和扩增件28内的试剂混合物进行加热。加热模组与冷却模组的位置相对，且分别嵌入反应板2的两侧表面。加热模组包括反应加热板5和扩增加热板7，反应加热板5用于对核酸提取区22进行加热，扩增加热板7用于对扩增检测区进行加热或制冷。反应板2靠近固定板1的一侧面记为贴合面，反应加热板5和扩增加热板7并排嵌入反应板2的贴合面。如图4所示，反应板2的贴合面处并排开设有反应凹槽17和扩增凹槽18，其中，反应凹槽17内嵌入反应加热板5，扩增凹槽18内嵌入扩增加热板7。反应凹槽17与第一风扇凹槽15的位置对应且相通，扩增凹槽18与第二风扇凹槽16的位置对应且相通。反应凹槽17的轮廓与第一风扇凹槽15的轮廓相同，扩增凹槽18的轮廓尺寸小于第二风扇凹槽16的轮廓尺寸，扩增凹槽18与第二风扇4方槽的中心区域位置对应且相通。扩增凹槽18内还设置有压块，压块用于将扩增加热板7固定于扩增凹槽18内。
在另一个具体实施方式中，本发明提供了一种上述核酸提取检测装置的使用方法，所述的使用方法具体包括如下步骤：
(1)向核酸提取区22内加入待测样本，提取检测模块沿着耗材固定板1中的凸起导轨11插入导向空腔，直至触发导向空腔底部的感应件6；
(2)反应加热板5加热核酸提取区22，待测样本依次流经各个提取分区，与提取分区内的核酸提取试剂发生提取反应得到试剂混合物，当流经装有过滤材料的提取分区时，过滤材料吸附试剂混合物中的杂质；
(3)提取反应结束后，第一风扇3和第二风扇4同时启动对核酸提取区22进行风冷降温，降至预设温度后第一风扇3关闭，将核酸提取区22内的试剂混合物进入扩增检测区；
(4)扩增加热板7对进入扩增检测区的试剂混合物加热，进行核酸扩增反应；扩增反应结束后，第一风扇3和第二风扇4同时启动对扩增检测区进行风冷降温。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于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，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (40)
1.一种整体式的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的核酸提取检测装置包括固定反应模块和提取检测模块；
所述的固定反应模块包括相互扣合的固定板和反应板，所述的提取检测模块固定于所述的固定板和反应板之间，所述的反应板上设置有加热模组和冷却模组，所述的加热模组和冷却模组分别对提取检测模块内的试剂混合物进行加热和降温；
所述反应板的一侧表面嵌入冷却模组，所述的冷却模组用于对提取件和扩增件内的试剂混合物进行降温；
所述的冷却模组包括两个风扇，两个风扇产生的气流穿过反应板分别吹向提取件和扩增件，用于对核酸提取区和扩增检测区进行降温；
所述的反应板的一侧表面嵌入加热模组，所述的加热模组用于对提取件和扩增件内的试剂混合物进行加热；
所述的加热模组包括反应加热板和扩增加热板，所述的反应加热板用于对核酸提取区进行加热，所述的扩增加热板用于对扩增检测区进行加热或制冷；所述的固定板与反应板之间形成导向空腔，所述的提取检测模块插入所述的导向空腔，所述的固定板和反应板相对贴合后固定所述的提取检测模块；
所述的提取检测模块包括提取件和固定于提取件一端的扩增件，所述的提取件与扩增件之间呈半封状态，所述的提取件内注入待测样本；
所述提取检测模块设计成一次性耗材；
所述提取件包括核酸提取区；
所述核酸提取区分为至少一个提取分区，相邻的提取分区呈半封状态；
所述提取分区之间的试剂混合物通过分隔件或挤压的方式进行流动；
所述的扩增检测区内分隔为相互独立的至少两个检测分区，所述的检测分区内装入冻干粉；
所述的扩增件包括扩增舱以及与扩增舱连通的连接舱；
所述的连接舱内设置有滤芯。
2.根据权利要求1所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的提取件包括第一固定框、检测包和第二固定框，所述的第一固定框和第二固定框相对扣合后用于固定所述的检测包。
3.根据权利要求2所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的检测包的一端固定有所述的扩增件，所述的检测包的另一端固定有塑料嘴。
4.根据权利要求3所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的检测包的一端与塑料嘴热封固定，所述的检测包的另一端与扩增件热封固定。
5.根据权利要求3所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的塑料嘴的嘴口处设置有塑料嘴盖，所述的塑料嘴盖用于封堵所述的塑料嘴的嘴口。
6.根据权利要求3所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的塑料嘴盖采用直接插拔式或螺纹旋入式固定于塑料嘴的嘴口处。
7.根据权利要求3所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的检测包的中心区域为核酸提取区，所述的核酸提取区与扩增件呈半封状态，通过塑料嘴向核酸提取区内加入待测样本，核酸提取区内的核酸提取试剂和待测样本反应结束后得到的试剂混合物进入扩增件内。
8.根据权利要求1所述的核酸提取检测装置，其特征在于，至少一个提取分区内装入过滤材料。
9.根据权利要求2所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的检测包的一端包裹所述的连接舱，所述的检测包与连接舱热封后，实现连接舱与检测包的固定连接。
10.根据权利要求2所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的连接舱与检测包接触的一侧外表面设置有凸起花纹。
11.根据权利要求2所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述检测包内反应得到的试剂混合物经滤芯过滤后进入扩增舱。
12.根据权利要求1所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的扩增舱内设置有透明外壳的扩增检测区，与连接舱相接的提取分区与扩增检测区呈半封状态。
13.根据权利要求1所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的固定板靠近反应板的一侧面记为贴合面，沿固定板贴合面的三侧边缘设置有U形的凸起导轨，所述的固定板和反应板相对贴合后，凸起导轨与反应板接触，使得固定板与反应板之间形成所述的导向空腔。
14.根据权利要求1所述的核酸提取检测装置，其特征在于，检测过程中，所述的固定反应模块竖直放置，所述的提取检测模块由固定反应模块的顶部竖直插入导向空腔。
15.根据权利要求1所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的导向空腔底部设置有感应件，所述的提取检测模块完全插入导向空腔后触碰感应件，感应确认提取检测模块成功插入。
16.根据权利要求1所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的固定板的中心区域开设有长方形通槽，所述的提取检测模块插入导向空腔后，透过长方形通槽露出核酸提取区。
17.根据权利要求1所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述固定板的一侧表面嵌入透镜。
18.根据权利要求17所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的透镜为双凸透镜。
19.根据权利要求17所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述固定板远离反应板的一侧面记为背离面，所述透镜嵌入所述固定板的背离面。
20.根据权利要求1所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述固定板的背离面上开设有环形阶梯凹槽，所述的环形阶梯凹槽包括两层环形阶梯。
21.根据权利要求20所述的核酸提取检测装置，其特征在于，两层环形阶梯中的内层环形阶梯处嵌入透镜。
22.根据权利要求21所述的核酸提取检测装置，其特征在于，两层环形阶梯中的外层环形阶梯内设置有透镜压环，所述的透镜压环用于将透镜固定于内层环形阶梯处。
23.根据权利要求1所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的固定板的一侧表面还嵌入有固定块，所述的固定块用于压紧所述的扩增件。
24.根据权利要求23所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的固定块与透镜的位置相对，且分别嵌入固定板的两侧表面。
25.根据权利要求23所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的固定板靠近反应板的一侧面记为贴合面，所述的固定块嵌入固定板的贴合面。
26.根据权利要求23所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述固定板的贴合面上开设有固定凹槽，所述的固定凹槽与圆形阶梯凹槽的位置对应且相互连通，所述的固定凹槽内嵌入所述的固定块。
27.根据权利要求1所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的反应板远离固定板的一侧面记为背离面，所述的冷却模组嵌入所述反应板的背离面。
28.根据权利要求1所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述反应板的背离面上开设有至少一个风扇凹槽，所述的风扇凹槽内分别设置有一个风扇。
29.根据权利要求28所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述反应板的背离面上并排开设有两个风扇凹槽，分别记为第一风扇凹槽和第二风扇凹槽，所述的第一风扇凹槽和第二风扇凹槽内分别设置有第一风扇和第二风扇；所述的第一风扇凹槽与核酸提取区的位置对应，所述的第二风扇凹槽与扩增检测区的位置对应，所述的第一风扇和第二风扇同时启动用于对核酸提取区和扩增检测区进行降温。
30.根据权利要求1所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的加热模组与冷却模组的位置相对，且分别嵌入反应板的两侧表面。
31.根据权利要求1所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的反应板靠近固定板的一侧面记为贴合面，所述的反应加热板和扩增加热板并排嵌入所述反应板的贴合面。
32.根据权利要求1所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述反应板的贴合面处并排开设有反应凹槽和扩增凹槽，其中，所述的反应凹槽内嵌入反应加热板，所述的扩增凹槽内嵌入扩增加热板。
33.根据权利要求32所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的反应凹槽与第一风扇凹槽的位置对应且相通，所述的扩增凹槽与第二风扇凹槽的位置对应且相通。
34.根据权利要求33所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的反应凹槽的轮廓与第一风扇凹槽的轮廓相同。
35.根据权利要求33所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的扩增凹槽的轮廓尺寸小于第二风扇凹槽的轮廓尺寸。
36.根据权利要求33所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的扩增凹槽与第二风扇方槽的中心区域位置对应且相通。
37.根据权利要求32所述的核酸提取检测装置，其特征在于，所述的扩增凹槽内还设置有压块，所述的压块用于将扩增加热板固定于扩增凹槽内。
38.一种权利要求1所述的核酸提取检测装置的使用方法，所述方法不涉及疾病的诊断和治疗，其特征在于，所述的使用方法包括：
向提取件内注入待测样本后，将提取检测模块插入固定反应模块中，加热模组对提取件进行加热发生提取反应；提取反应结束后，通过冷却模组对提取件进行降温；提取反应结束后得到的试剂混合物进入扩增件，加热模组对扩增件进行加热发生扩增反应；扩增反应结束后，通过冷却模组对扩增件进行降温。
39.根据权利要求38所述的使用方法，其特征在于，所述的使用方法具体包括：
（1）向核酸提取区内加入待测样本，提取检测模块沿着耗材固定板中的凸起导轨插入导向空腔，直至触发导向空腔底部的感应件；
（2）反应加热板加热核酸提取区，核酸提取区内的核酸提取试剂和待测样本开始进行提取反应得到试剂混合物；
（3）提取反应结束后，第一风扇和第二风扇同时启动对核酸提取区进行风冷降温，降至预设温度后第一风扇关闭，核酸提取区内的试剂混合物进入扩增检测区；
（4）扩增加热板对进入扩增检测区的试剂混合物加热，进行核酸扩增反应；扩增反应结束后，第一风扇和第二风扇同时启动对扩增检测区进行风冷降温。
40.根据权利要求38或39所述的使用方法，其特征在于，所述的提取反应的过程包括：
待测样本依次流经各个提取分区，与提取分区内的核酸提取试剂发生提取反应得到试剂混合物，当流经装有过滤材料的提取分区时，过滤材料吸附试剂混合物中的杂质。
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| GR01 | Patent grant | ||
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