CN112795470B - 一种检测装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种检测装置,包括试剂管、与试剂管可拆卸连接的检测管以及检测试纸,试剂管形成反应槽、药剂槽以及连通反应槽和药剂槽的导流通道,试剂管和检测管围成容纳检测试纸的反应腔,反应槽与反应腔连通。试剂管与检测管可拆卸连接,试剂管在与检测管分离时,可方便放置检测试纸,以及向试剂管的反应槽和药剂槽内添加所需的待检测样本以及试剂,待检测试纸和试剂添加完毕后,将试剂管与检测管连接围成封闭的反应腔,可实现封闭式检测,减少外界污染和干扰的可能,提高检测结果的精确度。
Description
技术领域
本申请涉及核酸检测领域,具体涉及一种检测装置,尤其是一种核酸检测装置。
背景技术
新冠病毒感染人体之后,首先会在呼吸道系统中进行繁殖,因此可以通过检测痰液、鼻咽拭子中的病毒核酸判断人体是否感染病毒。核酸检测在新冠病毒感染的诊断中发挥着关键作用。在医院,核酸检测是诊断新冠病毒感染的金标准。而在医院之外,核酸检测还可以用来做大范围的筛查,尽可能找出还在潜伏期的无症状感染者。利用筛查可以大大降低人群传染的风险,新冠核酸检测是应用范围广、较容易获得的检测手段。
环介导等温扩增技术(loop-mediatedisothermalamplification,LAMP)的原理是采用4条引物来识别靶基因上的6个特异区域,利用链置换型DNA聚合酶,置于60-65℃的恒温条件下进行扩增,反应会产生大量的焦磷酸镁白色沉淀,可以通过肉眼直接观察或者加入荧光染料观察颜色变化。该技术在灵敏度、特异性和检测范围等指标上能媲美甚至优于聚合酶链反应(PolymeraseChainReaction,PCR)技术,不依赖任何专门的仪器设备实现现场高通量快速检测,检测成本远低于荧光定量PCR。减少了聚合酶链反应技术升降温带来的影响以及对昂贵、精密实验仪器的要求,同时扩增效率高。
核酸的现场及时检测对于疫情防控和流行病学调查有很好的应用场景,但是目前现场即时检测的检测装置需要对待测样本进行一系列处理之后再与检测试纸进行接触,检测装置设计较为复杂,为了保证步骤的先后顺序,往往需要对用于处理待测样本的试剂进行密封处理,防止与检测试纸提前接触,因此,而在释放试剂与样本接触的过程中,往往需要人工操作,核酸检测的装置密封性得不到保证,容易受到外界的干扰和污染,导致检测结果不准确;且整体结构复杂,对于一次性检测装置而言,不利于降低成本,在释放试剂时也需要确保操作位置的准确性,操作较为繁琐,当需要进行大量检测时,影响检测效率。
发明内容
针对上述的不足,本申请提供了一种检测装置,尤其是用于核酸检测的核酸检测装置,本检测装置能够减少外界污染和干扰的可能,简化流程。
本申请是通过以下技术方案实现的:
一种检测装置,包括试剂管、与试剂管可拆卸连接的检测管以及检测试纸,试剂管包括反应槽、药剂槽以及连通反应槽和药剂槽的导流通道,试剂管和检测管围成容纳检测试纸的反应腔,反应槽与反应腔连通。试剂管与检测管可拆卸连接,试剂管在与检测管分离时,可方便放置检测试纸,以及向试剂管的反应槽和药剂槽内添加所需的待检测样本以及试剂,待检测试纸和试剂添加完毕后,将试剂管与检测管连接围成封闭的反应腔,可实现封闭式检测,减少外界污染和干扰的可能,提高检测结果的精确度。
进一步的,检测装置为核酸检测装置。
进一步地,导流通道包括与反应槽连通的出料口以及与药剂槽连通的进料口;在一个实施方式中,所述进料口的内径小于出料口的内径。药剂槽内的试剂在通过导流通道流向反应槽内时,进料口的内径较小,避免试剂一次性添加过多,影响反应效果,且出料口的内径较大,方便导流通道内的试剂流出。
在一个实施方式中,进料口处形成缩口。确保试剂在通过进料口时呈滴状进入导流通道内。
在另一个实施方式中,出料口处形成扩口。试剂经过缩口呈滴状流入导流通道后通过扩口对试剂进行汇聚,滴状的试剂在导流通道内流动时能够快速地由扩口处流至反应槽内,加速试剂与反应槽内样本的反应。
优选的,导流通道为棱锥状结构。导流通道以线状结构连通反应槽和药剂槽,使得药剂槽内的试剂的流动路线更加精准,确保药剂槽内的试剂可以流入反应槽。
进一步地,检测管还包括用于固定检测试纸的固定件;在优选的实施方式中,固定件包括第一固定件以及第二固定件,第一固定件和第二固定件相对设置于检测管的内壁。通过第一固定件和第二固定件能够对检测试纸进行固定,避免在操作检测装置时,检测试纸位置发生改变,影响检测试纸的检测效果。
进一步地,第一固定件和第二固定件相对设置于检测管的内壁。第一固定件和第二固定件连接至检测管的内壁处,安装更加稳定。
在一个实施方式中,检测试纸在通过第一固定件和第二固定件进行固定时,检测试纸位于检测管的中间区域,即第一固定件和第二固定件的开口方向均朝向检测管的轴线处,检测试纸能够迅速与试剂和样本混合后的溶液进行接触并检测,提高检测效率,同时缩短溶液流向检测试纸的时间,检测结果更加准确。
作为上述实施方式的优选,第一固定件和第二固定件均设置为U型结构。
在另一个实施方式中,检测试纸在通过第一固定件和第二固定件进行固定时,检测试纸位于检测管的侧部区域,如此设置,试剂和样本混合后的溶液在由试剂管流向检测管时,降低与检测试纸接触的概率,使检测试纸的底部与溶液进行接触,检测结果更加准确。
作为上述实施方式的优选,第一固定件和第二固定件均设置为L型结构。
进一步地,反应槽形成位于试剂管下部的反应槽凸起,药剂槽形成位于试剂管下部的药剂槽凸起,反应槽凸起的高度大于药剂槽凸起的高度。试剂槽凸起和样本槽凸起均于试剂管上部形成,且形成的反应槽凸起的高度大于药剂槽凸起的高度,便于单独对反应槽进行加热,而不影响药剂槽的温度,同时,也将反应槽和药剂槽进行区分,在密封后也能准确得知试剂以及样本的存放位置。
在一个实施方式中,反应槽的内径小于药剂槽的内径。由于形成的药剂槽凸起较低,因此,需要适当增加药剂槽的内径,增加样本的容量。
进一步地,反应槽凸起沿其延伸方向依次形成与试剂管连接的柱形段以及锥形段。柱形段用于增加反应槽的容纳体积,锥形段便于将反应槽插入用于加热的部分。
进一步地,药剂槽形变以使药剂槽中的试剂流向反应槽;在一个实施方式中,药剂槽的部分或者药剂槽的全部由弹性材料制成;在一个实施方式中,所述药剂槽凸起的外壁形成能够朝向反应槽发生形变的弹性部。试剂管底部向下凹陷,在其外部形成了凸起,凸起部分形成了药剂槽。药剂槽容纳腔是凹陷形成的,且位于试剂管内,药剂槽凸起的外壁形成能够朝向反应槽发生形变的弹性部,进行检测时只需在外部对弹性部施加压力就可使药剂槽产生形变,进而推动药液流动至反应槽内,降低了操作难度,更易于使用。
作为上述实施方式的优选,弹性部的数量为两个,两个弹性部关于导流通道相对设置,各弹性部能够朝向另一弹性部发生形变。弹性部共两个且相对设置,两个弹性部都能使药剂槽产生形变,不论是挤压任一弹性部,还是两个弹性部进行相对移动,都能够将容纳腔中的药液集聚在出料口附近,药液可以通过出料口流向反应槽。
进一步地,试剂管还包括设置于药剂槽槽口的挡板。使得药剂槽内的药剂能够完全通过导流通道流向反应槽,提高药剂的利用率。
进一步地,试剂管凹陷形成缓冲腔,反应槽和药剂槽开口于缓冲腔的底壁。缓冲腔为检测试纸与药剂槽以及反应槽留有缓冲区域,避免检测试纸提前与药剂或者样本提前接触,影响检测结果的准确性。在一个实施方式中,试剂管和检测管的一个形成有螺纹部,另一个形成有与螺纹部配合的光滑部。虽然有螺纹部,但是试剂管和检测管不通过螺纹连接,避免多次旋转增加操作时间,而试剂管在和检测管扣合连接时,螺纹部又能够增加摩擦,不仅防止试剂管和检测管之间滑动,还增加了试剂管和检测管之间的密封性,防止试剂和样本被污染,避免检测结果不准确的情况发生。
作为上述实施方式的优选,螺纹部形成于试剂管。在试剂管处设置螺纹,可以保证试剂管和检测管连接时,密封性能更好,同时试剂管凹陷形成缓冲腔,螺纹部形成于缓冲腔的腔壁也可以与反应槽和药剂槽之间留有间隙。
优选的,检测管处同样形成有螺纹部,第一固定件和第二固定件位于螺纹部下部。
在一个实施方式中,导流通道为底壁凹陷形成。反应槽和药剂槽的开口位于缓冲腔的底壁,导流通道连接反应槽和药剂槽同时位于缓冲腔底壁,导流通道与底壁平齐并由底壁凹陷形成,保证了药剂在导流通道流动时的稳定平缓。
作为上述实施方式的优选,导流通道自药剂槽朝向反应槽倾斜延伸。导流通道倾斜延伸保证药剂由药剂槽流入反应槽,避免待测样本倒流污染药剂槽中的试剂,保证药剂槽中的试剂快速平缓流入反应槽进行反应。
进一步地,检测管为透明材料制成。无需将检测管与试剂管拆开便能够观察检测试纸的情况,避免外界污染,实现全封闭检测。
进一步地,检测装置还包括用于夹持检测试纸的夹持件。通过夹持件将检测试纸放置于检测管内,可以在不接触检测试纸的前提下完成检测试纸的安装,避免检测试纸与检测人员产生直接接触,对检测试纸造成污染,检测结果更加准确。
作为上述实施方式的优选,夹持件包括第一子夹持件以及第二子夹持件,第一子夹持件和第二子夹持件通过柔性连接件连接,。第一子夹持件和第二子夹持件实现对检测试纸的夹持,且连接第一子夹持件和第二子夹持件的柔性连接件为柔性材料制成,第一子夹持件和第二子夹持件能够通过柔性连接件形成任意角度,对检测试纸的夹持更加稳固。
夹持件由透明材料制成。
在一个实施方式中,反应槽预置第一试剂,优选,PCR反应试剂,例如,LAMP反应试剂。
药剂槽预置第二试剂;第二试剂包括具有trans切割活性的Cas蛋白、gRNA和单链核酸检测器;gRNA包括与上述Cas蛋白结合的区域以及与待测靶核酸杂交的区域。
在一个实施方式中,检测试纸为胶体金检测试纸条。
在一个实施方式中,反应槽预置第一试剂,将待测样品加到所述反应槽中,待测样品与第一试剂混合并在第一温度下进行反应;例如,反应槽中设置有LAMP反应试剂,在适于LAMP反应的温度下(比如,60-65℃),可以扩增得到待测样品中的核酸。
药剂槽预置的第二试剂;在一个实施方式中,所述第二试剂包括具有trans切割活性的Cas蛋白(或者称作,CRISPR蛋白),例如,Cas12a、Cas12b、Cas12i、Cas12j、Cas13a等;第二试剂还包括gRNA,所述gRNA包括与上述Cas蛋白结合的区域以及与待测靶核酸杂交的区域;另外,第二试剂还包括单链核酸检测器。
待反应槽反应一段时间,扩增得到样品中的核酸后;将药剂槽中的第二试剂加到反应槽中,在适于Cas蛋白反应的温度下,继续反应一段时间。在此反应条件下,如果待测样品中存在待测靶核酸,体系内的Cas蛋白将切割单链核酸检测器;如果待测样品中不存在待测靶核酸,体系内的Cas蛋白将不会切割单链核酸检测器。
上述反应完毕后,翻转检测装置,以使反应液流向检测槽并与检测试纸接触,进行检测。
单链核酸检测器和检测试纸的设置可参考中国专利申请CN111996236A;具体而言:所述的单链核酸检测器具有连接至5’端第一分子(如FAM或FITC)和连接至3’端的第二分子(如生物素)。所述的含有单链核酸检测器的反应体系与检测试纸配合用以检测靶核酸(优选,胶体金检测方式)。所述的检测试纸被设计为具有两条捕获线,在样品接触端(胶体金)设有结合第一分子的抗体(即第一分子抗体),在第一线(controlline)处含有结合第一分子抗体的抗体,在第二线(testline)处含有与第二分子结合的第二分子的抗体(即第二分子抗体,如亲和素)。当反应沿着试纸条流动时,第一分子抗体与第一分子结合携带切割或未切割的单链核酸检测器至捕获线,切割的报告子将在第一个捕获线处结合第一分子抗体的抗体,而未切割的报告子将在第二捕获线处结合第二分子抗体。报告基团在各条线的结合将导致强读出/信号(例如颜色)。随着更多的报告子被切割,更多的信号将在第一捕获线处累积,并且在第二线处将出现更少的信号。根据检测试纸的反应结果即可以反映样品中是否存在待测靶核酸。在某些方面,所述单链核酸检测器中的分子可相互替换,或改变分子的位置,只要其报告原理与本发明相同或相近,所改进的方式也均包含在本发明中。
本申请还提供了关于上述检测装置在核酸检测中的应用。
附图说明
图1用以说明本申请中的检测装置的一种结构示意图;
图2用以说明本申请中的检测装置的一种使用状态示意图;
图3用以说明本申请中的试剂管的一种俯视结构示意图;
图4用以说明本申请中的试剂管的一种结构示意图;
图5用以说明本申请中的第一固定件和第二固定件的一种结构示意图;
图6用以说明本申请中的第一固定件和第二固定件的另一种结构示意图;
图7用以说明本申请中的夹持件的一种结构示意图;
图8用以说明本申请中的夹持件的一种使用状态参考图。
附图标记:
1、试剂管,11、药剂槽,12、反应槽,121、柱形段,122、锥形段,13、导流通道,14、缓冲腔,15、螺纹部,16、弹性部,161、第一弹性部,162、第二弹性部,2、检测管,21、第一固定件,22、第二固定件,3、夹持件,31、第一子夹持件,32、第二子夹持件,33、柔性连接件。
具体实施方式
下面将接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。
需要说明的是,本发明实施例中的左、右、上、下、前、后等方位用语,仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态,即产品的行进方向为参考的,而不应该认为是具有限定性的。
另外,还需要说明的是,本发明实施例中所提到的“相对运动”等动态用语,不仅是位置上的变动,还包括转动、滚动等位置上没有发生相对变化,但状态却发生改变的运动。
最后,需要说明的是,当组件被称为“位于”或“设置于”另一个组件,它可以在另一个组件上或可能同时存在居中组件。当一个组件被称为是“连接于”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。
如图1至图3所示,一种检测装置,包括试剂管1、与试剂管1可拆卸连接的检测管2以及检测试纸,试剂管1形成反应槽12、药剂槽11以及连通反应槽12和药剂槽11的导流通道13,试剂管1和检测管2围成容纳检测试纸的反应腔,反应槽12与反应腔连通;试剂管1与检测管2可拆卸连接,试剂管1在与检测管2分离时,可方便放置检测试纸,以及向试剂管1的反应槽12和药剂槽11内添加所需的待检测样本以及试剂,待检测试纸和试剂添加完毕后,将试剂管1与检测管2连接围成封闭的反应腔,可实现封闭式检测,减少外界污染和干扰的可能,提高检测结果的精确度。
优选的,本检测装置为核酸检测装置。
其中,在利用反应槽12以及药剂槽11进行反应时,反应槽12内预置有第一试剂,药剂槽11预置第二试剂;向反应槽12中加入待测样本后,即将试剂管1在与检测管2连接,检测管2中预置检测试纸;待测样本以及第一试剂在反应槽12内在第一温度下首先进行一次反应,反应一段时间后,再将药剂槽11内的第二试剂添加至反应槽12内,在第二温度下完成二次反应;倒置检测装置,将反应后的检测液再与检测试纸接触,完成检测。
由于试剂与待测样本的反应以及检测试纸的检测均在封闭的反应腔内实现,因此,为了完全降低外界污染和干扰的可能,优选的,检测管2为透明材料制成;无需将检测管2与试剂管1拆开便能够观察检测试纸的情况,避免外界污染,实现全封闭检测。
具体的,待测样品可以来源于病毒、细菌、微生物、土壤、水源、人体、动物、植物。在本申请中,待测样品为生物样品;可以理解的,生物样品可以是植物细胞、愈伤、组织或器官(如根、茎、叶、花、种子、果实)等。
其中,生物样品是从任何生物体获得、排泄或分泌的任何固体或流体样品,包括但不限于单细胞生物,例如细菌、酵母、原生动物和变形虫等,多细胞生物(例如植物或动物,包括来自健康或表面健康的人类受试者或受待诊断或调查的病症或疾病影响的人类患者的样品,例如病原微生物例如病原细菌或病毒的感染)。
例如,生物样品可以是从例如血液、血浆、血清、尿液、粪便、痰液、粘液、淋巴液、滑液、胆汁、腹水、胸腔积液、血清肿、唾液、脑脊液、水性或玻璃体液、或任何身体分泌物、渗出液、渗出液(例如,从脓肿或任何其他感染或炎症部位获得的液体)中获得的生物液体或从关节(例如,正常关节或受疾病影响的关节,例如类风湿性关节炎、骨关节炎、痛风或脓毒性关节炎)获得的液体,或皮肤或粘膜表面的拭子。样品也可以是从任何器官或组织获得的样品(包括活组织检查或尸体解剖标本,例如肿瘤活检)或者可以包含细胞(原代细胞或培养的细胞)或由任何细胞、组织或器官调理的培养基。示例性的样品包括但不限于,细胞、细胞裂解物、血涂片、细胞离心制剂、细胞学涂片、体液(例如血液、血浆、血清、唾液、痰、尿、支气管肺泡灌洗、精液等)、组织活检(例如肿瘤活组织检查)、细针抽吸物和/或组织切片(例如低温恒温器组织切片和/或石蜡包埋的组织切片)。
试剂管1和检测管2的一个形成有螺纹部,另一个形成有与螺纹部配合的光滑部;虽然有螺纹部,但是试剂管1和检测管2不通过螺纹连接,避免多次旋转增加操作时间,而试剂管1在和检测管2扣合连接时,螺纹部15又能够增加试剂管1和检测管2之间的摩擦,不仅防止试剂管1和检测管2之间滑动,还增加了试剂管1和检测管2之间的密封性,防止试剂和样本被污染,避免检测结果不准确。
需要说明的是,光滑部既可以形成于在试剂管1上,也可以形成于检测管2上,对应的,螺纹部既可以形成于在检测管2上,也可以形成于试剂管1上;作为上述实施方式的优选,同时结合图4,螺纹部15形成于试剂管1;在试剂管1处设置螺纹,可以保证试剂管1和检测管2连接时,密封性能更好,由于,试剂管内添加有第一试剂、第二试剂以及待测样本,因此,在安装时,需要将检测管安装至试剂管处,因此,螺纹部15形成于试剂管1,方便检测管进行对准安装,其中,螺纹部15形成于试剂管1的外侧。
优选的,检测管2处同样形成有螺纹部,第一固定件21和第二固定件22位于螺纹部下部。
可以理解的是,为了保证密封性,螺纹部15也可以是任何凸起后能起密封作用的结构,例如环形凸筋等。
由于检测试纸是对反应槽12与药剂槽11混合反应后的待检测液进行检测,优选的,检测试纸设置于检测管2处,试剂以及待测样本均添加在试剂管1处,待测样本与试剂充分反应后再与检测试纸进行接触,提高检测的准确性。
检测管还包括用于固定检测试纸的固定件,优选的,固定件包括第一固定件21和第二固定件22,第一固定件21和第二固定件22相对设置于检测管的内壁,通过第一固定件21和第二固定件22对检测试纸进行固定,防止检测试纸在检测管2内晃动,影响与待检测液接触。
如图5所示,在一个实施方式中,第一固定件21和第二固定件22为“U”形柱,检测试纸位于检测管2的中间区域,即第一固定件21和第二固定件22的开口方向均朝向检测管2的轴线处,检测试纸能够迅速与试剂和样本混合后的溶液进行接触并检测,提高检测效率,同时缩短溶液流向检测试纸的时间,检测结果更加准确。
如图6所示,在另一个实施方式中,第一固定件21和第二固定件22为“L”形柱,两个“L”形柱的第一面板平行且与检测管2的内壁相接,两个“L”形柱的第二面板位于同一平面且两个“L”形柱的第二面板之间留有空隙,便于从空隙之间观察检测试纸的安装情况,可以理解的是,两个“L”形柱的第二面板之间也可以是紧密贴合的。
下面,以第一固定件21和第二固定件22为“U”形柱为例,详细进行说明,第一固定件21和第二固定件22形成用于安装检测试纸的安装槽,安装槽与检测管2的底端形成有间隙,检测试纸在安装至第一固定件21和第二固定件22上时,检测试纸的一端伸入第一固定件21和第二固定件22内并与检测管2的底端抵接,由于检测管2为透明材料制成,因此,能够直接观察到检测试纸与检测管2的底端抵接部分的变化情况,及时获取检测结果;而对于检测试纸的另一端,可以在安装时直接伸入第一固定件21和第二固定件22内,或者,检测试纸具有可以伸入试剂管1的夹持段,检测试纸安装到第一固定件21和第二固定件22上后,检测试纸形成夹持段的一端位于试剂管1,检测试纸的另一端与检测管2的底端抵接,便于安装检测试纸。
其中,检测装置在倾斜时,试剂管1内形成的待测样本便会在重力作用下流向检测管2,为了实现待测样本与检测试纸的底部接触,安装槽形成有临近试剂管1的封闭端以及远离试剂管1的检测端,检测端形成与检测管2连通的检测口;通过将待测样本放置于试剂管1内,检测试纸在安装至安装槽内时,安装槽上端封闭,检测试纸伸出检测口与检测管2的底端抵接,只通过检测试纸的下端与检测试纸的底部接触,提高检测的准确性。
其中,封闭端可设置有可移动的封闭件,在安装检测试纸时,将封闭件移除,以方便安装检测试纸,当安装完毕后,再将封闭件移动至封闭端,实现封闭端的封闭;或者,当第一固定件21和第二固定件22包括为两个“L”形柱形成时,检测试纸也可以从两个“L”形柱之前形成的空隙安装。
如图1和图3所示,导流通道13包括与反应槽12连通的出料口以及与药剂槽11连通的进料口,进料口的内径小于出料口的内径。药剂槽内的试剂在通过导流通道流向反应槽内时,进料口的内径较小,避免试剂一次性添加过多,影响反应效果,且出料口的内径较大,方便导流通道内的试剂流出。
试剂管1凹陷形成缓冲腔14,反应槽12和药剂槽11开口于缓冲腔14的底壁;由于检测试纸安装在检测管2处,为检测试纸与药剂槽11以及反应槽12留有缓冲区域,避免检测试纸提前与试剂或者待测样本提前接触,影响检测效果,能够有效提高检测结果的精确性,其中,当螺纹部15形成在检测管2处时,缓冲腔14的侧壁即形成光滑部。
试剂管1还包括设置于药剂槽11槽口的挡板;使得药剂槽11内的药剂能够完全通过导流通道13流向反应槽12,提高药剂的利用率。
导流通道13为棱锥状结构;对于检测装置,设置导流通道13为棱锥状结构在保证连通反应槽12与药剂槽11,使得药剂槽11中的第二试剂可以流入反应槽12与样本液反应的同时。保证了第二试剂流动路线的精准,确保第二试剂可以流入反应槽12。
导流通道13在设置时,导流通道13同样可以形成在缓冲腔14的底壁,这样导流通道13通过反应槽12的开口以及药剂槽11的开口连通,降低药剂槽11的第二试剂由于误操作后导致的提前流向反应槽12内。
下面以当导流通道13形成在缓冲腔14的底壁为例,详细进行说明。
进料口处形成缩口;确保试剂在通过进料口时呈滴状进入导流通道内。
出料口处形成扩口;由于导流通道13导通药剂槽11与反应槽12使第二试剂可以通过导流通道13与待测样本以及第一试剂的混合形成的待检测液进行反应,将反应槽12与导流通道13连通处,即出料口设计为扩口,那么药剂槽11中的第二试剂经过进料口形成的缩口呈滴状流入导流通道13后通过扩口对药剂进行汇聚,达到滴状试剂在导流通道13内流动时能够快速地由扩口处流入反应槽12内,加速第二试剂与反应槽12内样本的反应。
或者,导流通道13也可以形成在试剂管1内,即导流通道13通过反应槽12的中部以及药剂槽11的中部连通,方便药剂槽11内的第二试剂流向反应槽12内。
优选的,导流通道13自药剂槽11朝向反应槽12倾斜延伸;能够使药剂槽11内的第二试剂快速流向反应槽12,使第二试剂与样本、第一试剂快速混合,减少检测时间。
或者,也可以采用挤压的方式代替倾斜的方式,使药剂槽11内的第二试剂流向反应槽12,药剂槽11形成设置第二试剂的容纳腔,药剂槽11形变以使药剂槽11中的第二试剂流向所述反应槽12,其中,药剂槽11形变时,容纳腔的容积可以缩小。容纳腔放置有一定体积的药液,当药剂槽11产生形变时会缩小容纳腔的容积,原本的药液并不能完全被容纳腔容纳,因此药液的液面会随着形变而上升,直至流向反应槽12,实现了药液向反应槽12的转移。这样,无需将试剂管1倾斜,只需对药剂槽11施加一定压力使其形变便可将药液流入反应槽12中,更易操作,同时还可以避免在倾斜过程中反应槽12内的第一试剂以及待测样本的倾洒。
可以理解的,除缩小药剂槽11的容积完成药液转移之外,还可以通过保持药剂槽11容积不变,增加液面高度的方式来实现药液向反应槽12的转移。药剂槽11容积不变,减小底面积,为保持同样的容积,液面高度会增加。反应槽12与药剂槽11的中部区域连通,在液面升高的过程中药液就可以流向反应槽12,完成转移。
下面以药剂槽11形变缩小容纳腔的容积为例,详细进行说明。
如图1和图4所示,药剂槽11形成有药剂槽凸起,当采用挤压的方式使药剂槽11内的第二试剂流向反应槽12时,药剂槽凸起的外壁形成能够朝向反应槽12发生形变的弹性部16药剂槽凸起,例如,弹性部16的数量可以选为两个,分别为第一弹性部161和第二弹性部162,第一弹性部161和第二弹性部162关于导流通道13相对设置,且各弹性部16均能够朝向另一弹性部16的方向发生形变,这样,通过摁压第一弹性部161和第二弹性部162,使药剂槽11的容积缩小,第二试剂上升通过导流通道13流向反应槽12内。
或者,弹性部16的数量也可以选为一个,弹性部16与导流通道13相对设置,这样,弹性部16在发生形变时,弹性部16便会朝向导流通道13形变,推动第二试剂流向通过导流通道13流向反应槽12。
优选的,药剂槽凸起的外壁部分全部设置为弹性部16,即整个药剂槽凸起都具有弹性,可随意挤压。这样,在对药液进行转移时,操作更加简单,挤压药剂槽凸起外壁的任意一处都可以使药剂槽11发生形变,完成药液的转移。
反应槽12形成位于试剂管1下部的反应槽12凸起,药剂槽11形成位于试剂管1下部的药剂槽凸起,反应槽12凸起的高度大于药剂槽凸起的高度;药剂槽凸起和反应槽12凸起均于试剂管1下部形成,且形成的反应槽12凸起的高度大于药剂槽凸起的高度,便于将反应槽12凸起插入加热仪器中,对反应槽12进行加热,而不影响药剂槽11的温度,同时,由于反应槽12内添加有待测样本以及第一试剂,药剂槽11内添加有第二试剂,各凸起的高度不同,也将反应槽12和药剂槽11进行区分,在密封后也能准确得知第二试剂、第一试剂以及待测样本的存放位置。
由于形成的药剂槽凸起较低,因此,为了增加药剂槽11的容量,需要适当增加药剂槽11的内径,即反应槽12的内径小于所述药剂槽11的内径。
反应槽12凸起沿其延伸方向依次形成与试剂管1连接的柱形段121以及锥形段122;柱形段121用于增加反应槽12的容纳体积,锥形段122便于反应槽12凸起插入用于加热仪器中,试剂管1在加热时固定效果好,同时,由于反应槽12凸起的高度大于药剂槽凸起的高度,在对反应槽12凸起进行加热时,也能够避免加热仪器对药剂槽11内第二试剂的影响。
需要说明的是,柱形段121可以是圆柱形段121,还可以是棱柱形段121。
为了减少加热时造成的挥发,在对试剂槽进行加热时,在反应槽12上端设置封闭反应槽12的盖板,避免加热时,导致反应槽12里面的待测样本以及第一试剂挥发;当加热完成,需要将第二试剂与待测样本以及第一试剂二次混合时,此时将试剂管1倾斜一定角度使药剂槽11内的第二试剂通过导流通道13流入反应槽12,在倾斜的过程中可以通过药剂槽11内的第二试剂自身的重力冲开盖板,将第二试剂与样本、第一试剂混合。
盖板与挡板的不同之处在于,药剂槽11内的第二试剂能够通过自身的重力冲开盖板,将第二试剂与样本、第一试剂混合,但药剂槽11内的第二试剂并无法冲开挡板,到达反应腔内。
或者,也可以在第一试剂以及待测样本添加完毕后,再向反应槽12中添加防挥发物质,使防挥发物质在第一试剂和样本上层形成密封膜,避免加热时第一试剂挥发,影响检测结果,例如,防挥发物质可以为矿物油,本领域技术人员可以理解的是,除了矿物油,还可以采用其他的防挥发物质,本申请对此不做限定。
如图7和图8所示,检测装置还包括用于夹持检测试纸的夹持件3;通过夹持件3将检测试纸放置于检测管内,可以在不接触检测试纸的前提下完成检测试纸的安装,避免检测试纸与检测人员产生直接接触,对检测试纸造成污染,检测结果更加准确。
夹持件3在使用时,首先将检测试纸固定在夹持件3处,随后将固定有检测试纸的夹持件3安装在固定件处,固定件通过对夹持件3进行固定,进而实现检测试纸的固定;和直接与检测试纸接触相比,通过夹持件实现检测试纸的转移,进一步避免了检测试纸与外界接触的概率,从而保证检测结果的准确性。
同时结合图5,夹持件3在穿过固定件的封闭口伸入固定件后,同样可在封闭口处设置有密封件,密封件主要起到限定夹持件的作用,防止夹持件3与固定件脱离,可以理解的,夹持件3自身也能够起到密封的作用,当夹持件安装至固定件时,夹持件位于封闭口的部分可代替密封件的作用。优选的,夹持件3包括由透明材料制成的第一子夹持件31以及第二子夹持件32,第一子夹持件31和第二子夹持件32通过柔性连接件33连接,柔性连接件33为柔性材料制成;第一子夹持件31和第二子夹持件32实现对检测试纸的夹持,且连接第一子夹持件31和第二子夹持件32的柔性连接件33为柔性材料制成,第一子夹持件31和第二子夹持件32能够通过柔性连接件形成任意角度,对检测试纸的夹持更加稳固,且柔性连接件33为柔性材料制成,在实现连接第一子夹持件31和第二子夹持件32的同时,不会影响第一子夹持件31和第二子夹持件32对检测试纸的夹持,第一子夹持件31和第二子夹持件32在夹持检测试纸时更加省力。第一子夹持件31和第二子夹持件32与柔性连接件33形成容纳检测试纸的夹持件3;在实际使用时,夹持件3在远离柔性连接件33的一端具有开口以使得检测试纸可以接触夹持件3外部的检测液;夹持件3如此设置以使得检测试纸只有在上述开口处才能接触夹持件3外部的检测液,避免检测试纸其他部分接触检测液造成检测结果的不准确。
在一个实施方式中,对于第一子夹持件31和第二子夹持件32而言,对检测试纸进行夹持的过程中,第一子夹持件31和第二子夹持件32相对的两个端面可以为水平面,通过两个端面对检测试纸进行夹持,且在夹持的过程中,第一子夹持件31和第二子夹持件32之间形成有间隙,间隙的宽度即为检测试纸的宽度。
优选的,第一子夹持件31和第二子夹持件32相对的两个端面均内凹形成夹持槽,在对检测试纸进行夹持的过程中,第一子夹持件31和第二子夹持件32相对的两个端面便能够贴合,以使两个夹持槽形成一端开口的夹持结构,检测试纸便能够通过开口处伸入夹持结构内,使得检测试纸只通过开口处与外界接触,更好地保护检测试纸。
在另一个实施方式中,可以将设置了检测试纸的夹持件3直接放置在检测管内部,保持夹持件3的开口朝向检测管的底部。
可以理解的,第一子夹持件和第二子夹持件均具有两个端部,因此,第一子夹持件也可以直接与第二子夹持件连接通过其中一个端部相连,再通过另一端部对检测试纸进行夹持,第一子夹持件和第二子夹持件形成三角形结构,夹持更加稳定。
以下提供一个具体的实施方式,阐述本申请的检测装置的使用方法。
反应槽12预置LAMP反应试剂。
药剂槽11预置具有trans切割活性的Cas蛋白(Casa)、gRNA和单链核酸检测器;gRNA包括与上述Cas蛋白结合的区域以及与待测靶核酸杂交的区域。
检测试纸为可以与单链核酸检测器配合使用的胶体金检测试纸条。
将待测样品加到反应槽12中,此时,即可以将检测试纸置入检测管2中,并将试剂管1和检测管2密封。待测样品与LAMP反应试剂混合并在在适于LAMP反应的温度下(比如,60-65℃)下进行反应一段时间,如此可以扩增得到待测样品中的核酸。在其他的实施方式中,反应槽12还可以预置其他的PCR反应试剂。
待反应槽12反应一段时间,扩增得到样品中的核酸后;将药剂槽11中的第二试剂加到反应槽12中,在适于Cas蛋白反应的温度下,继续反应一段时间。在此反应条件下,如果待测样品中存在待测靶核酸,体系内的Cas蛋白将切割单链核酸检测器;如果待测样品中不存在待测靶核酸,体系内的Cas蛋白将不会切割单链核酸检测器。
上述反应完毕后,翻转检测装置,以使反应液流向检测槽并与检测试纸接触,进行检测。
根据试纸的反应结果即可以判断待测样品中是否有待测的靶核酸。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (3)
1.一种检测装置,其特征在于,包括试剂管、与所述试剂管可拆卸连接的检测管以及检测试纸,所述试剂管包括反应槽、药剂槽以及连通所述反应槽和所述药剂槽的导流通道,反应槽预置第一试剂,药剂槽预置第二试剂,所述试剂管和所述检测管围成容纳所述检测试纸的反应腔,所述反应槽与所述反应腔连通,导流通道包括与反应槽连通的出料口以及与药剂槽连通的进料口,进料口处形成缩口,出料口处形成扩口;反应槽上端设置封闭反应槽的盖板,药剂槽内的第二试剂通过导流通道流入反应槽,药剂槽内的第二试剂可依靠自身的重力冲开盖板;
所述试剂管凹陷形成缓冲腔,所述反应槽和所述药剂槽开口于所述缓冲腔的底壁,所述检测管连接至所述缓冲腔的侧壁;所述导流通道形成在缓冲腔的底壁;
所述反应槽形成位于所述试剂管下部的反应槽凸起,所述药剂槽形成位于所述试剂管下部的药剂槽凸起,所述反应槽凸起的高度大于药剂槽凸起的高度,所述药剂槽凸起的外壁形成能够朝向所述反应槽发生形变的弹性部,所述药剂槽形变以使所述药剂槽中的试剂流向所述反应槽;
所述弹性部的数量为两个,分别为第一弹性部和第二弹性部,第一弹性部和第二弹性部关于导流通道相对设置,且各弹性部均能够朝向另一弹性部的反向发生形变;或者,所述弹性部的数量为一个,且与导流通道相对设置;或者,所述药剂槽凸起的外壁部分全部设置为弹性部;
所述检测装置还包括用于夹持检测试纸的夹持件,所述夹持件用于将检测试纸安装到容纳所述检测试纸的检测管中;所述检测管还包括用于固定检测试纸的固定件;所述固定件包括第一固定件以及第二固定件,所述第一固定件和所述第二固定件相对设置于所述检测管的内壁;夹持件在使用时,将检测试纸固定在夹持件处,随后将固定有检测试纸的夹持件安装在固定件处,固定件通过对夹持件进行固定进而实现检测试纸的固定;
所述夹持件包括第一子夹持件以及第二子夹持件,第一子夹持件和第二子夹持件通过柔性连接件连接,所述柔性连接件为柔性材料制成,夹持件在远离柔性连接件的一端具有开口以使得检测试纸可以接触夹持件外部的检测液;
所述第一子夹持件和第二子夹持件相对的两个端面为水平面,第一子夹持件和第二子夹持件之间形成有间隙,间隙的宽度即为检测试纸的宽度;或者,所述第一子夹持件和第二子夹持件相对的两个端面均内凹形成夹持槽,第一子夹持件和第二子夹持件相对的两个端面能够贴合,两个夹持槽形成一端开口的夹持结构,检测试纸能够通过开口处伸入夹持结构内。
2.根据权利要求1所述的一种检测装置,其特征在于,所述试剂管还包括设置于所述药剂槽槽口的挡板。
3.权利要求1或2所述的检测装置在核酸检测中的应用。
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