CN113063780B - 一种用于光学检测的拭子样品流体系统及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种用于光学检测的拭子样品流体系统及其使用方法，包括：拭子采样管、样品驱动单元、流体输入单元、反应腔以及流体输出单元；正压驱动结构、负压驱动结构与拭子采样管操作时，形成正、负压双驱动工作模式；正压驱动结构、负压驱动结构与拭子采样管形成插接式联动结构，再通过反应药品载入密封和拭子流体样品注入的科学操作，符合高精度、高安全等级的生化反应检测的苛刻要求；流体样品全程处于封闭状态，采用正压推注、负压抽取双驱动进样模式，不会造成气溶胶泄露；只需一步操作即可实现样品流体的处理过程，操作简单易学，适合推广应用。

Description

一种用于光学检测的拭子样品流体系统及其使用方法
技术领域
本发明属于光学检测技术领域，尤其是一种用于光学检测的拭子样品流体系统及其使用方法。
背景技术
现有技术中，家用拭子检测系统缺点明显；例如系统使用前，需预先载入生化反应药品并用透气膜封装，确保加入流体不发生泄露的前提下，能够排出气体从而允许流体样品进入；系统封闭性差，虽然流体样品不易泄露，但是样品处理过程会产生气溶胶，释放到环境当中，引发二次污染；系统使用复杂，需要若干步骤才能完成，操作人需仔细阅读说明书学习才能掌握操作流程；
发明内容
为了克服上述技术不足，本发明提供一种用于光学检测的拭子样品流体系统及其使用方法，样品反应腔采用卡口式密封盖设计，方便进行生化反应药品载入以及反应体系的密封；流体样品全程处于封闭状态，采用正压推注、负压抽取双驱动进样模式，不会造成气溶胶泄露；经过一步操作即可实现样品流体的处理过程，操作简单易学。
一种用于光学检测的拭子样品流体系统及其使用方法，其中：
一种用于光学检测的拭子样品流体系统，包括：拭子采样管、样品驱动单元、流体输入单元、反应腔以及流体输出单元；
进一步的，所述拭子采样管用于样品收集以及样品的分散溶解，所述拭子采样管内部为正压腔，所述拭子采样管管口通过薄膜密封结构密封样品；所述薄膜密封结构可被采样针刺破；
进一步的，所述样品驱动单元包括：正压驱动结构、正压腔、负压驱动结构以及负压腔；
所述正压驱动结构采用活塞驱动结构，包括正压活塞头，所述正压活塞头前端能与所述拭子采样管内的正压腔匹配连接，形成密闭的活塞结构，用于向所述正压腔施加正压，配合插入正压腔的采样针，利用正压向反应腔中输入拭子流体样品；所述正压活塞头尾部与所述负压驱动结构的负压缸的上部一侧连接；所述采样针与所述正压活塞头并行设置，所述采样针尾部固定设置在所述负压缸的上部另一侧；
所述负压驱动结构亦采用活塞驱动结构，包括：负压缸与负压活塞头；所述负压活塞头可由拭子采样管向上推动，诱导负压腔内气压降低；所述负压缸内设置为负压腔，所述负压腔通过所述流体输出单元与所述反应腔连通；所述负压活塞头与负压腔形成密闭的活塞结构，用于向负压腔施加负压，从反应腔中抽取空气和气泡，防止气泡干扰光学检测；
进一步的，所述正压驱动结构、负压驱动结构与拭子采样管操作时，形成正、负压双驱动工作模式；所述正压驱动结构、负压驱动结构与拭子采样管形成插接式联动结构，即保证所述拭子采样管向上推动时，同时推动所述负压活塞头同步动作；
进一步的，所述流体输入单元用于拭子流体样品的传输，包括采样针、正压管路；所述正压管路的一端与所述采样针的一端密闭连通，所述正压管路的另一端与反应管的一端密闭连通；
进一步的，所述反应腔设置在反应管内，包括一个可打开、关闭的密封反应腔盖；所述反应管内底部放置反应药品，与输入进的拭子流体样品发生生化反应，为防止生化试剂进入流体输入单元和流体输出单元，所述反应管垂直设置；
作为一种举例说明，所述反应管的数量可以为一组或多组；
优选的，所述反应管的数量为四组；
作为一种举例说明，所述反应腔盖与反应管采用卡扣结构进行打开与关闭操作；
所述反应管设计为透明、扁平结构，满足检测的光路穿过反应管时表面平坦，满足高精度检测需求；
进一步的，所述流体输出单元用于拭子流体样品以及气泡的传输，包括负压管路，所述负压管路的一端与所述负压缸的底部密闭连通，所述负压管路的另一端与所述反应管的另一端密闭连通；
作为一种举例说明，所述反应腔盖还可以是瓶塞结构、瓶盖旋拧结构或塑料薄膜结构等能够起到密封载药后的反应管的密封结构。
一种用于光学检测的拭子样品流体系统的使用方法，包括：反应药品载入密封和拭子流体样品注入；
步骤一、对本发明一种用于光学检测的拭子样品流体系统进行整体灭菌消毒；
步骤二、打开反应腔盖，放入反应药品，随后关闭反应腔盖，形成密封的反应腔，防止拭子流体样品以及气溶胶泄露；
步骤三、将拭子采样管正对正压驱动结构的正压活塞头和采样针，向上推动所述拭子采样管，正压腔与正压活塞头接触并形成密封活塞，随着拭子采样管的向上推动，拭子采样管的左侧壁同步推动负压驱动结构的负压活塞头向上运动；
步骤四、采样针刺破薄膜密封结构,此时正压腔中气压增大，驱动拭子流体样品通过采样针以及正压管路注入反应腔，当反应腔中注满拭子流体样品后，停止注射；
作为一种举例说明，所述停止注射即为停止向上推动所述拭子采样管；
步骤五、负压腔中气压降低，经过负压管路从反应腔中抽取空气和气泡残留；
作为一种举例说明，如果体系全是密封的，反应腔内部气体不能排出的话，拭子流体样品也就注射不进去，所以必须向外排气，才能产生均衡的导通，然而对外界排气容易向环境中释放气溶胶，造成病毒污染导致感染，故而设计形成正、负压双驱动的同步工作模式；
作为一种举例说明，负压腔还具备一定的促进拭子流体样品顺利进入反应腔中的作用；
步骤六、将所述反应腔至于照明光源和探测器之间，开始光学检测。
作为一种举例说明，拭子流体样品向反应腔中注射的过程中，反应腔中的气体会与拭子流体样品形成残留小气泡，散布在反应腔的一些角落中(与输液时，输液管中的残留气泡原理类似)，反应腔中的小气泡会影响探测器对颜色的识别效果；
本发明的有益效果：
1、本发明结构简单，操作简便，为家用新冠病毒检测拭子流体样品处理系统提供了高效、安全的设计参照；
2、本发明能够经过一步操作即可实现拭子样品流体向检测设备中的进样，并且全程密封，无样品泄露，即无二次污染的问题；
3、本发明反应腔盖的结构设计，实现了在不损伤反应药品、保证拭子样品流体系统全密封、不降低反应腔透明度的前提下，实现向反应腔中载入反应药品；
4、管状反应腔设计，密闭防止反应腔内拭子流体样品进入流体输入单元和流体输出单元。
5、反应腔同步连通负压腔的巧妙结构设计，利用负压环境，液体中残留气泡会主动排出的原理，巧妙的解决了溶解气泡对检测成像的干扰，大大提高了检测精度。
附图说明
图1是本发明一种用于光学检测的拭子样品流体系统之双反应腔结构的优选举例示意图。
图2是本发明一种用于光学检测的拭子样品流体系统之反应腔盖打开结构示意图。
图3是本发明一种用于光学检测的拭子样品流体系统之反应腔内放入反应药品后，反应腔盖关闭结构示意图。
图4是本发明一种用于光学检测的拭子样品流体系统的使用方法之光学检测示意图。
图5是本发明一种用于光学检测的拭子样品流体系统之向上推动拭子采样管刺破薄膜密封结构后形成的插接式联动结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
详见图1至图5所示，一种用于光学检测的拭子样品流体系统及其使用方法，其中：
一种用于光学检测的拭子样品流体系统，包括：拭子采样管101、样品驱动单元、流体输入单元、反应腔102以及流体输出单元；
进一步的，所述拭子采样管101用于样品收集以及样品的分散溶解，所述拭子采样101管内部为正压腔107，所述拭子采样管101管口通过薄膜密封结构105密封样品；所述薄膜密封结构105可被采样针106刺破；
进一步的，所述样品驱动单元包括：正压驱动结构、正压腔107、负压驱动结构以及负压腔108；
所述正压驱动结构采用活塞驱动结构，包括正压活塞头109，所述正压活塞头109前端能与所述拭子采样管101内的正压腔107匹配连接，形成密闭的活塞结构，用于向所述正压腔107施加正压，配合插入正压腔107的采样针，利用正压向反应腔102中输入拭子流体样品；所述正压活塞头109尾部与所述负压驱动结构的负压缸110的上部一侧连接；所述采样针106与所述正压活塞头109并行设置，所述采样针106的尾部固定设置在所述负压缸110的上部另一侧；
所述负压驱动结构亦采用活塞驱动结构，包括：负压缸110与负压活塞头111；所述负压活塞头111可由拭子采样管101向上推动，诱导负压腔108内气压降低；所述负压缸110内设置为负压腔108，所述负压腔108通过所述流体输出单元与所述反应腔102连通；所述负压活塞头111与负压腔108形成密闭的活塞结构，用于向负压腔108施加负压，从反应腔102中抽取空气和气泡，防止气泡干扰光学检测；
进一步的，所述正压驱动结构、负压驱动结构与拭子采样管101操作时，形成正、负压双驱动工作模式；所述正压驱动结构、负压驱动结构与拭子采样管101形成插接式联动结构，即保证所述拭子采样管101向上推动时，同时推动所述负压活塞头111同步动作；
进一步的，所述流体输入单元用于拭子流体样品的传输，包括采样针106、正压管路112；所述正压管路112的一端与所述采样针106的一端密闭连通，所述正压管路112的另一端与反应管103的一端密闭连通；
进一步的，所述反应腔设置在反应管103内，包括一个可打开、关闭的密封反应腔盖104；所述反应管103内底部放置反应药品113，与输入进的拭子流体样品发生生化反应，为防止生化试剂进入流体输入单元和流体输出单元，所述反应管103垂直设置；
作为一种举例说明，所述反应药品113为生化试剂；
作为一种举例说明，所述反应管103的数量可以为一组或多组；
优选的，所述反应管103的数量为四组；
作为一种举例说明，所述反应腔盖104与反应管103采用卡扣结构进行打开与关闭操作；
所述反应管103设计为透明、扁平结构，满足检测的光路穿过反应管时表面平坦，满足高精度检测需求；
进一步的，所述流体输出单元用于拭子流体样品以及气泡的传输，包括负压管路114，所述负压管路114的一端与所述负压缸108的底部密闭连通，所述负压管路114的另一端与所述反应管103的另一端密闭连通；
一种用于光学检测的拭子样品流体系统的使用方法，包括：反应药品载入密封和拭子流体样品注入；
步骤一、对本发明一种用于光学检测的拭子样品流体系统进行整体灭菌消毒；
步骤二、打开反应腔盖104，放入反应药品113，随后关闭反应腔盖104，形成密封的反应腔102，防止拭子流体样品以及气溶胶泄露；
步骤三、将拭子采样管101正对正压驱动结构的正压活塞头109和采样针106，向上推动所述拭子采样管101，正压腔107与正压活塞头109接触并形成密封活塞，随着拭子采样管101向上推动，拭子采样管101左侧壁同步推动负压驱动结构的负压活塞头111向上运动；
步骤四、采样针106刺破薄膜密封结构105,此时正压腔107中气压增大，驱动拭子流体样品通过采样针106以及正压管路112注入反应腔102，当反应腔102中注满拭子流体样品后，停止注射；
作为一种举例说明，所述停止注射即停止向上推动所述拭子采样管101；
步骤五、负压腔108中气压降低，经过负压管路114从反应腔102中抽取空气和气泡残留；
作为一种举例说明，如果体系全是密封的，反应腔102内部气体不能排出的话，拭子流体样品也就注射不进去，所以必须向外排气，才能产生均衡的导通，然而对外界排气容易向环境中释放气溶胶，造成病毒污染导致感染，故而设计形成正、负压双驱动的同步工作模式；
作为一种举例说明，负压腔108还具备一定的促进拭子流体样品顺利进入反应腔102中的作用；
步骤六、将所述反应腔102至于照明光源201和探测器202之间，开始光学检测。
作为一种举例说明，拭子流体样品向反应腔102中注射的过程中，反应腔102中的气体会与拭子流体样品形成残留小气泡，散布在反应腔102的一些角落中(与输液时，输液管中的残留气泡原理类似)，反应腔102中的小气泡会影响探测器202对颜色的识别效果；
本发明结构简单，操作简便，为家用新冠病毒检测拭子流体样品处理系统提供了高效、安全的设计参照；本发明能够经过一步操作即可实现拭子样品流体向检测设备中的进样，并且全程密封，无样品泄露，即无二次污染的问题；本发明反应腔盖的结构设计，实现了在不损伤反应药品、保证拭子样品流体系统全密封、不降低反应腔透明度的前提下，实现向反应腔中载入反应药品；管状反应腔设计，密闭防止反应腔内拭子流体样品进入流体输入单元和流体输出单元。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所应理解的是，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于光学检测的拭子样品流体系统，其特征在于，包括：拭子采样管、样品驱动单元、流体输入单元、反应腔以及流体输出单元；
所述拭子采样管用于样品收集以及样品的分散溶解，所述拭子采样管内部为正压腔，所述拭子采样管管口通过薄膜密封结构密封样品；所述薄膜密封结构可被采样针刺破；
所述样品驱动单元包括：正压驱动结构、正压腔、负压驱动结构以及负压腔；
所述正压驱动结构采用活塞驱动结构，包括正压活塞头，所述正压活塞头前端能与所述拭子采样管内的正压腔匹配连接，形成密闭的活塞结构，所述正压活塞头前端用于向所述正压腔施加正压，配合插入正压腔的采样针，利用正压向反应腔中输入拭子流体样品；所述正压活塞头尾部与所述负压驱动结构的负压缸的上部一侧连接；所述采样针与所述正压活塞头并行设置，所述采样针尾部固定设置在所述负压缸的上部另一侧；
所述负压驱动结构亦采用活塞驱动结构，包括：负压缸与负压活塞头；所述负压活塞头可由拭子采样管向上推动，诱导负压腔内气压降低；所述负压缸内设置为负压腔，所述负压腔通过所述流体输出单元与所述反应腔连通；所述负压活塞头与负压腔形成密闭的活塞结构，用于向负压腔施加负压，从反应腔中抽取空气和气泡，防止气泡干扰光学检测；
所述正压驱动结构、负压驱动结构与拭子采样管操作时，形成正、负压双驱动工作模式；所述正压驱动结构、负压驱动结构与拭子采样管形成插接式联动结构，保证所述拭子采样管向上推动时，同时推动所述负压活塞头同步动作；
所述流体输入单元用于拭子流体样品的传输，包括采样针、正压管路；所述正压管路的一端与所述采样针的一端密闭连通，所述正压管路的另一端与反应管的一端密闭连通；
所述反应腔设置在反应管内，包括一个可打开、关闭的密封反应腔盖；所述反应管内底部放置反应药品，与输入进的拭子流体样品发生生化反应，为防止生化试剂进入流体输入单元和流体输出单元，所述反应管垂直设置；
所述流体输出单元用于拭子流体样品以及气泡的传输，包括负压管路，所述负压管路的一端与所述负压缸的底部密闭连通，所述负压管路的另一端与所述反应管的另一端密闭连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于光学检测的拭子样品流体系统，其特征在于，所述反应管的数量为一组或多组。
3.根据权利要求1所述的一种用于光学检测的拭子样品流体系统，其特征在于，所述反应管的数量为四组。
4.根据权利要求1所述的一种用于光学检测的拭子样品流体系统，其特征在于，所述反应腔盖与反应管采用卡扣结构进行打开与关闭操作；所述反应腔盖还可以是瓶塞结构、瓶盖旋拧结构或塑料薄膜结构。
5.根据权利要求1所述的一种用于光学检测的拭子样品流体系统，其特征在于，所述反应管设计为透明、扁平结构，满足检测的光路穿过反应管时表面平坦，满足高精度检测需求。
6.基于权利要求1所述的一种用于光学检测的拭子样品流体系统的使用方法，其特征在于，包括：反应药品载入密封和拭子流体样品注入；
步骤一、对一种用于光学检测的拭子样品流体系统进行整体灭菌消毒；
步骤二、打开反应腔盖，放入反应药品，随后关闭反应腔盖，形成密封的反应腔，防止拭子流体样品以及气溶胶泄露；
步骤三、将拭子采样管正对正压驱动结构的正压活塞头和采样针，向上推动所述拭子采样管，正压腔与正压活塞头接触并形成密封活塞，随着拭子采样管的向上推动，拭子采样管的左侧壁同步带动负压驱动结构的负压活塞头向上运动；
步骤四、采样针刺破薄膜密封结构,此时正压腔中气压增大，驱动拭子流体样品通过采样针以及正压管路注入反应腔，当反应腔中注满拭子流体样品后，停止注射；
步骤五、负压腔中气压降低，经过负压管路从反应腔中抽取空气和气泡残留；
步骤六、将所述反应腔至于照明光源和探测器之间，开始光学检测。
7.根据权利要求6所述的一种用于光学检测的拭子样品流体系统的使用方法，其特征在于，所述停止注射即停止向上推动所述拭子采样管。
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