CN113186098A - 一种一体化下开口核酸快提试管、快提检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及核酸提取和检测领域，尤其涉及一种一体化下开口核酸快提试管、快提检测装置及方法。该试管包括主管；主管内部腔体从上到下依次设置有裂解区、洗涤区和洗脱区；裂解区与洗涤区以及洗涤区与洗脱区之间分别设置有疏水密封层分隔开，并在洗涤区和洗脱区内分别设置有磁珠洗涤液和核酸洗脱液；所述的主管内部腔体还设置有由裂解区延伸至洗脱区的磁道，所述的磁道下端与主管一体成型并且设置有与外界相连通供磁棒伸入的开口，磁道上端封闭并且位于洗脱区内；主管顶端设置有管盖，管盖包括盖体、存储槽和密封盖；该试管一次带动较多数量的磁珠，提高核酸提取效率；同时，磁珠在面积较大的磁道外壁上均匀分布而不相互堆叠，使得磁珠运动时更加平稳。
Description
技术领域
本发明涉及核酸提取和检测领域，尤其涉及一种一体化下开口核酸快提试管、快提检测装置及方法。
背景技术
随着基因检测、个性化给药、产前诊断等的普及，在生物行业各领域都追求高通量、自动化的今天，传统DNA提取方法的局限越来越明显。由于磁珠法提取核酸能够实现自动化提取，进行大批量操作，并且操作简单、用时短，因而磁珠法提取核酸越来越受到重视。
中国发明专利申请（公开号CN108796038B，公开日：20191018）公开了一种核酸一体化检测方法及检测试剂管，通过在主管内设置多个呈上下布置的分隔塞，并在每个分隔塞上设置液相或固相的疏水层，从而将检测试剂管内的裂解液、清洗液和反应液进行隔离；将样品加入裂解液中进行混匀和裂解,并利用纳米磁珠对样品中的核酸进行提取，然后利用外部磁性体带动纳米磁珠携带核酸沿着检测试剂管内壁上的磁珠通道依次穿过各个疏水层进入清洗液和反应液，实现核酸的清洗和扩增，其中，反应液所需的生物试剂储藏在反应液上方的分隔塞内，最后外部设备通过光学检测实现对样品核酸的检测，从而实现在同一个检测试剂管内进行核酸提取、清洗和扩增反应多个步骤。本发明具有能够减少检测误差和降低操作难度的特点。
现有技术存在以下不足：磁珠通道设置在主管内壁并且数量较少，磁珠通道宽度较窄，磁棒从主管外壁一次带动的磁珠数量较少，从而造成核酸提取效率较低。同时，磁珠通道宽度较窄使得磁珠之间容易相互堆叠而不能均匀分布在磁珠通道内壁，从而造成磁珠运动时不平稳。
发明内容
本发明的目的是：针对上述问题，提出在主管内部设置磁道，磁棒插入磁道内孔进而带动磁珠贴合磁道外壁并且随着磁棒运动；从而使得磁珠下移不受磁珠通道数量限制，一次带动较多数量的磁珠，提高核酸提取效率；同时，磁珠在面积较大的磁道外壁上均匀分布而不相互堆叠，使得磁珠运动时更加平稳的一种一体化下开口核酸快提试管及方法。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种一体化下开口核酸快提试管，该试管包括主管；主管内部腔体从上到下依次设置有裂解区、洗涤区和洗脱区；裂解区与洗涤区以及洗涤区与洗脱区之间分别设置有疏水密封层分隔开，并在洗涤区和洗脱区内分别设置有磁珠洗涤液和核酸洗脱液；所述的主管内部腔体还设置有由裂解区延伸至洗脱区的磁道，所述的磁道下端与主管一体成型并且设置有与外界相连通供磁棒伸入的开口，磁道上端封闭并且位于洗脱区内；主管顶端设置有管盖，管盖包括盖体、存储槽和密封盖；密封盖位于存储槽顶端开口并且将其封闭；存储槽底部设置有落料孔，存储槽通过落料孔与主管的裂解区相连通，并且落料孔内设置有锡纸将其封闭。
作为优选，密封盖为弹性材料，密封盖与存储槽过盈配合将存储槽顶端开口封闭。密封盖与盖体之间通过可弯折材料相连接。
作为优选，主管内部腔体设置有第一分隔塞和第二分隔塞；磁道外壁与第一分隔塞和第二分隔塞之间都存在环形缝隙；疏水密封层分别位于第一分隔塞和第二分隔塞内并且将所在位置的主管内部腔体填充密封。
作为优选，疏水密封层为石蜡或者液相疏水层。第一分隔塞和第二分隔塞都为弹性材料。
作为优选，洗脱区内设置有多个隔板，多个隔板在径向两端分别与磁道外壁和主管腔体内壁相连接从而将洗脱区分隔为多个支管。
作为优选，洗脱区底部设置有底座，洗脱区底部出液口为开口并且与外界相连通；底座设置有收集孔和磁道连接孔，收集孔与洗脱区底部出液口相连通并且其上端与洗脱区底部出液口外壁相嵌合；磁道下端开口通过磁道连接孔与外界相连通并且磁道连接孔与磁棒外壁相配合。裂解区内壁竖直固定设置有多根肋条，多根肋条凸出于裂解区内壁；底座外壁设置有螺纹，并且底座外壁螺纹与螺纹盖相旋合。
另外，本发明还公开了一种一体化下开口核酸快提和检测装置，包括所述的一体化核酸快提试管和磁棒，磁棒外壁与磁道内孔相配合。
另外，本发明还公开了一种一体化核酸快提和检测方法，该方法采用所述的一种一体化下开口核酸快提试管，该方法包括以下的步骤：
（S1）将裂解区内预置裂解液，并且将磁珠或蛋白酶k或两者的混合体预置入存储槽中，将密封盖打开并且把落料孔位置的锡纸捅破后，将待检测样本细胞添加至裂解区；磁珠或蛋白酶k或两者的混合体也沿着落料孔落入裂解区，样本细胞被裂解液裂解并释放出完整核酸并且与磁珠相互结合；或者直接将落料孔位置的锡纸捅破并且将裂解后含有待检测样本细胞和磁珠的溶液添加至裂解区进行裂解；
（S2）将磁棒从磁道下端开口插入至裂解区后下移至洗涤区，磁棒吸引磁珠贴合磁道外壁并且跟随磁棒穿过疏水密封层下移至洗涤区；当疏水密封层为石蜡时，先对主管加热使得石蜡热熔；
（S3）磁珠洗涤液除去与磁珠相结合的核酸中的蛋白质和无机盐等一些杂质后，磁棒带动磁珠继续下移穿过第二分隔塞内的疏水密封层至洗脱区；
（S4）核酸洗脱液与洗涤后的磁珠相接触将磁珠上结合的核酸洗脱至洗脱区的核酸洗脱液中；
（S5）核酸在核酸洗脱液中进行PCR或等温扩增反应，并且核酸洗脱液中引入分子信标，使得外部设备通过荧光定量检测即可实时观察到PCR或等温扩增反应，并通过分析荧光值得到样品核酸的数量；或者将底座从主管的洗脱区部位拔下后，底座外壁螺纹与螺纹盖相旋合从而将洗脱区开口封闭并且拿至其他设备中进行核酸检测完成一体化核酸快提和检测过程。
本发明采用上述技术方案的一种一体化下开口核酸快提试管及方法的优点是：
疏水密封层分别将裂解区内的的细胞裂解液与洗涤区内的磁珠洗涤液以及洗涤区内的磁珠洗涤液与洗脱区内的核酸洗脱液分开；磁棒从磁道底端开口放入磁道内孔后利用其自身的磁力将裂解区内的磁珠吸取贴合至磁道外壁；磁棒下移进而带动磁珠下移穿过疏水密封层分别进入洗涤区和洗脱区进行洗涤和洗脱从而完成核酸的提取；而此种方式中，磁珠贴合磁道外壁并且随着磁棒运动，整个磁道外壁都可以供磁珠运动而不受磁珠通道条数的限制，一次可以带动较多数量的磁珠，提高核酸提取效率；同时，磁珠在面积较大的磁道外壁上均匀分布而不相互堆叠，使得磁珠运动时更加平稳。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。
实施例1
如图1所示的一种一体化下开口核酸快提试管，该试管包括主管1；主管1内部腔体从上到下依次设置有裂解区2、洗涤区4和洗脱区6；裂解区2与洗涤区4以及洗涤区4与洗脱区6之间分别设置有疏水密封层分隔开，并在洗涤区4和洗脱区6内分别设置有磁珠洗涤液和核酸洗脱液；所述的主管1内部腔体还设置有由裂解区2延伸至洗脱区6的磁道7，所述的磁道7下端与主管1一体成型并且设置有与外界相连通供磁棒伸入的开口，磁道7上端封闭并且位于洗脱区6内；主管1顶端设置有管盖180，管盖180包括盖体182、存储槽183和密封盖184；密封盖184位于存储槽183顶端开口并且将其封闭；存储槽183底部设置有落料孔185，存储槽183通过落料孔185与主管1的裂解区2相连通，并且落料孔185内设置有锡纸将其封闭。此种方式中，疏水密封层分别将裂解区内的2的细胞裂解液与洗涤区4内的磁珠洗涤液以及洗涤区4内的磁珠洗涤液与洗脱区6内的核酸洗脱液分开；磁棒从磁道7底端开口放入磁道7内孔后利用其自身的磁力将裂解区2内的磁珠吸取贴合至磁道7外壁；磁棒下移进而带动磁珠下移穿过疏水密封层分别进入洗涤区4和洗脱区6进行洗涤和洗脱从而完成核酸的提取；而此种方式中，磁珠贴合磁道7外壁并且随着磁棒运动，整个磁道7外壁都可以供磁珠运动而不受磁珠通道条数的限制，一次可以带动较多数量的磁珠，提高核酸提取效率；同时，磁珠在面积较大的磁道外壁上均匀分布而不相互堆叠，使得磁珠运动时更加平稳。而且，磁珠或蛋白酶k可以预置在存储槽183中并且可以直接捅破锡纸完成添加，从而使得操作人员不需要从其他位置重新吸取搬移磁珠或蛋白酶k，减少了操作步骤。同时，预置在存储槽183的磁珠或蛋白酶k可以与主管1同时运输及保存，而不需要单独进行运输及保存，简化了运输及保存过程，更加有利于核酸一体化提取。
密封盖184为弹性材料，密封盖184与存储槽183过盈配合将存储槽183顶端开口封闭。密封盖184与盖体182之间通过可弯折材料相连接。
主管1内部腔体设置有第一分隔塞和第二分隔塞使得磁珠能够贴合磁道7外壁并且穿过环形缝隙下移；磁道7外壁与第一分隔塞和第二分隔塞之间都存在环形缝隙；疏水密封层分别位于第一分隔塞和第二分隔塞内并且将所在位置的主管1内部腔体填充密封从而有利于对固态的疏水密封层进行定位。
疏水密封层为石蜡或者液相疏水层。第一分隔塞和第二分隔塞都为弹性材料。第一分隔塞和第二分隔塞能够利用其自身弹性以及与主管1内壁的限位卡紧在主管1内壁上。
洗脱区6内设置有多个隔板，多个隔板在径向两端分别与磁道7外壁和主管1腔体内壁相连接从而将洗脱区6分隔为多个支管。多个支管将洗脱液分为相互独立的多份，从而能够对多份洗脱液同时进行对照分析，进而排处偶然因素的影响，提高对核酸检测的准确性。
洗脱区6底部设置有底座60，洗脱区6底部出液口为开口并且与外界相连通；底座60设置有收集孔64和磁道连接孔65，收集孔64与洗脱区6底部出液口相连通并且其上端与洗脱区6底部出液口外壁相嵌合；磁道下端开口通过磁道连接孔65与外界相连通并且磁道连接孔65与磁棒外壁相配合。洗脱区6的核酸洗脱液与洗涤后的磁珠相接触将磁珠上结合的核酸洗脱至洗脱区6的核酸洗脱液后，外部设备通过光学检测实现对样品核酸的检测或者将底座60从主管1的洗脱区6部位拔下后，将底座60内的溶液收集并且拿至其他设备中进行核酸检测完成一体化核酸快提和检测过程。裂解区2内壁竖直固定设置有多根肋条21，多根肋条21凸出于裂解区2内壁从而使得震荡裂解区2内的溶液时多根肋条21能够帮助混匀；底座60外壁设置有螺纹，并且底座60外壁螺纹与螺纹盖相旋合从而将拆卸后的洗脱区6开口封闭。
另外，本发明还公开了一种一体化下开口核酸快提试管，包括所述的一体化核酸快提试管和磁棒，磁棒外壁与磁道7内孔相配合。
另外，本发明还公开了一种一体化核酸快提和检测方法，该方法采用所述的一种一体化下开口核酸快提试管，该方法包括以下的步骤：
（S1）将裂解区2内预置裂解液，并且将磁珠或蛋白酶k或两者的混合体预置入存储槽183中，将密封盖184打开并且把落料孔185位置的锡纸捅破后，将待检测样本细胞添加至裂解区2；磁珠或蛋白酶k或两者的混合体也沿着落料孔185落入裂解区2，样本细胞被裂解液裂解并释放出完整核酸并且与磁珠相互结合；或者直接将落料孔185位置的锡纸捅破并且将裂解后含有待检测样本细胞和磁珠的溶液添加至裂解区2进行裂解；
（S2）将磁棒从磁道7下端开口插入至裂解区2后下移至洗涤区4，磁棒吸引磁珠贴合磁道7外壁并且跟随磁棒穿过疏水密封层下移至洗涤区4；当疏水密封层为石蜡时，先对主管1加热使得石蜡热熔；
（S3）磁珠洗涤液除去与磁珠相结合的核酸中的蛋白质和无机盐等一些杂质后，磁棒带动磁珠继续下移穿过第二分隔塞内的疏水密封层至洗脱区6；
（S4）核酸洗脱液与洗涤后的磁珠相接触将磁珠上结合的核酸洗脱至洗脱区6的核酸洗脱液中；
（S5）核酸在核酸洗脱液中进行PCR或等温扩增反应，并且核酸洗脱液中引入分子信标，使得外部设备通过荧光定量检测即可实时观察到PCR或等温扩增反应，并通过分析荧光值得到样品核酸的数量；或者将底座60从主管1的洗脱区6部位拔下后，底座60外壁螺纹与螺纹盖相旋合从而将洗脱区6开口封闭并且拿至其他设备中进行核酸检测完成一体化核酸快提和检测过程。
Claims (10)
1.一种一体化下开口核酸快提试管，该试管包括主管（1）；主管（1）内部腔体从上到下依次设置有裂解区（2）、洗涤区（4）和洗脱区（6）；裂解区（2）与洗涤区（4）以及洗涤区（4）与洗脱区（6）之间分别设置有疏水密封层分隔开，并在洗涤区（4）和洗脱区（6）内分别设置有磁珠洗涤液和核酸洗脱液；其特征在于，所述的主管（1）内部腔体还设置有由裂解区（2）延伸至洗脱区（6）的磁道（7），所述的磁道（7）下端与主管（1）一体成型并且设置有与外界相连通供磁棒伸入的开口，磁道（7）上端封闭并且位于洗脱区（6）内；主管（1）顶端设置有管盖（180），管盖（180）包括盖体（182）、存储槽（183）和密封盖（184）；密封盖（184）位于存储槽（183）顶端开口并且将其封闭；存储槽（183）底部设置有落料孔（185），存储槽（183）通过落料孔（185）与主管（1）的裂解区（2）相连通，并且落料孔（185）内设置有锡纸将其封闭。
2.根据权利要求1所述一种一体化下开口核酸快提试管，其特征在于，密封盖（184）为弹性材料，密封盖（184）与存储槽（183）过盈配合将存储槽（183）顶端开口封闭。
3.根据权利要求1所述一种一体化下开口核酸快提试管，其特征在于，密封盖（184）与盖体（182）之间通过可弯折材料相连接。
4.根据权利要求1所述一种一体化下开口核酸快提试管，其特征在于，主管（1）内部腔体设置有第一分隔塞和第二分隔塞；磁道（7）外壁与第一分隔塞和第二分隔塞之间都存在环形缝隙；疏水密封层分别位于第一分隔塞和第二分隔塞内并且将所在位置的主管（1）内部腔体填充密封。
5.根据权利要求1所述一种一体化下开口核酸快提试管，其特征在于，疏水密封层为石蜡或者液相疏水层。
6.根据权利要求3所述一种一体化下开口核酸快提试管，其特征在于，第一分隔塞和第二分隔塞都为弹性材料。
7.根据权利要求1所述一种一体化下开口核酸快提试管，其特征在于，洗脱区（6）内设置有多个隔板，多个隔板在径向两端分别与磁道（7）外壁和主管（1）腔体内壁相连接从而将洗脱区（6）分隔为多个支管。
8.根据权利要求1所述一种一体化下开口核酸快提试管，其特征在于，洗脱区（6）底部设置有底座（60），洗脱区（6）底部出液口为开口并且与外界相连通；底座（60）设置有收集孔（64）和磁道连接孔（65），收集孔（64）与洗脱区（6）底部出液口相连通并且其上端与洗脱区（6）底部出液口外壁相嵌合；磁道下端开口通过磁道连接孔（65）与外界相连通并且磁道连接孔（65）与磁棒外壁相配合；优选，裂解区（2）内壁竖直固定设置有多根肋条（21），多根肋条（21）凸出于裂解区（2）内壁；优选，底座（60）外壁设置有螺纹，并且底座（60）外壁螺纹与螺纹盖相旋合。
9.一种一体化下开口核酸快提和检测装置，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的一体化核酸快提试管和磁棒，磁棒外壁与磁道（7）内孔相配合。
10.一种一体化核酸快提和检测方法，其特征在于，该方法采用权利要求1-9任意一项所述的一种一体化下开口核酸快提试管，该方法包括以下的步骤：
（S1）将裂解区（2）内预置裂解液，并且将磁珠或蛋白酶k或两者的混合体预置入存储槽（183）中，将密封盖（184）打开并且把落料孔（185）位置的锡纸捅破后，将待检测样本细胞添加至裂解区（2）；磁珠或蛋白酶k或两者的混合体也沿着落料孔（185）落入裂解区（2），样本细胞被裂解液裂解并释放出完整核酸并且与磁珠相互结合；或者直接将落料孔（185）位置的锡纸捅破并且将裂解后含有待检测样本细胞和磁珠的溶液添加至裂解区（2）进行裂解；
（S2）将磁棒从磁道（7）下端开口插入至裂解区（2）后下移至洗涤区（4），磁棒吸引磁珠贴合磁道（7）外壁并且跟随磁棒穿过疏水密封层下移至洗涤区（4）；当疏水密封层为石蜡时，先对主管（1）加热使得石蜡热熔；
（S3）磁珠洗涤液除去与磁珠相结合的核酸中的蛋白质和无机盐等一些杂质后，磁棒带动磁珠继续下移穿过第二分隔塞内的疏水密封层至洗脱区（6）；
（S4）核酸洗脱液与洗涤后的磁珠相接触将磁珠上结合的核酸洗脱至洗脱区（6）的核酸洗脱液中；
（S5）核酸在核酸洗脱液中进行PCR或等温扩增反应，并且核酸洗脱液中引入分子信标，使得外部设备通过荧光定量检测即可实时观察到PCR或等温扩增反应，并通过分析荧光值得到样品核酸的数量；或者将底座（60）从主管（1）的洗脱区（6）部位拔下后，底座（60）外壁螺纹与螺纹盖相旋合从而将洗脱区（6）开口封闭并且拿至其他设备中进行核酸检测完成一体化核酸快提和检测过程。
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