CN113249215B - 多腔室样品制备盒 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多腔室样品制备盒，包括盒本体，所述盒本体上构造有中心通孔，所述中心通孔贯通所述盒本体的顶壁与底壁，所述中心通孔的四周构造有多个彼此隔离的容纳腔，所述盒本体上还构造有反应管，所述反应管伸出于所述盒本体的立壁，所述反应管能够与多个所述容纳腔中的反应管预处理腔连通，所述反应管与所述盒本体一体注塑成型。本发明制备盒中反应管与盒体采用一体注塑成型，有效杜绝了现有技术中的反应管与盒体两者组装连接存在样品液体泄漏的隐患，使样品制备盒的生产和使用更加简便、可靠。

Description

多腔室样品制备盒

技术领域

本发明属于核酸检测技术领域，具体涉及一种多腔室样品制备盒。

背景技术

核酸检测技术普及性越来越高，目前使用最广泛的仪器当属核酸扩增仪，它需要放置在专业的、满足特定生物安全要求的实验室内，实验操作人员也必须经过严格的培训才能上岗操作。这是因为这种仪器只能运行从样品中提取完的核酸，而核酸提取过程需要精确的按步骤执行，这些步骤复杂且重复度高，包括稀释、定量、震荡、离心、融合等操作，人工配液定量加入各种溶液，其中某些操作都是反复进行操作，最后将完成核酸提取的样品与扩增试剂按比例混合加入到扩增反应管中，扩增仪通过高精度控温以及荧光扫描得出扩增数据。人工操作步骤越多，越容易造成人为的检测误差，或者实验室气溶胶污染等问题。所以对于现有技术存在很大的优化空间，现有方式存在复杂度高、精度低、人工操作影响因素大、浪费时间效率、传染控制低等缺点。为了克服前述不足，现有技术中提出了集成化的测试方案，通过集成卡盒完成核酸检测的各步骤操作。其中被广泛推广的一款产品，其包括盒体以及可拆卸连接于所述盒体上的反应管，这种反应管可拆卸结构能够便于更换不同类型的反应管，从而提升了盒体的通用性，但是却存在反应管上的样本液体流道与盒体样品腔的连接密封性缺陷，现有的处理方式是在两者的连接处设置密封垫，密封垫能够一定程度上杜绝样品液体泄漏的问题，但依然可能存在密封不严的情况，特别是当反应管多次拆装或者插孔不到位的情况，密封垫的密封作用将被显著降低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种多腔室样品制备盒，反应管与盒体采用一体注塑成型，有效杜绝了现有技术中的反应管与盒体两者组装连接存在了样品液体泄漏的隐患，使样品制备盒的使用更加可靠。

为了解决上述问题，本发明提供一种多腔室样品制备盒，包括盒本体，所述盒本体上构造有中心通孔，所述中心通孔贯通所述盒本体的顶壁与底壁，所述中心通孔的四周构造有多个彼此隔离的容纳腔，所述盒本体上还构造有反应管，所述反应管伸出于所述盒本体的立壁，所述反应管与多个所述容纳腔中的反应管预处理腔连通，所述反应管与所述盒本体一体注塑成型。

优选地，所述反应管包括板体以及处于所述板体上的反应腔，所述反应腔的腔壁厚度为d，d≤0.3mm；和/或，所述反应管通过第一流通孔或第二流通孔与所述反应管预处理腔连通。

优选地，所述反应腔通过彼此平行且间隔设置的薄膜夹设形成。

优选地，所述第一流通孔通过第一流道与所述反应腔连通，所述第二流通孔通过第二流道与所述反应腔连通，所述第一流道、第二流道、反应腔具有至少一侧的敞开面，所述敞开面上覆盖连接有薄膜，以使所述第一流道、第二流道、反应腔密封。

优选地，制备盒底壁上构造有过液孔，所有过液孔分布在两个预设直径且同心设置的分布圆上，分为第一圈过液孔和第二圈过液孔，每个所述容纳腔底壁上都构造有第一圈过液孔，所述反应管预处理腔底壁上构造有第一圈过液孔和第二圈过液孔。

优选的，所述多腔室样品制备盒还包括流道切换阀，所述流道切换阀内构造有中转存储腔以及与所述中转存储腔贯通的第一进出口、第二进出口，所述流道切换阀能够被驱动围绕所述中心通孔的轴线旋转，以实现所述第一进出口、第二进出口中的任意一个与所述多个容纳腔中的一个贯通。

优选地，所述流道切换阀包括插装于所述中心通孔中的筒体以及处于所述筒体一端的阀座，所述筒体的筒腔内嵌装有活塞头，所述中转存储腔处于所述活塞头与所述阀座之间，所述第一进出口、第二进出口构造于所述阀座上。

优选地，阀座内还构造有超声波室，所述超声波室与所述第一进出口、第二进出口及中转存储腔彼此连通，且所述超声波室与所述中转存储腔、第二进出口之间的流道上设有功能滤膜；和/或，所述阀座的顶壁与所述盒本体的底壁之间夹设有弹性垫，所述弹性垫上构造有与所述过液孔对应的通孔。所述弹性垫可以与盒体一体注塑成型，也可以单独加工成型后再与盒体组装。优选的，所述弹性垫与盒体一体注塑成型。当弹性垫单独加工成型时，为了确保弹性垫上的通孔与过液孔相对应，在盒体底壁与弹性垫上建议增加卯榫结构，既能方便对孔，也可以防止当流道切换阀旋转时使弹性垫变形、错位。

优选地，多个所述第一圈过液孔与所述第一进出口、第二进出口皆处于同一个分布圆上，所述第一流通孔与所述第二流通孔中的一个与所述第一圈过液孔处于同一个分布圆上，另一个与所述第二圈过液孔处于同一个分布圆上；和/或，每个所述容纳腔的腔底壁的竖直高度朝向其上构造的过液孔递减。

优选地，所述多个容纳腔包括样品腔，所述样品腔的腔底壁上构造有环壁，所述环壁环绕所述样品腔内的第一圈过液孔设置且所述环壁内装设有过滤棉；和/或，所述多个容纳腔还包括清洗液腔、缓冲液腔、废液腔、一次引物探针、第一预留腔、第二预留腔；和/或，所述盒本体的外侧周壁上构造有手持凹槽。

优选地，所述第二圈过液孔所在分布圆与所述第一圈过液孔所在分布圆半径不相等。

优选地，所述多腔室样品制备盒还包括盒座，所述盒座可拆卸地连接于所述盒本体的底壁上。

本发明提供的一种多腔室样品制备盒，反应管与盒体采用一体注塑成型，有效杜绝了现有技术中的反应管与盒体两者组装连接存在了样品液体泄漏的隐患，使样品制备盒的使用更加可靠。

附图说明

图1为本发明实施例的多腔室样品制备盒的立体分解结构示意图；

图2为图1中的盒本体的立体结构示意图；

图3为图2的俯视结构示意图；

图4为图2的内部结构示意图；

图5为图1中的流道切换阀的内部结构示意图；

图6为图1中的盒座的立体结构示意图。

附图标记表示为：

1、盒本体；11、中心通孔；12、过液孔；121、第一圈过液孔；122、第二圈过液孔；13、手持凹槽；2、流道切换阀；201、中转存储腔；202、第一进出口；203、第二进出口；21、筒体；22、阀座；223、超声波室；23、活塞头；3、弹性垫；4、反应管；41、板体；42、反应腔；43、第一流通孔；44、第二流通孔；45、工艺通孔；5、盒座；101、反应管预处理腔；102、样品腔；1021、环壁；103、清洗液腔；104、缓冲液腔；105、废液腔；106、一次引物探针；107、第一预留腔；108、第二预留腔；100、推拉杆。

具体实施方式

结合参见图1至图6所示，根据本发明的实施例，提供一种多腔室样品制备盒，包括盒本体1，所述盒本体1上构造有中心通孔11，所述中心通孔11贯通所述盒本体1的顶壁与底壁，所述中心通孔11的四周构造有多个彼此隔离的容纳腔，底壁上构造有过液孔12，还包括流道切换阀2，所述流道切换阀2内构造有中转存储腔201以及与所述中转存储腔201贯通的第一进出口202、第二进出口203，所述流道切换阀2能够被驱动围绕所述中心通孔11的轴线旋转，以实现所述第一进出口202、第二进出口203中的任意一个与所述多个容纳腔中的一个贯通。该技术方案中，所述流道切换阀2能够通过其具有的第一进出口202或第二进出口203与多个所述容纳腔分别具有的过液孔12对应贯通，实现所述容纳腔中的容纳物(例如样品溶液、废液、清洗液、缓冲液等)在所述中转存储腔201与容纳腔之间的转移，相应的流道皆被构造于制备盒的内部，使制备盒的结构简单、紧凑，液体的转移处理效率更高。同时由于液体的转移全部集成在制备盒内部，只需将样品加入到制备盒内，配套仪器将对制备盒自动完成样品处理、废液回收、实时荧光扩增检测等步骤，简化了实验人员的手工操作流程，不但保护了实验人员的安全性，还能够避免由于步骤繁多导致的人为误差，降低了对实验人员的专业技能要求，只需对实验人员做简单操作培训，即可完成检测流程。

作为一种具体的实施方式，制备盒底壁上构造有过液孔12，所有过液孔12分布在两个预设直径且同心设置的分布圆上，分为第一圈过液孔121和第二圈过液孔122。所述第二圈过液孔122所在分布圆的半径可大于或者小于所述第一圈过液孔121所在分布圆的半径。每个所述容纳腔底壁上都构造有第一圈过液孔121，所述反应管预处理腔101底壁上分别构造有第一圈过液孔121和第二圈过液孔122。

多个所述容纳腔例如包括反应管预处理腔101、样品腔102、清洗液腔103、缓冲液腔104、废液腔105、一次引物探针106、第一预留腔107(也即用于后续功能扩展用)、第二预留腔108，各个腔室的腔底壁上分别构造有对应的第一圈过液孔121(如图3所示)，可以理解的，通过相应的控制系统(控制驱动部件)驱动所述流道切换阀2旋转预设的角度，从而使所述第一进出口202、第二进出口203中的一个与前述八个腔室中的一个具有的第一圈过液孔121对齐(形成贯通)，从而实现将贯通的腔室中的液体从腔室中转移到所述中转存储腔201中，或者从所述中转存储腔201中转移到相应的腔室中，可见，所述流道切换阀2实现了现有技术中的移液枪的功能。另外，各个腔室内的液体可由电脑自动执行所需要配置的顺序和数量，系统由高精度电机提供精准的定量。多个所述容纳腔的形状被合理选择，例如三角形、四角形、多边形、圆形等，具体依据腔室的设置个数与盒本体1的空间大小被选择并布置。

作为所述流道切换阀2的一种具体实施方式，优选地，所述流道切换阀2包括插装于所述中心通孔11中的筒体21以及处于所述筒体21一端的阀座22，所述筒体21的筒腔内嵌装有活塞头23，所述中转存储腔201处于所述活塞头23与所述阀座22之间，所述第一进出口202、第二进出口203构造于所述阀座22上，所述活塞头23与推拉杆100连接，可以通过推拉所述推拉杆100实现所述中转存储腔201的大小变化，进而实现所述中转存储腔201的进液或者出液，具体的，当向下推压所述推拉杆100时，所述活塞头23向下运动迫使处于所述中转存储腔201内的液体进入与所述第一进出口202或者第二进出口203对齐的第一圈过液孔121对应的腔室中，而当向上抽拉所述推拉杆100时，与所述第一进出口202或者第二进出口203对齐的第一圈过液孔121对应的腔室中的液体则被抽入所述中转存储腔201内，而可以理解的是，在所述流道切换阀2的一个旋转角度上，所述第一进出口202与所述第二进出口203中至多只有一个与第一圈过液孔121对齐连通。

进一步的，阀座22内还构造有超声波室223，所述超声波室223与所述第一进出口202、第二进出口203及中转存储腔201彼此连通，且所述超声波室223与所述中转存储腔201、第二进出口203之间的流道上设有功能滤膜(图中未示出)。具体的，所述超声波室223的底部可以连接相应的超声波发生装置，以能够对处于所述超声波室223中待处理样品进行超声裂解，而所述功能滤膜能够将待处理样本中的细胞、病毒、细菌等拦截在所述超声波室223内，通过超声波发生装置发出的超声波实现核酸裂解功能，释放出待检测核酸，释放出来的核酸可以透过功能滤膜，通过所述第一进出口202进入相应的腔室内。

在一些实施方式中，所述阀座22的顶壁与所述盒本体1的底壁之间夹设有弹性垫3，所述弹性垫3上构造有与所述过液孔12对应的通孔，以能够对所述流道切换阀2的所述第一进出口202或第二进出口203与所述盒本体1底壁的过液孔之间通过进行选择性连通时保证密封。所述弹性垫可以与盒体一体注塑成型，也可以单独加工成型后再与盒体组装。优选的，所述弹性垫与盒体一体注塑成型。当弹性垫单独加工成型时，为了确保弹性垫上的通孔与过液孔相对应，在盒体底壁与弹性垫上建议增加卯榫结构，既能方便对孔，也可以防止当流道切换阀旋转时使弹性垫变形、错位。所述弹性垫3例如可以采用1mm厚的硅胶垫实现。

最好的，多个所述第一圈过液孔121与所述第一进出口202、第二进出口203皆处于同一个分布圆上，从而能够使所述制备盒的内部构造得到进一步简化，仅通过所述流道切换阀2的旋转角度即可以实现对多个腔室的移液需求。进一步的，每个所述容纳腔的腔底壁的竖直高度朝向其上构造的第一圈过液孔121递减，也即，每个所述容纳腔具有的第一圈过液孔121皆处在腔底壁的最低处，以保证各个腔室中液体的完全排出，减少残留。

在一些实施方式中，所述盒本体1上还构造有反应管4，所述反应管4伸出于所述盒本体1的立壁，通过流道切换阀2的旋转，所述反应管4能够与多个所述容纳腔中的反应管预处理腔101连通，由于所述反应管4伸出于所述盒本体1的立壁，从而可以使所述反应管4被设置于后续处理工艺装备中，例如加热部件中进行升温，而无需将制备好的样品单独盛放于独立的反应管，进一步提升所述制备盒的结构紧凑性。

作为所述反应管4的一种具体优选方式，所述反应管4包括板体41以及处于所述板体41上的反应腔42，所述反应腔42的腔壁厚度为d，d≤0.3mm，优选为0.1mm，根据生产工艺的提高，所述腔壁的壁厚越小越优，也即所述反应腔42被构造成为一个扁平薄壁管，能够最大程度地减少中间传热介质对反应的不利影响；所述反应腔42通过彼此平行且间隔设置的薄膜夹设形成。具体的，所述反应腔42的一侧薄膜可以通过与所述板体41一体注塑的方式形成，另一侧薄膜则可以采用薄膜热压、粘贴、超声焊接、激光焊接等方式连接于另一侧，当然还可以在所述板体41上直接构造一通孔，然后在通孔的两侧分别采用薄膜热压、粘贴、超声焊接、激光焊接等方式连接一个薄膜形成，所述薄膜可以是聚丙烯，也可以是聚乙烯、聚碳酸酯、亚克力中一种的单纯材料薄膜，也可以是在薄膜基材的一侧均匀涂覆胶层的薄膜。

在一种实施方式中，所述第一流通孔43通过第一流道与所述反应腔42连通，所述第二流通孔44通过第二流道与所述反应腔42连通，所述第一流道、第二流道、反应腔42具有至少一侧的敞开面，所述敞开面上覆盖有薄膜，以使所述第一流道、第二流道、反应腔42密封，该技术方案中，所述第一流道、第二流道以及反应腔42的制作由于敞开面的存在而更加方便，有效克服注塑形成细长流道、薄壁腔的工艺难度，而采用在注塑形成板体41一侧敞开的方式形成，最后通过压膜工艺密封，工艺更加简单、快捷。

所述板体41上还构造有工艺通孔45，所述工艺通孔45可以构造多个，能够降低耗材外，还有利于模具注塑成型。

所述板体41可以采用热压、胶粘、超声焊接或者激光焊接等方式与所述盒本体1的侧面连接为一体。

在一些实施方式中，所述反应管4通过第一流通孔43、第二流通孔44中的一个与第一圈过液孔121连通，所述第一流通孔43与所述第二流通孔44中的另一个与所述第二圈过液孔122连通。所述第一圈过液孔121处于同一个分布圆上，所述第二圈过液孔122可以是一个也可以是两个，二者处于同一个分布圆上。当所述第二圈过液孔122为一个的时候，其位于反应管预处理腔101的底壁上；当所述第二圈过液孔122为两个的时候，一个位于反应管预处理腔101的底壁上，另一个与第一流通孔43、第二流通孔44中的一个连通，且在流道切换阀2的特定位置或者制备盒底壁上增加有连接通道，将两个第二圈过液孔122连通。通过所述流道切换阀2的旋转，上述两种情况都能够实现反应管与反应预处理腔101的连通，可以实现将流道切换阀2的中转存储腔201内的液体推入反应管4中，多余液体和排出气体进入反应管预处理腔101内，也可以将反应管预处理腔101内的液体吸入反应管4中，多余液体和气体进入流道切换阀2的中转存储腔201内。可以理解的，所述第一流通孔43与所述第二流通孔44分别对应相应的流道与所述反应腔42形成连通，相应的流道应通过倒角、圆角的方式进行流道圆滑过渡。

在一些实施方式中，所述多个容纳腔包括样品腔102，所述样品腔102的腔底壁上构造有环壁1021，所述环壁1021环绕所述样品腔102内的过液孔12设置且所述环壁1021内装设有过滤棉(图中未示出)，所述过滤棉材料内部形成多孔介质的孔道，能够将样本中的大颗粒杂质过滤于其上，从而实现固、液分离；和/或，所述盒本体1的外侧周壁上构造有手持凹槽13，以便于实验人员对所述制备盒的便利转移，所述手持凹槽13的槽壁优先为弧线型。

在一些实施方式中，所述多腔室样品制备盒还包括盒座5，所述盒座5可拆卸地连接于所述盒本体1的底壁上，具体例如，所述盒座5上构造有朝向所述盒本体1一侧延伸的立壁，所述立壁与所述盒座5之间通过卡勾卡槽的扣接方式实现可拆卸连接。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多腔室样品制备盒，其特征在于，包括盒本体（1），所述盒本体（1）上构造有中心通孔（11），所述中心通孔（11）贯通所述盒本体（1）的顶壁与底壁，所述中心通孔（11）的四周构造有多个彼此隔离的容纳腔，所述盒本体（1）上还构造有反应管（4），所述反应管（4）伸出于所述盒本体（1）的立壁，所述反应管（4）能够与多个所述容纳腔中的反应管预处理腔（101）连通，所述反应管（4）与所述盒本体（1）一体注塑成型；

所述反应管（4）包括板体（41）以及处于所述板体（41）上的反应腔（42），所述反应管（4）通过第一流通孔（43）或第二流通孔（44）与所述反应管预处理腔（101）连通；

所述第一流通孔（43）通过第一流道与所述反应腔（42）连通，所述第二流通孔（44）通过第二流道与所述反应腔（42）连通，所述第一流道、第二流道、反应腔（42）具有至少一侧的敞开面，所述敞开面上覆盖连接有薄膜，以使所述第一流道、第二流道、反应腔（42）密封；

底壁上构造有过液孔（12），所有过液孔（12）分布在两个预设直径且同心设置的分布圆上，分为第一圈过液孔（121）和第二圈过液孔（122），每个所述容纳腔底壁上都构造有第一圈过液孔（121），所述反应管预处理腔（101）底壁上构造有第一圈过液孔（121）和第二圈过液孔（122）；

还包括流道切换阀（2），所述流道切换阀（2）内构造有中转存储腔（201）以及与所述中转存储腔（201）贯通的第一进出口（202）、第二进出口（203），所述流道切换阀（2）能够被驱动围绕所述中心通孔（11）的轴线旋转，以实现所述第一进出口（202）、第二进出口（203）中的任意一个与所述多个容纳腔中的一个贯通；所述第一进出口（202）与所述第二进出口（203）中至多只有一个与第一圈过液孔（121）对齐连通；

所述流道切换阀（2）包括插装于所述中心通孔（11）中的筒体（21）以及处于所述筒体（21）一端的阀座（22），所述筒体（21）的筒腔内嵌装有活塞头（23），所述中转存储腔（201）处于所述活塞头（23）与所述阀座（22）之间，所述第一进出口（202）、第二进出口（203）构造于所述阀座（22）上；

多个所述第一圈过液孔（121）与所述第一进出口（202）、第二进出口（203）皆处于同一个分布圆上，所述第一流通孔（43）与所述第二流通孔（44）中的一个与所述第一圈过液孔（121）处于同一个分布圆上，另一个与所述第二圈过液孔（122）处于同一个分布圆上。

2.根据权利要求1所述的多腔室样品制备盒，其特征在于，所述反应腔（42）的腔壁厚度为d，d≤0.3mm。

3.根据权利要求2所述的多腔室样品制备盒，其特征在于，所述反应腔（42）通过彼此平行且间隔设置的薄膜夹设形成。

4.根据权利要求1所述的多腔室样品制备盒，其特征在于，阀座（22）内还构造有超声波室（223），所述超声波室（223）与所述第一进出口（202）、第二进出口（203）及中转存储腔（201）彼此连通，且所述超声波室（223）与所述中转存储腔（201）、第二进出口（203）之间的流道上设有功能滤膜。

5.根据权利要求4所述的多腔室样品制备盒，其特征在于，所述阀座（22）的顶壁与所述盒本体（1）的底壁之间夹设有弹性垫（3），所述弹性垫（3）上构造有与所述过液孔（12）对应的通孔。

6.根据权利要求1所述的多腔室样品制备盒，其特征在于，每个所述容纳腔的腔底壁的竖直高度朝向其上构造的过液孔（12）递减。

7.根据权利要求1所述的多腔室样品制备盒，其特征在于，所述多个容纳腔包括样品腔（102），所述样品腔（102）的腔底壁上构造有环壁（1021），所述环壁（1021）环绕所述样品腔（102）内的第一圈过液孔（121）设置且所述环壁（1021）内装设有过滤棉。

8.根据权利要求7所述的多腔室样品制备盒，其特征在于，所述多个容纳腔还包括清洗液腔（103）、缓冲液腔（104）、废液腔（105）、一次引物探针（106）、第一预留腔（107）、第二预留腔（108）。

9.根据权利要求7所述的多腔室样品制备盒，其特征在于，所述盒本体（1）的外侧周壁上构造有手持凹槽（13）。

10.根据权利要求1所述的多腔室样品制备盒，其特征在于，还包括盒座（5），所述盒座（5）可拆卸地连接于所述盒本体（1）的底壁上。

Images