CN113278512A - 一种用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及核酸检测技术领域，公开了一种用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材，包括管体，管体内布置有裂解腔、提取腔和扩增腔，管体于裂解腔与提取腔之间、提取腔与扩增腔之间均成型有连通通道，连通通道上布置有阀芯，管体上还布置有与提取腔连通的气体通道，气体通道用于供核酸检测一体机向提取腔内通气或者排气以驱动阀芯移动，从而控制连通通道的开闭。在核酸检测时，样本的裂解、提取稀释以及扩增反应均在相应的腔体内密闭条件下进行，核酸检测一体机利用阀芯控制连通通道的开闭，利用压力变化驱动核酸样本在不同的腔体内流动，完成PCR裂解、提取、扩增、检测等操作，不需要在不同仪器间转移样本，避免样本、人员和环境受到污染。
Description
技术领域
本发明涉及核酸检测技术领域，特别是涉及一种用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材。
背景技术
目前，在分子生物学领域，涉及生物反应的许多诊断测试一般都需在实验室或医院中由熟练的技术人员或使用复杂的设备来进行，而且操作过程较复杂，耗时较长，导致检测成本较高。
核酸检测最常见的是荧光定量PCR(聚合酶链式反应)，在核酸扩增的过程中加入荧光染料或者荧光标记物，采用光学装置检测出荧光信号的强弱，通过对荧光信号的处理分析得出核酸扩增结果的过程。传统的PCR检测要求较多的手工操作参与，自动化程度低，且PCR扩增、检测过程大多依赖不同仪器实现，这便需要将检测样本在不同仪器间进行转移，而因此将会对样本、环境及操作人员存在污染风险。
发明内容
本发明的目的是：提供一种用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材，以解决现有技术中核酸检测的检测样本在不同仪器间转移时会存在污染的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材，包括管体，所述管体内由上至下依次布置有裂解腔、提取腔和扩增腔，所述裂解腔用于容纳裂解液，所述提取腔用于容纳稀释液，所述管体于裂解腔与所述提取腔之间、所述提取腔与所述扩增腔之间均成型有连通通道，所述连通通道上活动布置有用于控制所述连通通道开闭的阀芯，所述管体上还布置有与所述提取腔连通的气体通道，所述气体通道用于供核酸检测一体机向所述提取腔内通气或者排气以驱动核酸样本流动。
优选地，所述管体上布置有垂直于所述连通通道的安装槽，所述阀芯沿所述安装槽的轴向滑动装配在所述安装槽内，所述阀芯上布置有阀孔，阀孔的延伸方向垂直于所述阀芯的活动方向。
优选地，所述阀孔共有两个，两个阀孔相互平行且间隔布置。
优选地，所述裂解腔内还预置有过滤膜。
优选地，所述过滤膜布置在所述裂解腔底部的连通通道的入口处。
优选地，所述管体包括主体管和与所述主体管的底部可拆连接的扩增反应管，所述扩增反应管的内腔形成所述扩增腔，所述裂解腔与所述提取腔位于所述主体管内。
优选地，所述裂解腔的外部设置有沿所述管体的周向延伸的固定卡台。
优选地，所述裂解腔和所述阀芯均与所述气体通道同轴布置，所述提取腔偏离与所述裂解腔的中心线布置。
优选地，所述管体的顶部可拆布置有管帽。
本发明实施例一种用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材与现有技术相比，其有益效果在于：裂解腔、提取腔和扩增腔均布置在管体内，在进行核酸检测时，样本的裂解、提取稀释以及扩增反应均在相应的腔体内密闭条件下进行，在核酸检测时，开启相应的阀芯，核酸检测一体机利用气体通道向提取腔内通气和排气，由于提取腔与连通通道是连通的，提取腔内压力的变化驱动核酸样本在不同的腔体内流动，即可完成PCR裂解、提取、扩增、检测等多步操作，不需要在不同仪器间转移样本，避免样本、人员和环境受到污染。
附图说明
图1是本发明的用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材的结构示意图；
图2是图1的用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材的侧视图；
图3是图1的用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材的后视图；
图4是图1的用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材的沿A－A线的剖视图；
图5是图4的用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材的裂解腔与提取腔的连接处的放大示意图。
图中，1、管体；2、主体管；3、扩增反应管；4、裂解腔；5、提取腔；6、扩增腔；7、连通通道；8、阀芯；9、阀孔；10、气体通道；11、密封塞；12、过滤膜；13、管帽；14、固定卡台。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的一种用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材的优选实施例，如图1至图5所示，该用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材包括管体1，管体1内由上至下依次布置有裂解腔4、提取腔5和扩增腔6，裂解腔4用于容纳裂解液，使核酸样本产生裂解反应；提取腔5用于容纳提取液，提取液是一种稀释液，起到稀释作用；扩增腔6用于容纳产生扩增反应的固态酶，起到促进扩增的作用。
管体1为中空结构，裂解腔4、提取腔5和扩增腔6均位于管体1的中空腔体内。管体1包括主体管2和布置在主体管2的底部的扩增反应管3，扩增反应管3与主体管2之间可拆连接，扩增反应管3的内腔形成扩增腔6。在本实施例中，扩增反应管3与主体管2之间通过环形的卡台卡紧连接；可拆连接便于核酸检测一体机将扩增反应管3拆除并从中获取扩增信息，得到检测结果。
主体管2的顶部还通过螺纹结构可拆连接有管帽13，即管帽13覆盖在管体1的裂解腔4的顶部。采集到检测样本后，操作人员可以通过螺纹结构拆除管帽13，将样本布置在裂解腔4内，再旋紧管帽13来保持裂解腔4是密封状态，然后将该一体式样本处理耗材放入核酸检测一体机中。裂解腔4的外部还布置有沿管体1的周向延伸的固定卡台14，该一体式样本处理耗材在放入核酸检测一体机内后，核酸检测一体机与固定卡台夹持固定，对该一体式样本处理耗材进行定位，避免其移动。
管体1在裂解腔4与提取腔5之间、提取腔5与扩增反应管3之间均成型有连通通道7，连通通道7使裂解腔4、提取腔5与扩增反应管3之间相互连通。连通通道7内布置有阀芯8，阀芯8用于控制连通通道7的开闭，以使检测样本由裂解腔4依次进入提取腔5和扩增反应管3。
管体1上布置有安装槽，安装槽垂直于连通通道7布置，阀芯8沿安装槽的轴向滑动装配在安装槽内。阀芯8上布置有阀孔9，阀孔9的延伸方向垂直于阀芯8的活动方向，即阀孔9与连通通道7相互平行。阀孔9共有两个，两个阀孔9相互平行且沿阀芯8的活动方向间隔布置，使阀芯8向不同的方向移动时阀孔9均可与连通通道7连通。
管体1上还布置有与提取腔5连通的气体通道10，气体通道10上安装有密封塞11，气体通道10用于供核酸检测一体机与提取腔5连通，以向提取腔5内通气或者排气，改变提取腔5内的压力，利用压力的变化驱动核酸样本在不同的腔室内移动。
裂解腔4与提取腔5、提取腔5与扩增腔6之间的阀芯8与安装槽滑动装配，当核酸样本在裂解腔4内裂解反应完成时，核酸检测一体机推动裂解腔4与提取腔5之间的阀芯8，开启裂解腔4与提取腔5之间的连通通道7，同时关闭提取腔5与扩增腔6之间的阀芯8。核酸检测一体机的针头插入密封气体通道10的密封塞11内，对提取腔5进行排气抽真空，此时裂解腔4与提取腔5之间的连通通道7已经打开，在负压的作用下核酸样本进入提取腔5内。当核酸样本在提取腔5内稀释后，核酸检测一体机推动提取腔5与扩增腔6之间的阀芯8、反向裂解腔4与提取腔5之间的阀芯8，提取腔5与扩增腔6之间的连通通道7打开，裂解腔4与提取腔5之间的连通通道7关闭。核酸检测一体机的针头插入密封气体通道10的密封塞11内，向提取腔5内通气，增加提取腔5内的压力，扩增腔6的顶部具有与大气连通的通气孔，使扩增腔6内的压力始终与大气压相同，核酸样本在气压的作用下进入扩增腔6。
裂解腔4内还预置有过滤膜12，过滤膜12布置在裂解腔4底部的连通通道7的入口处，过滤膜12内分布着许多微孔，用于过滤裂解腔4内的液体，只有过滤过的液体才能进入提取腔5。
裂解腔4、阀芯8以及气体通道10沿管体1的上下方向同轴布置，并且阀芯8与气体通道10相互平行；提取腔5与裂解腔4在上下方向上偏心布置，即提取腔5偏离裂解腔4的中心线布置，气体通道10布置在裂解腔4的顶部，并且裂解腔4的偏离方向与气体通道10的延伸方向相互垂直，目的是配合现有的核酸检测一体机的结构，同时也满足模具生产工艺需要。在其他实施例中，为了适应不同的核酸检测一体机，裂解腔4、提取腔5、扩增腔6也可以同轴布置。
本发明的工作过程为：操作人员从患者体内采集核酸样本，旋开管体1上的管帽13，将核酸样本置于裂解腔4内，盖上管帽13，再将一体式样本处理耗材放置于核酸检测一体机内，然后启动核酸检测一体机。
核酸样本在裂解腔4内发生裂解反应，同时核酸检测一体机内的加热模块对裂解腔4内的核酸样本进行加热，待温度上升到设定温度后，裂解反应加快。
裂解反应完成后，核酸检测一体机推动裂解腔4与提取腔5之间的阀芯8，开启裂解腔4与提取腔5之间的连通通道7，核酸检测一体机的针头插入气体通道10的密封塞11内，利用针头对提取腔5进行抽真空，在负压的作用下裂解后的液体经过过滤膜12的过滤进入提取腔5。
核酸样本在提取腔5内被稀释液稀释，提取稀释完成之后，核酸检测一体机推动提取腔5与扩增腔6之间的阀芯8，开启提取腔5与扩增腔6之间的连通通道7。核酸一体机的针头向提取腔5内通气，增加提取腔5内的压力，在压力的作用下提取腔5内的液体进入扩增腔6。
液体在扩增腔6内按照核酸检测一体机的设定进行扩增反应，并完成检测。
综上，本发明实施例提供一种用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材，其裂解腔、提取腔和扩增腔均布置在管体内，在进行核酸检测时，样本的裂解、提取稀释以及扩增反应均在相应的腔体内密闭条件下进行，在核酸检测时，开启相应的阀芯，核酸检测一体机利用气体通道向提取腔内通气和排气，由于提取腔与连通通道是连通的，提取腔内压力的变化驱动核酸样本在不同的腔体内流动，即可完成PCR裂解、提取、扩增、检测等多步操作，不需要在不同仪器间转移样本，避免样本、人员和环境受到污染。
以上所述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替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材，其特征在于，包括管体，所述管体内由上至下依次布置有裂解腔、提取腔和扩增腔，所述裂解腔用于容纳裂解液，所述提取腔用于容纳稀释液，所述管体于裂解腔与所述提取腔之间、所述提取腔与所述扩增腔之间均成型有连通通道，所述连通通道上活动布置有用于控制所述连通通道开闭的阀芯，所述管体上还布置有与所述提取腔连通的气体通道，所述气体通道用于供核酸检测一体机向所述提取腔内通气或者排气以驱动核酸样本流动。
2.根据权利要求1所述的用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材，其特征在于，所述管体上布置有垂直于所述连通通道的安装槽，所述阀芯沿所述安装槽的轴向滑动装配在所述安装槽内，所述阀芯上布置有阀孔，阀孔的延伸方向垂直于所述阀芯的活动方向。
3.根据权利要求2所述的用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材，其特征在于，所述阀孔共有两个，两个阀孔相互平行且间隔布置。
4.根据权利要求1－3任一项所述的用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材，其特征在于，所述裂解腔内还预置有过滤膜。
5.根据权利要求4所述的用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材，其特征在于，所述过滤膜布置在所述裂解腔底部的连通通道的入口处。
6.根据权利要求1－3任一项所述的用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材，其特征在于，所述管体包括主体管和与所述主体管的底部可拆连接的扩增反应管，所述扩增反应管的内腔形成所述扩增腔，所述裂解腔与所述提取腔位于所述主体管内。
7.根据权利要求1－3任一项所述的用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材，其特征在于，所述裂解腔的外部设置有沿所述管体的周向延伸的固定卡台。
8.根据权利要求1－3任一项所述的用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材，其特征在于，所述裂解腔和所述阀芯均与所述气体通道同轴布置，所述提取腔偏离与所述裂解腔的中心线布置。
9.根据权利要求1－3任一项所述的用于自动化核酸检测的一体式样本处理耗材，其特征在于，所述管体的顶部可拆布置有管帽。
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