CN114088498B - 一种生物样品的前处理装置及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种生物样品的前处理装置，包括推杆单元、反应单元和针头单元，所述反应单元设有若干腔室，主反应腔室承载待处理生物样品，旁腔室中存储处理生物样品所需的试剂，主反应腔室与旁腔室之间设有连接孔，通过推杆单元的推杆依次将旁腔室中的试剂推入主反应腔室，主反应腔室连接所述针头单元。本发明的生物样品的前处理装置结构简单，可在脱离实验室的场景中使用，使用快捷、方便。
Description
技术领域
本发明属于生物医学检测领域，具体涉及一种生物样品的前处理装置及其应用。
背景技术
目前的细胞裂解等生物样品前处理步骤需要在实验室中利用；目前满足PCR检测的包括细胞裂解、核酸纯化等步骤的核酸提取过程，需要在实验室中完成，整个过程需要用到离心机等多种实验仪器，操作步骤多，操作繁杂，耗费时间长，无法满足快速检测的需求。
因此，急需一种能够便携方便、可快速更换反应腔室的生物样品的前处理装置。
发明内容
为了克服现有技术上的问题，本发明提供了一种生物样品的前处理装置及其应用方法，能够方便携带，满足随时随地测量需要，反应腔室快速更换，待反应生物样品有效富集，为后续实验提供可靠性。
本发明提供以下技术方案：
一种生物样品的前处理装置，包括推杆单元、反应单元和针头单元，所述反应单元设有若干腔室，主反应腔室承载待处理生物样品，旁腔室中存储处理生物样品所需的试剂，主反应腔室与旁腔室之间设有连接孔，通过推杆单元的推杆依次将旁腔室中的试剂推入主反应腔室，主反应腔室连接所述针头单元。
进一步的，所述主反应腔室上部设有次级推杆，在次级推杆上设有回位弹簧，次级推杆下端设有胶塞，在次级推杆下游设有采样器，所述采样器吸附待处理生物样品的液体。
进一步的，所述旁腔室的上部和下部分别利用胶塞密封，旁腔室与主反应腔室之间的连接孔也由胶塞密封，推杆能够推动密封胶塞。
进一步的，在所述采样器下游连接所述针头单元，针头单元包括胶塞、针头连接器和针头，针头连接器上端连接胶塞并与主反应腔室相连，针头贯通胶塞，并从针头连接器下端伸出。
进一步的，旁腔室的底部还设有透气孔。
进一步的，所述推杆单元设置与腔室一一对应的推杆，推杆上设有回位弹簧。
进一步的，所述推杆单元由旋转杆连接推杆，在旋转杆顶部设有旋钮，旋钮带动旋转杆旋转，将推杆转动至不同腔室上方，推杆上设有回位弹簧。
进一步的，在所述推杆单元的壳体内壁设有闭环滑道，旋转杆连接推杆，在旋转杆顶部设有旋钮，在滑道内设有倒三角形滑块，滑块与旋转杆相连，横竖滑道连接处设有拐角，使得滑块只能进入下一横向滑道，推杆上设有回位弹簧。
进一步的，所述推杆单元、反应单元和针头单元为可拆卸连接。
一种利用生物样品的前处理装置提取真核细胞核酸的方法，包括以下步骤：
步骤一将吸附细胞液的采样器放置在主反应腔室，
步骤二按压主反应腔室对应的推杆，次级推杆推动海绵被压缩，多余液体从针头流出，待提取细胞被富集在采样器上，次级推杆在回位弹簧作用下上移，
步骤三按压储存裂解液的旁腔室对应的推杆，储存裂解液的旁腔室下部胶塞下移，裂解液下移，旁腔室与主反应腔室的连接孔露出，裂解液进入主反应腔室，完成细胞裂解，解除推杆压力，推杆在回位弹簧的作用下上移，胶塞上移重新封堵连接孔；
步骤四按压储存稀释液的旁腔室对应的推杆，储存稀释液的旁腔室下部胶塞下移，稀释液液下移，旁腔室与主反应腔室的连接孔露出，稀释液进入主反应腔室，完成细胞裂解的稀释，解除推杆压力，推杆在回位弹簧的作用下上移，胶塞上移重新封堵连接孔；
步骤五按压主反应腔室对应的推杆，主反应腔室中的裂解稀释液从针头中流出。
采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的生物样品的前处理装置结构简单，可在脱离实验室的场景中使用，使用快捷、方便。
(2)本发明的生物样品的前处理装置推杆单元、反应单元和针头单元可以相互独立，通过更换反应单元实现多次使用。
(3)本发明的生物样品的反应单元设有次级推杆和海绵结构，可以实现目标生物样品的富集，提高实验的可靠性。
附图说明
图1是本发明的生物样品的前处理装置的结构示意图；
图2是本发明主反应腔室的结构示意图；
图3是本发明旁腔室的结构示意图；
图4是本发明推杆单元一种实施例的结构示意图；
图5是本发明推杆单元另一种实施例的结构示意图；
图6是本发明推杆单元另一种实施例壳体的侧面展开示意图；
图7是本发明推杆单元另一种实施例壳体的侧面展开的结构放大图。
其中：1-推杆单元，11-推杆，12-旋钮，13-旋转杆，14-滑道，15-滑块；2-反应单元，21-主反应腔室，22-旁腔室，23-连接孔，24-胶塞，25-透气孔，26-采样器，27-次级推杆；3-针头单元，31-胶塞，32-针头连接器，33-针头。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的结构图及具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1至3所示，本发明提供了一种生物样品的前处理装置，包括推杆单元1、反应单元2和针头单元3，反应单元设有若干腔室，主反应腔室21承载待处理生物样品，旁腔室22中存储处理生物样品所需的试剂，主反应腔室与旁腔室之间设有连接孔23，通过推杆单元的推杆11依次将旁腔室中的试剂推入主反应腔室，主反应腔室连接所述针头单元。生物样品可以是人体细胞、动物细胞、病毒，真核细胞或微生物。
在反应腔室进行生物样品的处理，连杆单元控制不同腔室之间的连接孔开，从而控制不同腔室之间的试剂混合，同时可以控制主反应腔室中的反应液从针头单元流出，完成生物样品的前处理工作。
优选的，主反应腔室上部设有次级推杆27，在次级推杆上设有回位弹簧，在次级推杆下游设有采样器26，次级推杆下端的胶塞起到密封作用，采样器吸附待处理生物样品的液体，采样器可以采用海绵等吸水材质。
次级推杆与主反应腔室对应的推杆同轴设置，按压主反应腔室对应的推杆时，次级推杆与推杆共同向下移动，次级推杆下端的胶塞挤压采样器发生形变，解除按压后，与主反应腔室对应的推杆上移，次级推杆在回位弹簧的作用下上移，采样器恢复原状。这样可以采样器可以持留生物样品，采样器中的液体从针头单元流出，从而达到待处理生物样品的富集。
在采样器下游连接针头单元，针头单元包括胶塞31、针头连接器32和针头33，针头连接器上端连接胶塞并与主反应腔室相连，主腔室下端可以为上窄下宽的锥形，胶塞也为同样形状，胶塞起到密封作用。针头贯通胶塞，并从针头连接器下端伸出，使主反应腔室中的液体可以从针头中挤出。
优选的，推杆单元、反应单元和针头单元为可拆卸连接，连接方式可以为卡接或螺纹连接，这样反应单元和针头单元可以进行更换，方便多次检测，反应单元在使用前向主反应腔室中添加浸泡待处理生物样品液体的采样器，再将针头单元与反应单元相互连接，针头连接器上端的胶塞与腔室侧面挤压形成密封。
实施例2
旁腔室22的上部和下部分别利用胶塞24密封，旁腔室与主反应腔室之间的连接孔23也由胶塞密封，推杆11能够推动密封胶塞下移，下部胶塞下移露出连接孔，使预存液体进入到主反应腔室。预存液体全部挤出后，上部胶塞达到连接孔处，可再次密封连接孔，防止液体回流。
旁腔室的底部还设有透气孔，排出下胶塞与腔室之间的气体，使胶塞能够在腔室内顺利移动。
在本实施例中，推杆单元可以设置为与腔室一一对应的推杆，推杆上设有回位弹簧。根据实验步骤依次按动推杆完成对不同腔室的液体挤出。
实施例3
推杆单元可以采用如图4所示的结构，推杆单元由旋转杆13连接推杆11，在旋转杆顶部设有旋钮12，旋钮带动旋转杆旋转，将推杆转动至不同腔室上方，推杆上设有回位弹簧。通过旋转旋钮调整推杆与腔室的对应位置，从而控制不同腔室的液体挤出。单推杆避免了三推杆间的空间卡位，能够充分将推杆设计得更舒适，使用流畅。同时单推杆可以降低推杆单元内部的复杂程度，减少零配件，降低成本的同时，释放出更多的空间。
此外，推杆单元也可以采用如图5、6所示的结构，在推杆单元的壳体内壁设有闭环滑道14，旋转杆连接推杆11，在旋转杆顶部设有旋钮12，在滑道内设有倒三角形滑块15，滑块与旋转杆相连，旋转旋钮带动滑块在滑道中滑动，滑块在不同的横向滑道中滑动，把推杆带到不同腔室的上方，滑块在纵向上滑动，推杆上下移。横竖滑道连接处设有拐角，使得滑块只能进入下一横向滑道，推杆上设有回位弹簧。拐角可以设置为倾斜侧壁，拐角的下部宽度小于倒三角的顶面宽度，这样滑块通过拐角后只能横向移动。滑道严格限制了滑块的移动轨迹，从而能够精确限制推杆的位置，使推杆按照预定的顺序对准腔室。
实施例4
本发明提供了一种利用生物样品的前处理装置提取真核细胞核酸的方法，包括以下步骤：
步骤一将吸附细胞液的采样器放置在主反应腔室。
步骤二按压主反应腔室对应的推杆，次级推杆推动海绵被压缩，多余液体从针头流出，待提取细胞被富集在采样器上，次级推杆在回位弹簧作用下上移。
步骤三按压储存裂解液的旁腔室对应的推杆，储存裂解液的旁腔室下部胶塞下移，裂解液下移，旁腔室与主反应腔室的连接孔露出，裂解液进入主反应腔室，完成细胞裂解，解除推杆压力，推杆在回位弹簧的作用下上移，胶塞上移重新封堵连接孔。
步骤四按压储存稀释液的旁腔室对应的推杆，储存稀释液的旁腔室下部胶塞下移，稀释液液下移，旁腔室与主反应腔室的连接孔露出，稀释液进入主反应腔室，完成细胞裂解的稀释，解除推杆压力，推杆在回位弹簧的作用下上移，胶塞上移重新封堵连接孔。
步骤五按压主反应腔室对应的推杆，主反应腔室中的裂解稀释液从针头中流出。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种生物样品的前处理装置，包括推杆单元、反应单元和针头单元，其特征在于，所述反应单元设有若干腔室，主反应腔室承载待处理生物样品，旁腔室中存储处理生物样品所需的试剂，主反应腔室与旁腔室之间设有连接孔，通过推杆单元的推杆依次将旁腔室中的试剂推入主反应腔室，主反应腔室连接所述针头单元；所述旁腔室的上部和下部分别利用胶塞密封，旁腔室与主反应腔室之间的连接孔也由胶塞密封，推杆能够推动密封胶塞；旁腔室的底部还设有透气孔；
所述推杆单元由旋转杆连接推杆，在旋转杆顶部设有旋钮，旋钮带动旋转杆旋转，将推杆转动至不同腔室上方，推杆上设有回位弹簧。
2.一种生物样品的前处理装置，包括推杆单元、反应单元和针头单元，其特征在于，所述反应单元设有若干腔室，主反应腔室承载待处理生物样品，旁腔室中存储处理生物样品所需的试剂，主反应腔室与旁腔室之间设有连接孔，通过推杆单元的推杆依次将旁腔室中的试剂推入主反应腔室，主反应腔室连接所述针头单元；所述旁腔室的上部和下部分别利用胶塞密封，旁腔室与主反应腔室之间的连接孔也由胶塞密封，推杆能够推动密封胶塞；旁腔室的底部还设有透气孔；
在所述推杆单元的壳体内壁设有闭环滑道，旋转杆连接推杆，在旋转杆顶部设有旋钮，在滑道内设有倒三角形滑块，滑块与旋转杆相连，横竖滑道连接处设有拐角，使得滑块只能进入下一横向滑道，推杆上设有回位弹簧。
3.根据权利要求1或2所述的生物样品的前处理装置，其特征在于，针头单元包括胶塞、针头连接器和针头，针头连接器上端连接胶塞并与主反应腔室相连，针头贯通胶塞，并从针头连接器下端伸出。
4.根据权利要求3所述的生物样品的前处理装置，其特征在于，所述推杆单元、反应单元和针头单元为可拆卸连接。
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