CN114574349B - 一种适配卡盒使用的设备 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供一种适配卡盒使用的设备，所述卡盒的若干腔室预先置入样本溶液以及试剂后内置活动件密封，每个腔室独立由开关阀控制实现与至少一条液路的通断，所述液路用于将液体转移以及导出；所述设备包括：液路通断模块，用于控制所述开关阀的开启或关闭；液体驱动模块，用于在所述开关阀处于开启状态下，与所述活动件配合实现卡盒内液体的转移。上述技术方案中卡盒被配置为密封体系，样本溶液、试剂在卡盒内进行转移、混合、样本提取、检测等过程，整个过程并不与外界环境接触，避免受到外界环境的污染，因此尤其适用于核酸提取或者其他容易受外界污染的样本提取、检测的应用场景，实现了上述全过程的自动化。

Description

一种适配卡盒使用的设备

技术领域

本公开涉及生物医药仪器技术领域，具体涉及一种适配卡盒使用的设备。

背景技术

目前生化实验室中使用的主要是单只移液器，人工手动操作完成移液操作。但是针对近年来出现的禽流感、新型冠状病毒等疾病的病原体的转移及检测，由于其高致病性、极易感染等特点，在对病原体的转移及检测过程中必须做到安全、快速和准确，如继续现有的单只移液器，由于其检测通量小，样本在提取或检测过程中容易出现交叉污染，导致结果出现假阳等问题；人工操作过程复杂，并且在开放性环境下检测人员容易增加感染病毒的概率，因此需在PCR实验室由专业人员操作，不便于满足大规模检测需求。

发明内容

为了解决相关技术中的问题，本公开实施例提供一种适配卡盒使用的设备。

本公开实施例提供一种适配卡盒使用的设备。

具体地，所述卡盒的若干腔室预先置入样本溶液以及试剂后内置活动件密封，每个腔室独立由开关阀控制实现与至少一条液路的通断，所述液路用于将液体转移以及导出；

所述设备包括：

液路通断模块，用于控制所述开关阀的开启或关闭；

液体驱动模块，用于在所述开关阀处于开启状态下，与所述活动件配合实现卡盒内液体的转移。

可选地，所述开关阀为转动件，且若干个开关阀呈线性排列，布置在所述卡盒的底部。

可选地，所述液路通断模块包括：若干旋转轴阵列单元，所述旋转轴阵列单元的数量、排列方式与所述卡盒上设置的所述开关阀的数量、排列方式相同；其中，所述旋转轴阵列单元包括的每个旋转轴用于驱动一个开关阀转动。

可选地，所述液路通断模块还包括：若干驱动单元，每一驱动单元独立控制一个旋转轴阵列单元。

可选地，所述驱动单元包括：传动机构以及滑动机构；所述传动机构与所述旋转轴阵列单元连接，并固定于所述滑动机构上。

可选地，所述传动机构包括：套设于所述旋转轴阵列单元中每一旋转轴的齿轮、与所述齿轮啮合传动的齿条以及与所述齿条传动连接的第三驱动源。

可选地，所述液体驱动模块包括：若干推杆阵列单元，每一推杆阵列单元用于与内置于一个腔室内的活动件配合；其中，所述推杆阵列单元的数量、排列方式与所述卡盒上设置的所述腔室的数量、排列方式相同。

可选地，所述液体驱动模块包括：一个推杆阵列单元、第四驱动源、第五驱动源、滑轨以及基座；所述基座与所述滑轨滑动连接，所述第四驱动源设置在所述基座上，用于在竖直方向驱动所述推杆阵列单元与一个腔室内的活动件配合，所述第五驱动源设置在所述基座上，用于在水平方向驱动所述基座滑动，将所述推杆阵列单元移动至每一所述腔室的上方。

可选地，所述设备还包括：上下机模块，用于容置至少一个卡盒，并将卡盒移动至所述液路通断模块与液体驱动模块之间。

可选地，所述上下机模块包括：卡盒承载件，所述卡盒承载件为矩形框架，侧壁设置有限位槽，所述限位槽与所述卡盒的端部适配。

可选地，所述卡盒承载件上设置有支撑板。

可选地，所述设备还包括：

第一驱动源，用于控制所述上下机模块相对所述液路通断模块移动。

可选地，所述腔室包括两个混合室，所述两个混合室由第一通路导通；所述第一通路内设置有样本提取室；其中，所述两个混合室以预设距离间隔设置，所述样本提取室的下方设置有永磁体运动空腔。

可选地，所述设备还包括：

磁吸模块，所述磁吸模块包括永磁铁以及永磁铁驱动源，所述永磁铁驱动源用于驱动所述永磁铁进入所述永磁体运动空腔。

可选地，所述永磁铁驱动源包括第七驱动源和连杆机构。

可选地，所述永磁铁驱动源为丝杆电机。

可选地，所述设备还包括：

加热模块，所述加热模块包括第六驱动源以及与所述第六驱动源连接的加热套件，套接在所述两个混合室之间。

可选地，所述液体驱动模块包括：滑轨、两个推杆阵列单元、适配每个推杆阵列单元的第四驱动源、第五驱动源、基座；两个基座位于所述加热模块的两侧，并与所述滑轨滑动连接，所述第四驱动源设置在每个基座上，用于在竖直方向驱动一个推杆阵列单元与所述加热模块一侧的腔室内的活动件配合，所述第五驱动源设置在每个基座上，用于在水平方向驱动所述基座滑动，将所述推杆阵列单元移动至所述加热模块一侧的腔室上方。

可选地，所述设备还包括：

PCR扩增仪；

与所述卡盒适配的下压模块，用于将收集管限位于所述PCR扩增仪的孔槽内。

根据本公开的上述实施例提供的技术方案，本公开的技术方案能够取得以下有益效果：

本公开提供的适配卡盒的设备，卡盒被配置为密封体系，样本溶液、试剂在卡盒内进行转移、混合、样本提取、检测等过程，整个过程并不与外界环境接触，避免受到外界环境的污染，因此尤其适用于核酸提取或者其他容易受外界污染的样本提取、检测的应用场景，通过适配卡盒的液路通断模块、液体驱动模块实现了上述全过程的自动化。

本公开提供的适配卡盒使用的设备，通过各个模块之间的配合，并结合PCR扩增仪进行自动结果判读，最后呈现检测报告，真正实现了样本进-结果出，具有自动化程度高、无需依赖生物实验室、无需依赖手工操作、携带方便、操作简单、检测快速，无交叉污染的优点。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。以下是对附图的说明。

图1示出本公开的卡盒的主视图。

图2示出本公开的卡盒液路的示意图。

图3示出本公开的卡盒的爆炸图。

图4示出本公开的开关阀的结构示意图。

图5示出本公开的橡胶塞的结构示意图。

图6示出本公开的适配卡盒使用的设备的主视图。

图7示出图6示出的设备去除部分支撑架的爆炸图。

图8示出本公开的上下机模块的示意图。

图9示出本公开的卡盒承载件的结构示意图。

图10示出本公开的8联卡盒的主视图。

图11示出本公开的8联卡盒的仰视图。

图12示出本公开的液路通断模块的俯视图。

图13示出本公开的驱动单元的结构示意图。

图14示出本公开的液体驱动模块的结构示意图。

图15示出本公开的液体驱动模块与8联卡盒的位置关系示意图。

图16示出本公开的加热模块的结构示意图。

图17示出本公开的磁吸模块的结构示意图。

图18示出本公开的另一磁吸模块的结构示意图。

图19示出本公开的下压模块的结构示意图。

图20示出本公开的液路通断模块、磁吸模块、PCR扩增仪与卡盒的位置关系示意图。

应当明白，附图中所示出的各个部件的尺的结构寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标记表示相同或类似的构件。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施例无关的部分。

在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。

本公开的附图中相同或相似的附图标记对应相同或相似的部件；在本公开的描述中，需要理解的是，若有术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本公开的限制，对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于对部件的区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本公开的描述中，还需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

实施例1

本公开提供一种适配卡盒使用的设备，所述卡盒被配置为密封体系，例如，卡盒的若干腔室预先置入样本溶液以及试剂后内置活动件密封，每个腔室独立由开关阀控制实现与至少一条液路的通断，液路用于将液体转移以及导出，在开关阀导通与液路的通路时，样本溶液、试剂在卡盒内进行转移、混合、样本提取、检测等过程，整个过程并不与外界环境接触，避免受到外界环境的污染，因此尤其适用于核酸提取或者其他容易受外界污染的样本提取、检测的应用场景。本公开的设备包括适配卡盒的液路通断模块，用于控制所述开关阀的开启或关闭，以及适配卡盒的液体驱动模块，用于在开关阀处于开启状态下，与活动件配合实现卡盒内液体的转移，通过液路通断模块、液体驱动模块与卡盒的配合，实现了全过程的自动化。

下面的实施例中以核酸提取的应用场景为例进行示意性说明。

本公开采用磁珠法提取核酸，在此，首先需要对磁珠法提取核酸的原理进行说明，样本加入裂解液后，核酸被释放出来，然后利用经处理过的磁珠（例如经硅基、氨基包被处理）与核酸进行“特异性结合”，形成"核酸-磁珠复合物"，之后在外加磁场的作用下，将复合物分离出来，最后经过洗脱液洗去非特异性吸附的杂质、去盐、纯化后，即得到欲提取的核酸物质。

下面对适用磁珠法提取核酸的卡盒结构进行说明。

如图1至图5所示，本公开的卡盒1包括：基座10以及配置在基座10上的若干腔室，即一次加样管S11、裂解液室S12、空室S13、第一洗液室S14、第二洗液室S15、第一混合室S21、第二混合室S22、矿物油室S16、洗脱液室S17、清洗室S18、二次加样管S19。

基座10包括基座本体11和位于基座本体11 A面、B面的外护板12（图3仅示出了A面的外护板）；其中，基座本体11的A面、B面分别设置有至少一条沟槽，外护板12覆盖在基座本体11的A面、B面，与至少一条沟槽形成至少一条液路，即第一通路L1、第一通道L21、第二通道L22、第三通道L23、出液通道L3、样本定量通道L4、排气通道L5和二次加样流道L6。在下文的说明中，A面也称为基座10的正面，B面也称为基座10的背面。

第一通路L1连通第一混合室S21、第二混合室S22，第一通路L1内部设置有样本提取室R1；第一混合室S21、第二混合室S22以预设距离间隔设置，用于套结加热模块，以及样本提取室R1的下方设置有永磁体运动空腔R2；第一通道L21分别由开关阀20控制连通第一洗液室S14、第二洗液室S15、第一混合室S21；第二通道L22分别由开关阀20控制连通洗脱液室S17、第二混合室S22；第三通道L23分别由开关阀20控制连通吸样管S11、裂解液室S12、空室S13、第一混合室S21；出液通道L3的出液口处配置收集管50，用于收集经提取后的核酸；样本定量通道L4分别由开关阀20控制连通第二混合室S22、矿物油室S16、清洗室S18、出液通道L3，样本定量通道L4内设置有定量室R3，定量池R3位于由开关阀20控制连通的矿物油室S16、清洗室S18的通道部分；排气通道L5由开关阀20控制连通洗脱液室S17与收集管50。

一次加样管S11的侧壁设置一支管，核酸样本由支管加入一次加样管S11内，在基座10的另一端还配置有二次加样管S19，二次试剂从二次加样管S19上设置的支管加入，并通过二次加样流道L6导入到收集管50中，二次试剂通常是不适用于直接在卡盒1中转移的试剂，例如为需要低温保存的试剂，因此可以将二次试剂直接加入到收集管50内，然后进行样本检测。

本公开方式中，开关阀20为转动件，通过转动开关阀20来独立控制每个腔室与相应液路的通断，且若干个开关阀20呈线性排列，布置在卡盒1的底部，这样当并联多个卡盒时，形成多路并联的开关阀阵列，通过控制一路开关阀阵列，来同时控制多个卡盒的开关阀开启，实现多个卡盒的核酸提取过程的同步，从而可以一次性检测多个样本，提升了核酸检测的效率。

请参照图4，开关阀20包括阀柄21和阀轴22。阀轴22的顶部中心处可以开设第一开孔221，同时该阀轴22的顶端附近的侧壁上可加工形成一阀孔222，例如可以为圆形或腰型盲孔，第一开孔221与阀孔222的结构形成转接通道。可以理解，第一开孔222的数量为一个，并与密封塞40组成二通阀或者三通阀。

进一步地，阀柄21和阀轴22可以为一体式结构或分体式结构，例如可以采用一体成型的方式形成该阀柄21和阀轴22，或者也可以采用分体地形式形成，之后采用螺纹连接等方式将二者连接固定，本公开对此不做限制。阀柄21的端面可以加工形成一字型孔槽，或者其他形状的孔槽，本公开在此不予赘述。

基座10的底部设置有若干空腔R4，每个空腔R4内容置一个开关阀20。开关阀20置入空腔R4时，转接通道的一端与腔室导通，另一端在外力作用下与液路导通。

请参考图3和图5，卡盒1还包括：密封塞40，转接通道容置于密封塞40内。密封塞40可以是橡胶塞或聚氨酯塞，密封塞40的形状与空腔R4适配，例如为柱形结构，从而不会相对空腔R4发生转动，避免堵塞腔室与液路之间的通路。当然也可以采用其他适配的形状，本公开对此不做限制。通过设置密封塞40使得开关阀20的转动发生在密封塞40内，能够防止液体从腔室向液路转移过程中发生泄露，减少了可能受到的污染，进一步提升了核酸检测的准确性。

密封塞40为柱形结构，中心具有贯通孔41，并且侧壁设置至少一个第二开孔42。贯通孔41与腔室导通，第二开孔42的数量与基座10的正面和背面设置的液路适配，当同一腔室对应的基座10的正面和背面均设置有液路时，第二开孔42的数量应当为2个，并分别与液路导通。

请结合图3，装配时，先将橡胶塞40置入空腔R4内，之后将阀轴22置入贯通孔41内，阀柄21则由阀轴压板13限位，然后将阀轴压板13固定于基座本体11的底部。阀柄21能够相对阀轴压板13转动，当第一开孔42的数量为两个时，阀20与密封塞40形成一三通阀，在机械驱动的作用力下，调节阀孔222与第一开孔42的相对位置，可以选择性与其中一个第一开孔42导通，实现腔室S与第二通路L2的导通，并在二者的位置错位时实现腔室S与第二通路L2的阻断。

本公开方式中，利用卡盒进行核酸提取的步骤如下：

S101，预处理步骤：检测开始前，保持各开关阀处于初始化位置，阻断与液路的通路；将核酸提取所需的试剂、磁珠等预封装在相应的腔室中，并且各腔室内放置例如推拉活塞杆的活动件30进行密封；

例如，裂解液室S12中预封装750ul的裂解液，第一洗液室S14、第二洗液室S15内各预封装700ul的洗液，矿物油室S16内预封装50ul的矿物油，洗脱液室S17内预封装100ul的洗脱液，第一混合室S21内预封装600ul的磁珠溶液以及清洗室S18内预封装600ul的超纯水或者纯净空气；

S102，加样步骤：打开一次加样管S11的管盖，利用移液器将采集到的核酸样本投入到一次加样管中，盖好管盖。

S103，核酸裂解步骤：驱动第一混合室S21、第二混合室S22内的推拉活塞杆移动，使磁珠溶液在两个混合室之间来回流动，然后利用磁铁将磁珠吸附在样本提取室R1内，并将废液排出到空室S13内；之后打开一次加样管S11、第一混合室S21对应的开关阀，将样本转移至第一混合室S21，关闭一次加样管S11的开关阀，打开裂解液室S12对应的开关阀，将裂解液转移至第一混合室S21；然后驱动第一混合室S21、第二混合室S22内的推拉活塞杆移动，使得样本、裂解液的混合液在样本提取室R1进行混合、加热、裂解；经裂解后的核酸分子可被磁珠吸附在样本提取室R1内；然后将废液排回到裂解液室S12；

S104，核酸清洗步骤：采用与步骤S103类似的方法，分别导通第一洗液室S14、第二洗液室S15以及洗脱液室S17的开关阀，使各腔室内的液体试剂分别进入第一混合室S21、第二混合室S22内，进行混合、吸附、清洗、洗脱，清洗后或洗脱后的废液分排到原腔室中进行存放。

S105,定量步骤：打开定量室R3两端对应的开关阀（分别对应于第二混合室S22、清洗室S18的开关阀），其它开关阀保持关闭状态，将第一混合室S21、第二混合室S22内的样本推入例如菱形区域的定量室R3(定量体积可以为5ul)；为了确保定量室R4内充满液体，保证定量精度，本公开可以过推一部分液体进入到清洗室S18内。

S106，核酸转移步骤：关闭第二混合室S22、清洗室S18的开关阀，打开与矿物油室S16对应的开关阀以及控制与出液通道L3连通的开关阀，控制矿物油室S16内的推拉活塞杆下移，利用矿物油将样本定量排出到收集管50内，其中矿物油也可以作为最后所需的覆盖所用试剂。

S107，二次加样步骤：打开二次加样管S19的管盖，利用移液器将二次试剂投入到二次加样管S19中，盖好管盖。然后打开与出液通道L3连通的开关阀，控制二次加样管S19内的推拉活塞杆下移，将二次试剂加入到收集管50内。

S108，核酸检测步骤：收集管50并不与卡盒1脱离，直接置入PCR扩增仪的孔槽内进行在线检测。

上述步骤还可以包括管道清洗步骤，例如在同一管道转移不同的液体前，可以利用清洗室S18内预封装的超纯水或者纯净空气来清洗管道，清洗后再进行转移，能够避免试剂交叉影响。然而该步骤并非必要的步骤，根据需要可以灵活选择。需要说明的是，与清洗步骤类似，步骤S105定量步骤也是可以选择的步骤，本领域技术人员根据需要可以灵活选择，例如省略或保留相应的通路以及腔室，本公开对此不做限制。

实施例2

如图6、图7所示，适配卡盒使用的设备100包括：支撑架110、上下机模块120、液路通断模块130、液体驱动模块140、加热模块150、磁吸模块160和PCR扩增仪170。

本领域普通技术人员可以理解，图6、图7示例性地示出了适配卡盒使用的设备的结构，其中的支撑架、上下机模块、加热模块、磁吸模块和PCR扩增仪均为可以选择的模块，根据需要可以进行任意组合，本公开对此不做限制。

支撑架110包括顶部支撑架111、底部支撑架112、支撑架侧板113以及底板114，顶部支撑架111固定于第一驱动源A上，第一驱动源A固定于支撑架侧板113上，用于驱动顶部支撑架111向底部支撑架112移动，底部支撑架112位于底板114上。

顶部支撑架111的顶板111a的顶部设置有液体驱动模块140、加热模块150，顶板111a的底部设置有上下机模块120，上下机模块120的下方为液路通断模块130，液路通断模块130固定于底部支撑架112上，在第一驱动源A的作用下，上下机模块120连同液体驱动模块140、加热模块150，向液路通断模块130方向移动。底部支撑架112内部设置有磁吸模块160，磁吸模块160位于液路通断模块130的下方。PCR扩增仪170位于底部支撑架112的一侧。

本公开方式中，通过支撑架的结构设计，可以将各个模块例如上下机模块、液路通断模块、液体驱动模块、加热模块、磁吸模块、PCR扩增仪有机地组合起来，设备整体上结构紧凑，便于移动，能够方便地在各个社区、检测点开展核酸检测工作，极大地提高了检测效率。

如图8、图9所示，上下机模块120包括：卡盒承载件121和第二驱动源B，卡盒承载件121用于容置至少一个卡盒1，卡盒1为图1所示的卡盒，第二驱动源B固定于顶部支撑架111的框架111b上，用于将卡盒承载件121移动至液路通断模块130、液体驱动模块140之间。

卡盒承载件121为矩形框架，侧壁设置有限位槽1211，限位槽1211与卡盒1的端部适配，将卡盒1的两个端部对准限位槽1211的位置，从而将卡盒1放入卡盒承载件121内，进而在第一驱动源A的作用下，向液路通断模块130的方向运动，实现卡盒1底部的开关阀20与液路通断模块130上的旋转轴1311（参见图19）的对接，本公开在后文进行说明。

请继续参考图9，卡盒承载件121上还设置有支撑板1212，位于靠近收集管50的位置以更好地稳固卡盒1。

本公开方式中，一个卡盒1用于一个样本的检测，可以将多个相同的卡盒1并联形成多联卡盒来提高样本检测通量，图10示出了8联卡盒的主视图，可以理解，并联的卡盒1的数量不限于8个，可以在卡盒承载件121一次性能够容置的卡盒数量范围内任意选择。

下面进一步说明与多联卡盒适配的设备。

如图12所示，液路通断模块130包括：若干旋转轴阵列单元131，固定于底部支撑架112的顶板112a上，旋转轴阵列单元131的数量、排列方式与卡盒1上设置的开关阀20的数量、排列方式相同；其中，旋转轴阵列单元131包括的每个旋转轴1311用于驱动一个开关阀20转动。

图11示出了8联卡盒底部的开关阀排布方式，其中8联卡盒沿Y方向排布，每一卡盒1的开关阀20沿X方向排布，每一卡盒1包括的开关阀20的数量为11个，图12示出了旋转轴阵列单元的排布方式，其中沿X方向排布有11个旋转轴阵列单元131，每个旋转轴阵列单元131包括8个旋转轴1311。图11所示的8联卡盒与图12所示的液路通断模块130在XY方向上对接（参照图19），阀柄21的孔槽置入旋转轴1311上，通过驱动旋转轴阵列单元131转动，来控制8联卡盒Y方向上一路开关阀阵列的开启或者关闭。

继续参考图13，液路通断模块130还包括：若干驱动单元，每一驱动单元独立控制一个旋转轴阵列单元131。驱动单元包括：传动机构以及滑动机构，传动机构与旋转轴阵列单元131连接，并固定于滑动机构上。具体地，传动机构包括：套设于旋转轴阵列单元131中每一旋转轴1311的齿轮（图中未示出）、与齿轮啮合传动的齿条1312以及与齿条1312传动连接的第三驱动源C。滑动机构包括：第一滑块1313以及第一滑轨1314，第一滑块1313与第一滑轨1314滑动连接，第一滑块1313上固定齿条1312，第三驱动源C驱动齿条1312在第一滑轨1314中移动，从而驱动旋转轴阵列单元131中的旋转轴同步转动。

请参考图14、图15，液体驱动模块140包括：滑轨141、两个推杆阵列单元142、适配每个推杆阵列单元142的第四驱动源D1、D2、第五驱动源E1、E2、基座143。滑轨141设置在顶部支撑架111上，顶部支撑架111上开设有供推杆阵列单元142移动的开口。两个基座143与滑轨141滑动连接，第四驱动源D1设置在每个基座143上，用于在竖直方向驱动一个推杆阵列单元142与一次加样管S11、裂解液室S12、空室S13、第一洗液室S14、第二洗液室S15、第一混合室S21内的活动件30配合，驱动第四驱动源D2用于驱动另一个推杆阵列单元142与第二混合室S22、矿物油室S16、洗脱液室S17、清洗室S18、二次加样管S19内的活动件30配合，第五驱动源E1、E2设置在每个基座143上，用于在水平方向驱动基座143滑动，将推杆阵列单元142移动至上述腔室的上方。

本公开方式中，采用两个推杆阵列单元142是为了适配加热模块150，一些情况下，可以省略加热模块150而采用其他加热方式，则可以仅设置一个推杆阵列单元142，本公开在此不予赘述。

在另一种实施方式中，液体驱动模块140包括：若干推杆阵列单元142，每一推杆阵列单元142用于与内置于一个腔室内的活动件30配合；其中，推杆阵列单元142的数量、排列方式与卡盒1上设置的腔室的数量、排列方式相同。

如图16所示，加热模块150包括：加热套件支架151、加热套件152和第六驱动源F。加热套件152、第六驱动源F固定于加热套件支架151上，加热套件支架151固定于顶部支撑架111上，且位于两个基座143之间，加热套件152套接在两个混合室即第一混合室S21、第二混合室S22之间，用于在提取核酸时加热混合溶液。

如图17所示，磁吸模块160包括：永磁铁161以及永磁铁驱动源162。底部支撑架112上开设有供永磁铁161穿过的开口，永磁铁161为多个磁柱，永磁铁驱动源162用于驱动永磁铁161的每个磁柱进入一个卡盒1的永磁铁运动空腔R2。永磁铁驱动源162可以是丝杆电机，也可以如图18所示，由例如推杆电机的第七驱动源1621和连杆机构1622组成。为了确保永磁铁161与卡盒1贴紧，磁吸模块160上还设置有弹簧163。

具体地，永磁铁161固定于底座1611上，底座1611的底部设置有第一立柱1612，第一立柱1612上滑动设置有滑动件1621，丝杆电机固定于永磁铁支架1622上，并且丝杆的一端穿过永磁铁支架1622固定于滑动件1621上，永磁铁支架1622上设置有第二立柱1623，底座1611套结于第二立柱1623上，且二者之间设置有弹簧163。当丝杆电机驱动丝杆转动时，滑动件1621受到丝杆的作用力，带动底座1611在第二立柱1623上运动，此时永磁铁161远离永磁铁运动空腔R2，弹簧163发生形变。当丝杆电机驱动丝杆相反方向转动时，弹簧163恢复形变，底座1611在弹簧163的作用下能够在第一立柱1612上滑动，永磁铁161进入永磁铁运动空腔R2，并与卡盒1贴紧。

请参考图7、图19、图20，所述设备还包括：下压模块180。下压模块180包括限位块驱动源181、限位块182以及连接件183。下压模块180通过连接件183固定于顶板111a的底部，在第一驱动源A的作用下，连同上下机模块120、液体驱动模块140、加热模块150，向液路通断模块130方向移动，限位块182与限位块驱动源181连接，在限位块驱动源181的作用下，将收集管50贴紧PCR扩增仪170的孔槽，使收集管50在孔槽内受热均匀。为了确保收集管50与PCR扩增仪170的孔槽贴紧，下压模块180上还可以设置弹簧，本公开对此不做限制。另外，下压模块180的底部还可以附着黑色泡沫棉，起到遮光的作用，避免光线干扰PCR扩增仪170的工作。

本公开方式中，第一驱动源A、第二驱动源B、第三驱动源C、第四驱动源D1、D2、第五驱动源E1、E2、第六驱动源F、永磁铁驱动源162以及限位块驱动源181可以采用电机驱动、液压驱动、气源驱动等方式，本公开对此不做限制。

根据本公开的实施例，所述适配卡盒使用的设备包括：液路通断模块，用于控制所述开关阀的开启或关闭；液体驱动模块，用于在所述开关阀处于开启状态下，与所述活动件配合实现卡盒内液体的转移，实现了利用卡盒进行液体转移、混合、样本提取、检测等过程的自动化。

根据本公开的实施例，所述开关阀为转动件，且若干个开关阀呈线性排列，布置在所述卡盒的底部，当并联多个卡盒时，形成多路并联的开关阀阵列，通过控制一路开关阀阵列，来同时控制多个卡盒的开关阀开启，实现多个卡盒的核酸提取过程的同步，从而可以一次性检测多个样本，提升了核酸检测的效率。

根据本公开的实施例，所述液路通断模块包括：若干旋转轴阵列单元，所述旋转轴阵列单元的数量、排列方式与所述卡盒上设置的所述开关阀的数量、排列方式相同；其中，所述旋转轴阵列单元包括的每个旋转轴用于驱动一个开关阀转动。

例如，图11所示的8联卡盒与图12所示的液路通断模块130在XY方向上对接（参照图19），阀柄21的孔槽置入旋转轴1311上，通过驱动旋转轴阵列单元131转动，来控制8联卡盒Y方向上一路开关阀阵列的开启或者关闭。

在本公开方式中，所述液路通断模块还包括：若干驱动单元，每一驱动单元独立控制一个旋转轴阵列单元。

具体地，所述驱动单元包括：传动机构以及滑动机构；所述传动机构与所述旋转轴阵列单元连接，并固定于所述滑动机构上。所述传动机构包括：套设于所述旋转轴阵列单元中每一旋转轴的齿轮、与所述齿轮啮合传动的齿条以及与所述齿条传动连接的第三驱动源。第三驱动源驱动齿条在滑动机构中移动，从而驱动旋转轴阵列单元中的旋转轴同步转动，以开启或者关闭开关阀。

根据本公开的实施例，所述液体驱动模块包括：若干推杆阵列单元，每一推杆阵列单元用于与内置于一个腔室内的活动件配合；其中，所述推杆阵列单元的数量、排列方式与所述卡盒上设置的所述腔室的数量、排列方式相同。在两个腔室相适配的开关阀开启的状态下，通过控制一个腔室内的推杆阵列单元施加作用力于活动件，利用腔室内的正压将该腔室内的液体转移至另一个腔室内。同理，通过控制另一个腔室内的推杆阵列单元施加作用力于活动件，实现将另一个腔室内的液体转移至该腔室内。

根据本公开的实施例，所述液体驱动模块包括：一个推杆阵列单元、第四驱动源、第五驱动源、滑轨以及基座；所述基座与所述滑轨滑动连接，所述第四驱动源设置在所述基座上，用于在竖直方向驱动所述推杆阵列单元与一个腔室内的活动件配合，所述第五驱动源设置在所述基座上，用于在水平方向驱动所述基座滑动，将所述推杆阵列单元移动至每一所述腔室的上方。通过设置第四驱动源、第五驱动源、滑轨以及基座，可以减少推杆阵列单元的数量，当两个腔室需要转移移液时，可以将推杆阵列单元移动至一个腔室上方，然后施加作用力于该腔室内的活动件，在开关阀开启的状态下，实现液体的转移。

根据本公开的实施例，所述设备还包括：上下机模块，用于容置至少一个卡盒，并将卡盒移动至所述液路通断模块与液体驱动模块之间，从而便于将卡盒对接液路通断模块与液体驱动模块。

在本公开方式中，所述上下机模块包括：卡盒承载件，所述卡盒承载件为矩形框架，侧壁设置有限位槽，所述限位槽与所述卡盒的端部适配，将卡盒的两个端部对准限位槽的位置，从而将卡盒放入卡盒承载件内，进而在第一驱动源的作用下，向液路通断模块的方向运动，实现卡盒底部的开关阀与液路通断模块上的旋转轴（参见图19）的对接。

根据本公开的实施例，所述卡盒承载件上设置有支撑板，位于靠近收集管的位置以更好地稳固卡盒。

根据本公开的实施例，所述设备还包括：第一驱动源，用于控制所述上下机模块相对所述液路通断模块移动。

根据本公开的实施例，所述腔室包括两个混合室，所述两个混合室由第一通路导通；所述第一通路内设置有样本提取室；其中，所述两个混合室以预设距离间隔设置，所述样本提取室的下方设置有永磁体运动空腔。

根据本公开的实施例，所述设备还包括：磁吸模块，所述磁吸模块包括永磁铁以及永磁铁驱动源，所述永磁铁驱动源用于驱动所述永磁铁进入所述永磁体运动空腔。

在本公开方式中，例如图17所示，所述永磁铁驱动源为丝杆电机。

在本公开方式中，例如图18所示，所述永磁铁驱动源包括第七驱动源和连杆机构。

根据本公开的实施例，所述设备还包括：加热模块，所述加热模块包括第六驱动源以及与所述第六驱动源连接的加热套件，套接在所述两个混合室之间，用于在提取核酸时加热混合溶液。

在本公开方式中，为了适配加热模块，所述液体驱动模块包括：滑轨、两个推杆阵列单元、适配每个推杆阵列单元的第四驱动源、第五驱动源、基座；两个基座位于所述加热模块的两侧，并与所述滑轨滑动连接，所述第四驱动源设置在每个基座上，用于在竖直方向驱动一个推杆阵列单元与所述加热模块一侧的腔室内的活动件配合，所述第五驱动源设置在每个基座上，用于在水平方向驱动所述基座滑动，将所述推杆阵列单元移动至所述加热模块一侧的腔室上方。

根据本公开的实施例，所述设备还包括：PCR扩增仪；与所述卡盒适配的下压模块，用于将收集管限位于PCR扩增仪的孔槽内。

本公开的适配卡盒使用的设备，用于核酸检测的具体步骤如下：

S201，卡盒上机步骤：将至少一个卡盒1放入卡盒承载件121内，在例如丝杆电机的第二驱动源B的作用下，将卡盒1移动至液路通断模块130、液体驱动模块140之间。

S202，卡盒对准入位下压步骤：在例如丝杆电机的第一驱动源A的作用下，驱动顶部支撑架111上固定的上下机模块120连同液体驱动模块140、加热模块150一并向液路通断模块130方向移动，使得卡盒1底部阀轴22的孔槽对接在旋转轴1311上。同时，在下压模块180的作用下，收集管50对接在PCR扩增仪170的孔槽内。

S203，与卡盒配合的核酸提取步骤，核酸提取步骤参照实施例1中步骤S101-步骤S108，包括：

液路通断步骤：在例如直线推杆电机的第三驱动源C的作用下，驱动至少两个旋转轴阵列单元131与卡盒1上相应的开关阀20整体转动，导通两个腔室之间的液路。

液体驱动步骤：在例如丝杆电机的第五驱动源E1、E2的作用下，驱动基座143在滑轨141上滑动，将推杆阵列单元142移动至其中一个腔室的上方，然后在例如直线推杆电机的第四驱动源D1、D2的作用下，将一个推杆阵列单元142置入腔室中与该腔室中的活动件30配合，活动件30受力后下移，腔室内的液体经液路转移至另一腔室中，相应地另一个腔室内的活动件30上移。

重复上述液路通断步骤、液体驱动步骤实现液体在不同腔室之间的转移。

加热步骤：在例如丝杆电机的第六驱动源F的作用下，将加热套件152套接在第一混合室S21、第二混合室S22之间，用于在提取核酸时加热混合溶液。

磁吸运动步骤：在例如丝杆电机的永磁铁驱动源162的作用下，控制驱动永磁铁161穿过底部支撑架112上开设的开口，进入卡盒1的永磁铁运动空腔R2，实现磁珠的磁吸与脱附。

核酸检测步骤：提取后的核酸被导出至收集管50内，然后利用PCR扩增仪进行在线检测。

本公开提供的适配卡盒使用的设备，通过各个模块之间的配合，并结合PCR扩增仪进行自动结果判读，最后呈现检测报告，真正实现了样本进-结果出，具有自动化程度高、无需依赖生物实验室、无需依赖手工操作、携带方便、操作简单、检测快速，无交叉污染的优点。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (13)

1.一种适配卡盒使用的设备，其特征在于，所述卡盒的若干腔室预先置入样本溶液以及试剂后内置活动件密封，每个腔室独立由开关阀控制实现与至少一条液路的通断，所述液路用于将液体转移以及导出；所述腔室包括两个混合室，所述两个混合室由第一通路导通；所述第一通路内设置有样本提取室；所述开关阀为转动件，且若干个开关阀呈线性排列，布置在所述卡盒的底部；

所述设备包括：

液路通断模块，用于控制所述开关阀的开启或关闭；

液体驱动模块，用于在所述开关阀处于开启状态下，与所述活动件配合实现卡盒内液体的转移；

加热模块，所述加热模块包括第六驱动源以及与所述第六驱动源连接的加热套件，套接在所述两个混合室之间；

其中，所述液体驱动模块包括：滑轨、两个推杆阵列单元、适配每个推杆阵列单元的第四驱动源、第五驱动源、基座；两个基座位于所述加热模块的两侧，并与所述滑轨滑动连接，所述第四驱动源设置在每个基座上，用于在竖直方向驱动一个推杆阵列单元与所述加热模块一侧的腔室内的活动件配合，所述第五驱动源设置在每个基座上，用于在水平方向驱动所述基座滑动，将所述推杆阵列单元移动至所述加热模块一侧的腔室上方；

所述液路通断模块包括：若干旋转轴阵列单元，所述旋转轴阵列单元的数量、排列方式与所述卡盒上设置的所述开关阀的数量、排列方式相同；其中，所述旋转轴阵列单元包括的每个旋转轴用于驱动一个开关阀转动。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述液路通断模块还包括：若干驱动单元，每一驱动单元独立控制一个旋转轴阵列单元。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述驱动单元包括：传动机构以及滑动机构；所述传动机构与所述旋转轴阵列单元连接，并固定于所述滑动机构上。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述传动机构包括：套设于所述旋转轴阵列单元中每一旋转轴的齿轮、与所述齿轮啮合传动的齿条以及与所述齿条传动连接的第三驱动源。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：上下机模块，用于容置至少一个卡盒，并将卡盒移动至所述液路通断模块与液体驱动模块之间。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述上下机模块包括：卡盒承载件，所述卡盒承载件为矩形框架，侧壁设置有限位槽，所述限位槽与所述卡盒的端部适配。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述卡盒承载件上设置有支撑板。

8.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

第一驱动源，用于控制所述上下机模块相对所述液路通断模块移动。

9.根据权利要求1-4任一项所述的设备，其特征在于，所述两个混合室以预设距离间隔设置，所述样本提取室的下方设置有永磁体运动空腔。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

磁吸模块，所述磁吸模块包括永磁铁以及永磁铁驱动源，所述永磁铁驱动源用于驱动所述永磁铁进入所述永磁体运动空腔。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述永磁铁驱动源包括第七驱动源和连杆机构。

12.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述永磁铁驱动源为丝杆电机。

13.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

PCR扩增仪；

与所述卡盒适配的下压模块，用于将收集管限位于所述PCR扩增仪的孔槽内。

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