CN114874891A - 新型全自动核酸提取扩增检测仪 - Google Patents

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谢波
郭登五
尹居鑫
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Abstract

本发明公开的新型全自动核酸提取扩增检测仪，本发明包括磁体，空心齿轮，扩增模块，光源，激发光滤光片和光学探测器；检测样本时空心齿轮绕试管转动并带动磁体同步转动，磁体可带动试管内的磁珠穿过试管内的不同功能区；通过扩增模块可实现试管内核酸的扩增；通过光源，激发光滤光片和光学探测器可实现对试管内核酸反应的检测；从而实现了对试管内的核酸完成裂解、清洗纯化、扩增检测的全部步骤。本发明通过将整个核酸提取扩增检测过程在密闭条件下进行，有效避免了环境污染，整个实验过程通过设备全自动完成提取扩增检测，极大地简化了实验操作难度，降低了开展核酸检测的门槛，可以将核酸检测技术应用到基层医疗机构，家庭自测等应用场景。

Description

新型全自动核酸提取扩增检测仪
技术领域
本发明属于体外诊断核酸检测领域，涉及新型全自动核酸提取扩增检测仪。
背景技术
磁珠法核酸提取原理是依据与硅胶膜离心柱相同的原理，运用纳米技术对超顺磁性纳米颗粒的表面进行改良和表面修饰后，制备成超顺磁性氧化硅纳米磁珠。该磁珠能在微观界面上与核酸分子特异性地识别和高效结合。利用二氧化硅包被的纳米磁性微球的超顺磁性，在Chaotropic盐（盐酸胍、异硫氰酸胍等）和外加磁场的作用下，能从血液、动物组织、食品、病原微生物等样本中分离出DNA和RNA，可应用在临床疾病诊断、输血安全、法医学鉴定、环境微生物检测、食品安全检测、分子生物学研究等多个领域。
核酸扩增检测技术是通过为核酸片段提供体外扩增的条件，使之成指数大量扩增并在核酸扩增过程中加入荧光染料或荧光标记物，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。
从核酸提取到扩增检测中间包含裂解、清洗纯化、扩增检测等步骤，目前核酸检测技术是分步进行，核酸提取需要人工或者采用核酸提取设备完成，核酸检测则需要另外的核酸检测分析设备完成。目前核酸检测技术过程容易对样本核酸造成污染，对实验室环境要求较高，操作难度大，对操作人员要求高。因此开展核酸检测的投入大，门槛高，不利于核酸检测技术的推广。目前核酸检测技术主要集中在中大型的医院或者检测机构应用，基层医疗机构无法开展。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了新型全自动核酸提取扩增检测仪，可以全自动完成核酸裂解、清洗纯化、扩增检测全部步骤，极大地简化了从核酸提取到扩增检测的操作难度，提高了检测效率，整个核酸检测过程在密闭的试管内检测完成，摆脱了核酸检测技术对实验室的依赖，大幅降低了开展核酸检测的门槛，使得核酸检测技术可以应用在基层机构机构，家庭自测等场景。
本发明的技术方案：新型全自动核酸提取扩增检测仪，其特征在于，包括：
一个或多个磁体，所述磁体可以吸附试管内部的纳米磁珠并带动纳米磁珠运动；
一个或多个空心齿轮，所述空心齿轮中心设置有通孔用于放置试管，所述空心齿轮的侧壁设置有磁体固定孔用于固定磁体，空心齿轮转动可带动磁体同步运动；
一个或多个扩增模块，所述扩增模块设置有一个或多个试管孔可以放置试管，通过温度变化为试管内核酸扩增反应提供条件；
一个或多个光源，所述光源为特定波长的光源，用于激发试管内的荧光物质产生特定波长的发射光；
一个或多个激发光滤光片，所述激发光滤光片设置在光源和试管之间，用于滤除光源杂波；
一个或多个光学探测器，所述光学探测器用于将探测到的特定波长的发射光转换成电信号。
优选地，所述空心齿轮的两侧设置有环形排布的滚珠槽用于放置滚珠。
优选地，所述扩增模块底部设置有磁体固定孔用于放置磁体，所述扩增模块的侧壁设置有光学检测孔，所述扩增模块设置有温度传感器槽用于放置温度传感器。
优选地，所述扩增模块底部设置有半导体制冷片。
优选地，所述扩增模块和激发光滤光片之间设置有光纤用于传导光学信号。
优选地，所述光学探测器上方设置有发射光滤光片用于滤除照射至光学探测器的杂波。
优选地，所述半导体制冷片的另一面设置有散热器。
优选地，所述散热器的底部设置有散热风扇。
与现有技术相比，本发明的增益效果为：本发明将整个核酸裂解、清洗纯化、扩增检测过程在密闭条件下进行，有效避免了环境污染，整个实验过程通过设备全自动完成提取扩增检测，极大地简化了实验操作难度，同时极大的降低了开展核酸检测的门槛，可以将核酸检测技术应用到基层医疗机构，家庭自测等应用场景。
附图说明
图1为本发明的立体图。
图2为本发明的俯视图。
图3为图2中A-A向的剖视图。
图4为本发明的侧向局部剖视图。
图5为图2中D-D向的剖视图。
图6为扩增模块的立体剖视图。
图7为空心齿轮的立体图。
图8为检测试管的侧面剖视图。
图9为检测试管的俯视剖视图。
附图中的标记为：1-检测试管，2-齿轮箱盖，3-齿轮箱座，4-扩增模块固定座，5-光纤，6-散热器，7-空心齿轮，8-滚珠，9-扩增模块，10-磁体B，11-磁体A，12-半导体制冷片，13-激发光滤光片，14-光源，15-发射光滤光片，16-光学探测器，17-步进电机，18-驱动齿轮，19-风扇，901-试管孔，902-光学检测孔，903-磁体B固定孔，904-温度传感器槽，701-试管通孔，702-滚珠槽，703-磁体A固定孔,101-裂解液腔，102-清洗纯化腔，103-扩增反应腔。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，将本发明的技术实施方案清楚、完整地描述。
实施例。新型全自动核酸提取扩增检测仪，如图1至5所示，包括：
磁体A（11），所述磁体A（11）可以吸附检测试管（1）内部的纳米磁珠并带动纳米磁珠运动；空心齿轮（7），所述空心齿轮（7）中心设置有通孔（701）用于放置试管，所述空心齿轮（7）的侧壁设置有磁体A固定孔（703）用于固定磁体A（11），空心齿轮(7)转动可带动磁体A(11)同步运动；扩增模块(9)，所述扩增模块(9)设置有试管孔（901）可以放置检测试管（1），通过温度变化为检测试管（1）内核酸扩增反应提供条件；光源（14），所述光源（14）为特定波长的光源，用于激发检测试管（1）内的荧光物质产生特定波长的发射光；激发光滤光片（13），所述激发光滤光片设置在光源（14）和检测试管（1）之间，用于滤除光源（14）杂波；光学探测器（16），所述光学探测器（16）用于将探测到的特定波长的发射光转换成电信号。
如图7所示，所述空心齿轮（7）的两侧设置有环形排布的滚珠槽（702）用于放置滚珠（8）；如图6所示所述扩增模块（9）底部设置有磁体B固定孔（903）用于放置磁体B(10)，所述扩增模块（9）的侧壁设置有光学检测孔（902），所述扩增模块（9）设置有温度传感器槽（904）用于放置温度传感器。
如图4所示，所述扩增模块（9）底部设置有半导体制冷片（12）；所述扩增模块（9）和激发光滤光片（13）之间设置有光纤（5）用于传导光学信号；所述光学探测器（16）上方设置有发射光滤光片（15）用于滤除照射至光学探测器（16）的杂波。
如图5所示，所述半导体制冷片（12）的另一面设置有散热器（6）；所述散热器（6）的底部设置有风扇（19）。
如图1和图4所示，齿轮箱盖(2)和齿轮箱座(3)通过螺钉固定，空心齿轮（7）通过滚珠（8）在内部转动。
如图5所示，齿轮箱座(3)的中间设置有步进电机（17），步进电机（17）上设置有驱动齿轮（18），驱动齿轮（18）与空心齿轮（7）啮合，步进电机（17）带动驱动齿轮（18）转动，驱动齿轮（18）驱动空心齿轮（7）转动。磁体A（11）绕检测试管（1）与空心齿轮（7）同步转动。
如图8和图9所示，检测试管（1）内分为裂解液腔（101），清洗纯化腔（102），扩增反应腔（103）。
本发明的核酸提取扩增检测原理如下：
将核酸样本放入检测试管（1），将检测试管（1）置入扩增模块（9）和空心齿轮（7）组成的腔室内并启动检测。
步进电机（17）开始转动并带动驱动齿轮（18）转动，驱动齿轮（18）驱动空心齿轮（7）转动。磁体A（11）绕检测试管（1）与空心齿轮（7）同步转动。磁体A（11）吸附检测试管（1）内的磁珠并带动磁珠通过检测试管（1）内的裂解液腔（101），清洗纯化腔（102），扩增反应腔（103）。磁珠会吸附核酸，使核酸完成裂解，清洗纯化，扩增反应全部步骤。
半导体制冷片（12）对扩增模块（9）进行控温，通过温度传感器实时监测扩增模块（9）的温度，使扩增模块（9）达到检测试管（1）内核酸的扩增反应条件。风扇（19）和散热器（6）用于排出多余的热量。
核酸的每一步扩增过程，光源（14）会发出特定波长的光，激发光滤光片（13）对光源（14）发出的光波进行进一步过滤，激发光通过光纤（5）传导至检测试管（1）并使检测试管（1）内的荧光物质产生特定波长的发射光。
发射光通过光纤（5）传导并通过发射光滤光片（15）过滤后照射至光学探测器（16），通过光学探测器（16）使光信号转变成电信号，完成检测过程。
需要理解到的是：本实施例虽然对本发明作了比较详细的说明，但是这些说明，只是对发明的简单说明，而不是对发明的限制，任何不超出本发明实质精神内的发明创造，均落入发明的保护范围内。

Claims (8)

1.新型全自动核酸提取扩增检测仪，其特征在于，包括：
一个或多个磁体，所述磁体可以吸附试管内部的纳米磁珠并带动纳米磁珠运动；
一个或多个空心齿轮，所述空心齿轮中心设置有通孔用于放置试管，所述空心齿轮的侧壁设置有磁体固定孔用于固定磁体，空心齿轮转动可带动磁体同步运动；
一个或多个扩增模块，所述扩增模块设置有一个或多个试管孔可以放置试管，通过温度变化为试管内核酸扩增反应提供条件；
一个或多个光源，所述光源为特定波长的光源，用于激发试管内的荧光物质产生特定波长的发射光；
一个或多个激发光滤光片，所述激发光滤光片设置在光源和试管之间，用于滤除光源杂波；
一个或多个光学探测器，所述光学探测器用于将探测到的特定波长的发射光转换成电信号。
2.根据权利要求1所述的新型全自动核酸提取扩增检测仪，其特征在于：所述空心齿轮的两侧设置有环形排布的滚珠槽用于放置滚珠。
3.根据权利要求1所述的新型全自动核酸提取扩增检测仪，其特征在于：所述扩增模块底部设置有磁体固定孔用于放置磁体，所述扩增模块的侧壁设置有光学检测孔，所述扩增模块设置有温度传感器槽用于放置温度传感器。
4.根据权利要求1所述的新型全自动核酸提取扩增检测仪，其特征在于：所述扩增模块底部设置有半导体制冷片。
5.根据权利要求1所述的新型全自动核酸提取扩增检测仪，其特征在于：所述扩增模块和激发光滤光片之间设置有光纤用于传导光学信号。
6.根据权利要求1所述的新型全自动核酸提取扩增检测仪，其特征在于：所述光学探测器上方设置有发射光滤光片用于滤除照射至光学探测器的杂波。
7.根据权利要求4所述的新型全自动核酸提取扩增检测仪，其特征在于：所述半导体制冷片的另一面设置有散热器。
8.根据权利要求7所述的新型全自动核酸提取扩增检测仪，其特征在于：所述散热器的底部设置有散热风扇。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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