CN114933958B - 样本采集器和核酸检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种样本采集器和核酸检测装置，样本采集器包括：密封安装座，设置于密封安装座的吸样部件；其中，吸样部件具有物理吸附功能以用于采集样本，密封安装座用于设置在核酸检测芯片的加样口，密封安装座具有密封功能以用于密封加样口。因此，本发明公开的样本采集器兼具样本采集、加样以及加样口密封多重功能；体积小巧、成本低廉、稳定可靠的样本采集器配合全封闭自动化的核酸检测芯片能够极大的简化人工操作步骤，减少了医疗废弃物的产生；此外，实验全程不依赖于重力作用，因此，适用于失重环境和物资珍贵的太空实验室中。

Description

样本采集器和核酸检测装置

技术领域

本发明涉及核酸检测技术领域，更具体地说，涉及一种样本采集器和核酸检测装置。

背景技术

微流控芯片由其小型化、集成化、高通量、低能耗、分析快速等特性，被广泛应用于生物、医学、环保、食品安全、新药研究以及航空航天等领域。

目前，微流控核酸检测技术是病原微生物鉴别诊断领域新兴的一种检测方法。其能够集样本裂解、核酸提取纯化以及扩增检测于一体，实现检测过程全封闭，检测流程全自动。但样本的采集、加样以及微流控芯片的加样口密封依然需要人工进行操作。

另外，上述人工操作过程在常规实验室尚可接受，但对于失重环境下的太空实验室来讲，多步人工操作，需要多种配套耗材和器械，就显得极为不便和繁琐，且难度较大。

因此，如何尽可能的简化人工操作步骤，降低航天员的操作难度，是本领域研究人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种样本采集器，其能够极大的简化人工操作步骤，降低操作难度。本发明的另一目的是提供一种包括上述样本采集器的核酸检测装置。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种样本采集器，包括：密封安装座，以及设置于所述密封安装座的吸样部件；

其中，所述吸样部件具有物理吸附功能以用于采集样本，所述密封安装座用于设置在核酸检测芯片的加样口，且所述密封安装座具有密封功能以用于密封所述加样口。

可选地，所述密封安装座为弹性密封件。

可选地，所述密封安装座为弹性件，且所述密封安装座设置有用于和核酸检测芯片卡接的卡接结构。

可选地，所述卡接结构为卡槽。

可选地，所述密封安装座为圆柱状，所述卡槽沿所述密封安装座的周向设置。

可选地，所述样本采集器还包括手柄，所述吸样部件和所述手柄分别位于所述密封安装座的两端，且所述手柄可分离地设置于所述密封安装座。

可选地，所述手柄通过折断结构和所述密封安装座连接、所述手柄具有折断结构、或所述手柄可插拔地设置于所述密封安装座。

可选地，所述吸样部件为海绵件、医用棉件或织物纤维件。

基于上述提供的样本采集器，本发明还提供了一种核酸检测装置，核酸检测装置包括配合使用的样本采集器和核酸检测芯片，其中，所述核酸检测芯片包括：基体以及至少一个设置于所述基体的核酸检测单元，所述核酸检测单元包括样本收集腔，所述样本收集腔设置有加样口，所述样本采集器为上述任一项所述的样本采集器。

可选地，所述核酸检测单元还包括：综合反应腔、第一流体控制阀、混合反应腔、气体通道、第二流体控制阀、定量分配腔和反应池，其中，所述样本收集腔、所述综合反应腔、所述第一流体控制阀、所述混合反应腔、所述第二流体控制阀、所述定量分配腔和所述反应池能够依次连通，所述样本收集腔或所述综合反应腔通过所述气体通道和所述混合反应腔连通，所述综合反应腔的远心端设置有用于收集杂质的凹槽。

可选地，所述核酸检测单元还包括定量释控组件，所述定量释控组件包括第三流体控制阀和溢流池；

其中，所述第三流体控制阀连通所述综合反应腔和所述溢流池，且所述溢流池位于所述第三流体控制阀的远心端；

所述综合反应腔具有：与所述第一流体控制阀连通的第一位置、与所述第三流体控制阀连通的第二位置；在离心方向上，所述第一位置在所述综合反应腔的远心端和所述第二位置之间；

所述样本收集腔、所述综合反应腔、所述混合反应腔、所述定量分配腔和所述反应池自所述核酸检测芯片的近心端至所述核酸检测芯片的远心端依次分布。

可选地，所述定量分配腔包括：分配池和与所述分配池连通的称量池，所述核酸检测单元还包括第四流体控制阀；

其中，所述分配池沿所述核酸检测芯片的旋转方向延伸，每个所述反应池对应一个所述称量池；所述分配池通过所述第二流体控制阀和所述混合反应腔连通，所述称量池通过所述第四流体控制阀和所述反应池连通。

可选地，所述核酸检测单元还包括：流体通道和阻断结构；

其中，所述样本收集腔、所述流体通道、所述阻断结构和所述综合反应腔自所述核酸检测芯片的近心端至所述核酸检测芯片的远心端依次分布，所述流体通道和所述阻断结构自所述样本收集腔向所述综合反应腔导通，且所述阻断结构用于阻断所述综合反应腔内的流体回流至所述样本收集腔；

所述阻断结构设置有疏水试剂和/或疏水结构件。

本发明提供的样本采集器中，吸样部件具有物理吸附功能以实现采集样本，密封安装座具有密封功能以用于密封核酸检测芯片的加样口。这样，采用上述样本采集器吸收样本后，直接将样本采集器的密封安装座放置在加样口处且密封加样口，携带有样本的吸样部件进入核酸检测芯片内部即可实现加样。因此，上述样本采集器兼具样本采集、加样和加样口密封多重功能，无需对样本进行准确定量后上样、无需取走样本采集器，也无需再密封加样口，极大地简化了操作步骤，降低了操作难度并提高了检测效率。

此外，本发明提供的样本采集器中，吸样部件具有物理吸附功能以实现样本采集，样本采集和加样过程不依赖于重力作用；同时，全封闭自动化的核酸检测芯片依靠离心力配合表面张力实现对液体的操控，因此，实验全程不依赖于重力作用，可适用于失重环境和物资珍贵的太空实验室中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的样本采集器的一种结构示意图；

图2为图1中所示的样本采集器的主视示意图；

图3为本发明实施例提供的样本采集器的另一种结构示意图；

图4为图3中所示的样本采集器的主视示意图；

图5为本发明实施例提供的核酸检测装置中核酸检测芯片的一种结构示意图；

图6为图5所示结构的局部放大图；

图7为图5中所示的称量池的一种结构示意图；

图8为图5中所示的称量池的另一种结构示意图；

图9为图5中所示的称量池的另一种结构示意图；

图10为本发明实施例提供的核酸检测装置中核酸检测芯片的另一种结构示意图。

图1-图10中：

10为样本采集器，11为吸样部件，12为密封安装座，12a为卡槽，13为手柄，14为折断结构；

20为核酸检测芯片，20’为核酸检测单元，21为样本收集腔，21a为加样口，22为流体通道，23为综合反应腔，23a为凹槽，24为定量释控组件，24a为第三流体控制阀，24b为溢流池，25为第一流体控制阀，26为混合反应腔，27为第二流体控制阀，28为定量分配腔，28a为分配池，28b为称量池，28c为称量近心段，29为第四流体控制阀，210为反应池，211为阻断结构，212为气体通道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的样本采集器10，用于和核酸检测芯片20配合使用。核酸检测芯片20需要放置在离心装置上，离心装置包括旋转电机和旋转平台，旋转电机驱动旋转平台旋转，从而带动旋转平台上的核酸检测芯片20旋转。核酸检测芯片20绕中心线旋转。核酸检测芯片20中，靠近该中心线的一端为近心端、远离该中心线的一端为远心端。

具体地，如图1-4所示，上述样本采集器10包括：密封安装座12，以及设置于密封安装座12的吸样部件11。

上述吸样部件11具有物理吸附功能以用于采集样本。具体地，上述吸样部件11为物理吸附件，例如，上述吸样部件11为海绵件、医用棉件或织物纤维件等。样本可以是但不限于唾液、血液或者尿液，本实施例对样本的类型不做限定。

上述吸样部件11可凸出于密封安装座12，也可和密封安装座12的一个端面平齐设置。为了吸样和释放样本，可选择吸样部件11凸出于密封安装座12。此时，吸样部件11设置于密封安装座12的表面，例如，吸样部件11粘接于密封安装座12的表面；或者，吸样部件11的一端设置于密封安装座12的内部，吸样部件11的另一端伸出密封安装座12。

上述密封安装座12用于设置在核酸检测芯片20的加样口21a，且密封安装座12具有密封功能以用于密封上述加样口21a。可以理解的是，密封安装座12设置在加样口21a的同时实现对加样口21a的密封，且密封安装座12设置在加样口21a时，吸样部件11位于核酸检测芯片20的样本收集腔21内。

为了便于保证密封安装座12的密封功能，可选择上述密封安装座12为弹性密封件。具体地，上述密封安装座12为橡胶件或硅胶件等。

在实际应用中，也可选择上述密封安装座12具有密封胶层，以实现对加样口21a的密封，并不局限于上述实施方式。

上述实施例提供的样本采集器10中，吸样部件11具有物理吸附功能以实现采集样本，密封安装座12具有密封功能以用于密封核酸检测芯片20的加样口21a。这样，采用上述样本采集器10吸收样本后，直接将样本采集器10的密封安装座12放置在加样口21a处并密封加样口21a，携带有样本的吸样部件11进入核酸检测芯片20内部即可实现加样。因此，上述样本采集器10兼具样本采集、加样和加样口21a密封多重功能，无需对样本进行准确定量后上样、无需取走样本采集器10，也无需再密封加样口21a，极大地简化了操作步骤，降低了操作难度并提高了检测效率。

而且，上述样本采集器10中，吸样部件11具有物理吸附功能以实现采集样本，这样，样本采集和加样过程不依赖于重力作用，可适用于失重环境和物资珍贵的太空实验室中。

为了提高样本采集器10和核酸检测芯片20的连接稳定性，上述密封安装座12为弹性件，且密封安装座12设置有用于和核酸检测芯片20卡接的卡接结构。

需要说明的是，上述核酸检测芯片20包括基体，该基体包括上盖和下盖，加样口21a设置于上盖，上述卡接结构用于和上盖卡接。

上述卡接结构可为卡槽12a或卡扣。为了便于设置，可选择卡接结构为卡槽12a。

为了便于保证密封，上述密封安装座12为圆柱状，卡槽12a沿密封安装座12的周向设置。此时，卡槽12a为环形槽。

当然，也可选择上述卡槽12a为其他形状，例如弧形槽等，并不局限于上述实施方式。若上述卡槽12a为弧形槽，可选择上述卡槽12a至少为两个且沿密封安装座12的周向均匀分布。

在实际应用过程中，也可选择上述密封安装座12用于和加样口21a过盈配合，在实现固定连接的同时保证密封连接。

为了便于操作样本采集器10，上述样本采集器10还包括手柄13，上述吸样部件11和手柄13分别位于密封安装座12的两端。这样，采样时，用户手持手柄13，吸样部件11浸泡或擦拭样本，进行采样。

对于手柄13的具体形状，根据实际需要选择，例如手柄13呈柱状，本实施例对此不做限定。

上述手柄13可与密封安装座12粘接、热压连接、焊接或卡接等，根据实际需要选择。

由于手柄13具有一定的长度，为了避免影响核酸检测芯片20放置于离心装置，上述手柄13可分离地设置于密封安装座12。这样，完成加样后，分离密封安装座12和手柄13，即核酸检测芯片20在旋转过程中，样本采集器10不再包括整个手柄13或样本采集器10仅包括手柄13的部分。

为了便于分离手柄13，可选择上述手柄13通过折断结构14和密封安装座12连接；也可选择手柄13具有折断结构14；还可选择手柄13可插拔地设置于密封安装座12。当然，也可选择上述手柄13通过其他结构和密封安装座12可分离地连接。

上述折断结构14可为折断痕、或可折断的薄板等，本实施例对此不做限定。

基于上述实施例提供的样本采集器10，本实施例还提供了一种核酸检测装置，该核酸检测装置包括配合使用的样本采集器10和核酸检测芯片20，其中，如图5所示，核酸检测芯片20包括：基体以及至少一个设置于基体的核酸检测单元20’，核酸检测单元20’包括样本收集腔21，该样本收集腔21设置有加样口21a；样本采集器10为上述实施例提供的样本采集器。可以理解的是，核酸检测芯片20为全封闭自动化芯片，核酸检测芯片20依靠离心力配合表面张力实现对液体的操控。

由于上述实施例提供的样本采集器具有上述技术效果，上述实施例提供的核酸检测装置包括上述实施例提供的样本采集器，则上述核酸检测装置也具有相应的技术效果，本文不再赘述。

具体地，如图5所示，上述核酸检测单元还包括：综合反应腔23、第一流体控制阀25、混合反应腔26、气体通道212、第二流体控制阀27、定量分配腔28和反应池210。其中，综合反应腔23、第一流体控制阀25、混合反应腔26、第二流体控制阀27、定量分配腔28和反应池210能够依次连通，综合反应腔23通过气体通道212和混合反应腔26连通。

在实际应用中，也可选择样本收集腔21通过气体通道212和混合反应腔26连通。

上述核酸检测装置中，通过控制核酸检测芯片20的离心速度可控制核酸检测单元20’内的流体依次流经综合反应腔23、第一流体控制阀25、混合反应腔26、第二流体控制阀27、定量分配腔28和反应池210。

上述样本收集腔21开设于核酸检测芯片20的近心端。上述样本收集腔21的远心端开设有流体通道22，流体通道22的远心端连接有阻断结构211，该阻断结构211的远心端连接有综合反应腔23。

可以理解的是，样本收集腔21、流体通道22、阻断结构211和综合反应腔23自核酸检测芯片20的近心端至核酸检测芯片20的远心端依次分布。

上述流体通道22和阻断结构211自样本收集腔21向综合反应腔23导通，且阻断结构211用于阻止综合反应腔23内的流体回流至样本收集腔21。具体地，上述阻断结构211设置有疏水试剂和/或疏水结构件。这样，避免了完成定量后的液体倒流回上述样本收集腔21，造成参与反应的样本体积不准确。

上述综合反应腔23位于样本收集腔21的下游。综合反应腔23的近心端连接有气体通道212，混合反应腔26的近心端与上述气体通道212连通。上述综合反应腔23可预置有反应试剂，例如预固定有用于反应的干燥试剂。当样本收集腔21内的样本进入综合反应腔23内并与预置的反应试剂混合后发生反应。具体地，将用于裂解病毒所需的试剂冻干后预置在综合反应腔23中，唾液样本进入综合反应腔23后和裂解试剂混匀，进行病毒裂解反应。

上述样本采集器10将采集到的样本直接放入样本收集腔21内，样本中存在的杂质较多，例如毛发、脱落的表皮细胞、尿残渣、食物残渣等。这些杂质会影响检测结果。为了提高检测精度和灵敏度，如图6所示，上述综合反应腔23的远心端设置有用于收集杂质的凹槽23a。这样，通过控制核酸检测芯片20的旋转速度可将样本中的杂质沉积在凹槽23a中，从而达到清除杂质的目的。

上述凹槽23a的形状，根据实际需要选择，例如凹槽23a为锯齿形槽、方形凹槽、或弧形凹槽等，本实施例对此不做限定。

对于上述第一流体控制阀25的类型，根据实际需要选择，本实施例对此不做限定。为了便于设置，可选择上述第一流体控制阀25为毛细通道，第一流体控制阀25的入口和综合反应腔23连接，第一流体控制阀25的出口和混合反应腔26连接。第一流体控制阀25的入口靠近核酸检测芯片20的近心端，第一流体控制阀25的出口靠近核酸检测芯片20的远心端。进一步地，上述毛细通道的近心端较综合反应腔23的近心端更靠近旋转中心。此时，第一流体控制阀25为虹吸阀。

为了提高流体控制效果，可选择上述毛细通道的等效直径为0.1mm-1mm。当然，也可选择上述毛细通道的等效直径为其他数值，本实施例对此不做限定。

为了便于控制检测精度和灵敏度，上述第一流体控制阀25为定量释控阀，具体地，第一流体控制阀25为毛细通道，第一流体控制阀25的入口位于综合反应腔23的近心端和远心端之间。综合反应腔23的近心端至第一流体控制阀25的入口之间这部分空间所容纳的流体能够进入混合反应腔26内。

在实际应用中，通过调整第一流体控制阀25和综合反应腔23的连接位置，可调整综合反应腔23内的流体流入混合反应腔26内的体积，从而控制参与下游反应的流体浓度。

为了进一步控制检测精度和灵敏度，上述核酸检测单元20’还包括定量释控组件24，该定量释控组件24包括第三流体控制阀24a和溢流池24b；

其中，第三流体控制阀24a连通综合反应腔23和溢流池24b，且溢流池24b位于第三流体控制阀24a的远心端。可以理解的是，第三流体控制阀24a的入口和综合反应腔23连接，第三流体控制阀24a的出口和溢流池24b连接。

上述综合反应腔23具有：与第一流体控制阀25连通的第一位置、与第三流体控制阀24a连通的第二位置，第一位置在综合反应腔23的远心端和第二位置之间。这样，综合反应腔23中第二位置到综合反应腔23的近心端之间的流体进入溢流池24b内，综合反应腔23中第一位置和第二位置之间的流体进入混合反应腔26内，进一步实现了定量释控，提高了可靠性。

上述结构中，样本收集腔21、综合反应腔23、混合反应腔26、定量分配腔28和反应池210自核酸检测芯片20的近心端至核酸检测芯片20的远心端依次分布。

上述第三流体控制阀24a的类型，根据实际需要选择。具体地，第三流体控制阀24a为毛细通道。可选地，毛细通道的等效直径为0.2mm-0.5mm，这样流体控制效果较佳。

在实际应用中，也可选择第三流体控制阀24a为其他类型，以及毛细通道的等效直径为其他，本实施例对此不做限定。

上述混合反应腔26的近心端连接有第一流体控制阀25，上述混合反应腔26的远心端连接有第二流体控制阀27。上述混合反应腔26预置有参与反应的通用试剂，该通用试剂的形态可以但不限于软膏状、干粉状、颗粒状或者薄膜状。为了便于混匀，上述混合反应腔26预置有钢珠、磁珠或磁棒，相应的，离心装置的旋转平台在与混合反应腔26对应的位置布置有永磁铁。当核酸检测芯片20低速旋转时，混合反应腔26中的钢珠、磁珠或磁棒在永磁铁的作用下运动，从而对混合反应腔26中的流体搅拌混匀，以提高混匀效果。

上述定量分配腔28的近心端连接有第二流体控制阀27，上述定量分配腔28用于将设定量的流体分配至反应池210中。对于定量分配腔28的具体结构，根据实际需要选择。为了便于定量分配，上述定量分配腔28包括：分配池28a和与分配池28a连通的称量池28b，其中，分配池28a沿核酸检测芯片20的旋转方向延伸，每个反应池210对应一个称量池28b。上述称量池28b位于分配池28a的远心端。

上述分配池28a通过第二流体控制阀27和混合反应腔26连通。分配池28a的近心端连接有第二流体控制阀27。对于称量池28b和反应池210的连接结构，根据实际需要选择。一方面，可选择定量分配腔28仅包括分配池28a，即定量分配腔28不包括称量池28b，上述分配池28a通过通道直接与反应池210连通，此时，核酸检测芯片20在同一转速下，实现流体依次进入分配池28a和反应池210。

另一方面，可选择上述核酸检测单元20’还包括第四流体控制阀29，称量池28b通过第四流体控制阀29和反应池210连通。此时，流体依次进入称量池28b后需要增大核酸检测芯片20的离心速度，才能使流体通过第四流体控制阀29并进入反应池210。

上述第四流体控制阀29的入口连接于称量池28b的远心端，上述第四流体控制阀29的出口连接于反应池210的近心端。

对于上述第四流体控制阀29的类型，根据实际需要选择，例如上述第四流体控制阀29为毛细通道，本实施例对此不做限定。

上述反应池210可为一个，也可为两个以上，根据检测需要选择。为了实现多靶标检测，可选择反应池210至少为两个且沿核酸检测芯片20的旋转方向依次分布。此时，称量池28b至少为两个且分配池28a的延伸方向依次分布。需要说明的是，分配池28a的延伸方向即为核酸检测芯片20的旋转方向。

为了提高称量精度，上述称量池28b的称量近心段28c的厚度小于称量池28b的称量远心段的厚度。

如图7和图9所示，填充有斜线的部分即为称量近心段28c。

在实际应用中，也可通过其他方式来提高称量准确度。具体地，如图8和图9所示，称量池28b的宽度自称量池28b的远心端至称量池28b的近心端逐渐减小。

上述反应池210内预先包埋有与反应相关的试剂，该试剂的形态可以但不限于软膏类、干粉类、颗粒状或者薄膜状。

为了更为具体地说明上述核酸检测装置，下面根据图5所示的核酸检测芯片20来说明核酸检测装置的使用方法。

具体地，上述核酸检测装置的使用方法为：

1）采用样本采集器10采集样本（例如唾液样本），采样完成后，将样本采集器10通过加样口21a插入核酸检测芯片20的样本收集腔21中，样本采集器10的密封安装座12密封加样口21a即密封样本收集腔21，然后将样本采集器10的手柄13拔出；

2）将核酸检测芯片20固定在离心装置上，启动离心装置使得核酸检测芯片20的转速升至第一转速，样本自样本收集腔21被离心至综合反应腔23中，且到达综合反应腔23内多余的样本通过第三流体控制阀24a被离心至溢流池24b，实现对样本的定量；提高核酸检测芯片20的转速至第二转速，样本中杂质被离心至综合反应腔23远心端的凹槽23a中，实现样本除杂；同时，定量后的样本将预置在综合反应腔23中的裂解液完全溶解；

3）停止离心装置以使核酸检测芯片20停止旋转，通过离心装置的旋转平台上的加热部件对综合反应腔23进行加热，加热至设定温度，例如55℃，实现病毒裂解；

4）再次启动离心装置使得核酸检测芯片20的转速升至第三转速，完成裂解后的样本在离心力作用下通过第一流体控制阀25转移至混合反应腔26，将预置在混合反应腔26的反应试剂（LAMP反应试剂）溶解；

5）降低核酸检测芯片20的转速至第四转速，混合反应腔26中的钢珠被旋转平台上的永磁铁来回吸引，实现混合反应腔26中样本与反应试剂（LAMP反应试剂）的充分混匀；

6）再次提高核酸检测芯片20的转速至第五转速，通过分配池28a将混匀后的试剂离心至固定体积的称量池28b中，实现液体的称量分配；

7）再次提高核酸检测芯片20的转速至第六转速，完成称量后的液体通过第四流体控制阀29进入反应池210，并将反应池210中的反应试剂（引物）完全溶解，然后降低核酸检测芯片20的转速至第七转速，同时旋转平台上的加热部件对反应池210进行加热并加热至设定温度，例如65℃，进行生物反应（ LAMP反应）。

需要说明的是，LAMP反应即为环介导等温扩增反应。

上述实施例提供的核酸检测装置中，将多步反应操作集成在一个核酸检测芯片20上，且所有的试剂预存在核酸检测芯片20中，用户只需通过样本采集器10自行采样，将样本采集器10自加样口21a插入核酸检测芯片20的样本收集腔21中，同时完成了加样口21a的密封。启动离心，核酸检测装置即可按照预先设置好的流程自动完成检测。整个操作过程无需专业操作，无需专业移液器和离心管等耗材。

同时，上述实施例提供的核酸检测装置，仅依靠离心力配合表面张力即可实现液体的操控，因此，所述核酸检测装置不依赖于利用重力作用，因此可适用于失重环境中；此外，所述核酸检测装置所需驱动力单一，外接系统简单，稳定可靠，非常适合在太空实验室中使用。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种核酸检测装置，包括配合使用的样本采集器和核酸检测芯片，其特征在于，所述核酸检测芯片包括：基体以及至少一个设置于所述基体的核酸检测单元，所述核酸检测单元包括样本收集腔，所述样本收集腔设置有加样口；

所述样本采集器包括：密封安装座，以及设置于所述密封安装座的吸样部件，所述密封安装座为圆柱状，且其轴向距离小于直径；

所述吸样部件具有物理吸附功能以用于采集样本，所述样本为液体样本，样本采集和加样过程不依赖于重力作用；同时，全封闭自动化的所述核酸检测芯片依靠离心力配合表面张力实现对液体的操控，实验全程不依赖于重力作用，适用于失重环境和物资珍贵的太空实验室中；

所述密封安装座用于设置在核酸检测芯片的加样口，且所述密封安装座具有密封功能以用于密封所述加样口；采用所述样本采集器吸收样本后，直接将所述样本采集器的所述密封安装座放置在所述加样口处且密封所述加样口，携带有样本的所述吸样部件进入所述核酸检测芯片内部即可实现加样；所述样本采集器兼具样本采集、加样和加样口密封的功能，无需对样本进行准确定量后上样、无需取走样本采集器，也无需再密封加样口，简化了操作步骤，降低了操作难度并提高了检测效率；

所述核酸检测单元还包括：综合反应腔、第一流体控制阀、混合反应腔、气体通道、第二流体控制阀、定量分配腔和反应池，其中，所述样本收集腔、所述综合反应腔、所述第一流体控制阀、所述混合反应腔、所述第二流体控制阀、所述定量分配腔和所述反应池能够依次连通，所述样本收集腔或所述综合反应腔通过所述气体通道和所述混合反应腔连通，所述综合反应腔的远心端设置有用于收集杂质的凹槽；通过控制所述核酸检测芯片的旋转速度可将样本中的杂质沉积在所述凹槽中；

所述核酸检测单元还包括定量释控组件，所述定量释控组件包括第三流体控制阀和溢流池；所述第三流体控制阀连通所述综合反应腔和所述溢流池，且所述溢流池位于所述第三流体控制阀的远心端；所述综合反应腔具有：与所述第一流体控制阀连通的第一位置、与所述第三流体控制阀连通的第二位置；在离心方向上，所述第一位置在所述综合反应腔的远心端和所述第二位置之间；所述样本收集腔、所述综合反应腔、所述混合反应腔、所述定量分配腔和所述反应池自所述核酸检测芯片的近心端至所述核酸检测芯片的远心端依次分布；

所述综合反应腔内预置有用于裂解病毒所需的冻干试剂，所述混合反应腔内预置有参与反应的通用试剂，所述反应池内预先包埋有与反应相关的试剂；所述通用试剂和所述反应池内的试剂为软膏状、干粉状、颗粒状或者薄膜状；

所述定量分配腔包括：分配池和与所述分配池连通的称量池，所述核酸检测单元还包括第四流体控制阀；其中，所述分配池沿所述核酸检测芯片的旋转方向延伸，每个所述反应池对应一个所述称量池；所述分配池通过所述第二流体控制阀和所述混合反应腔连通，所述称量池通过所述第四流体控制阀和所述反应池连通；所述分配池的延伸方向为所述核酸检测芯片的旋转方向，所述反应池和所述称量池至少为两个且沿所述核酸检测芯片的旋转方向依次分布；

所述混合反应腔预置有钢珠、磁珠或磁棒，离心装置的旋转平台在与所述混合反应腔对应的位置布置有永磁铁，当所述核酸检测芯片低速旋转时，所述混合反应腔中的钢珠、磁珠或磁棒在所述永磁铁的作用下运动，从而对所述混合反应腔中的流体搅拌混匀，以提高混匀效果；

所述称量池的称量近心段的厚度小于所述称量池的称量远心段的厚度，和/或所述称量池的宽度自所述称量池的远心端至所述称量池的近心端逐渐减小；

所述密封安装座为弹性件，且所述密封安装座设置有用于和核酸检测芯片卡接的卡接结构，所述卡接结构为卡槽；

所述基体包括上盖和下盖，所述加样口设置于所述上盖，上述卡槽用于和所述上盖卡接；

所述密封安装座为圆柱状，所述卡槽沿所述密封安装座的周向设置；

所述样本采集器还包括手柄，所述吸样部件和所述手柄分别位于所述密封安装座的两端，且所述手柄可分离地设置于所述密封安装座；

所述手柄通过折断结构和所述密封安装座连接、所述手柄具有折断结构、或所述手柄可插拔地设置于所述密封安装座；

所述核酸检测单元还包括：流体通道和阻断结构；其中，所述样本收集腔、所述流体通道、所述阻断结构和所述综合反应腔自所述核酸检测芯片的近心端至所述核酸检测芯片的远心端依次分布，所述流体通道和所述阻断结构自所述样本收集腔向所述综合反应腔导通，且所述阻断结构用于阻止所述综合反应腔内的流体回流至所述样本收集腔；

所述阻断结构设置有疏水试剂和/或疏水结构件；

所述吸样部件为织物纤维件；

所述核酸检测装置的使用方法为：

1)采用所述样本采集器采集样本，采样完成后，将所述样本采集器通过所述加样口插入所述核酸检测芯片的所述样本收集腔中，通过所述样本采集器的所述密封安装座密封所述加样口即密封所述样本收集腔，然后将所述样本采集器的所述手柄拔出；

2)将所述核酸检测芯片固定在所述离心装置上，启动所述离心装置使得所述核酸检测芯片的转速升至第一转速，样本自所述样本收集腔被离心至所述综合反应腔中，且到达所述综合反应腔内多余的样本通过所述第三流体控制阀被离心至所述溢流池，实现对样本的定量；提高所述核酸检测芯片的转速至第二转速，样本中杂质被离心至所述综合反应腔的远心端的所述凹槽中，实现样本除杂；同时，定量后的样本将预置在所述综合反应腔中的裂解液完全溶解；

3)停止所述离心装置以使所述核酸检测芯片停止旋转，通过所述离心装置的旋转平台上的加热部件对所述综合反应腔进行加热，加热至55℃，实现病毒裂解；

4)再次启动所述离心装置使得所述核酸检测芯片的转速升至第三转速，完成裂解后的样本在离心力作用下通过所述第一流体控制阀转移至所述混合反应腔，将预置在所述混合反应腔的LAMP反应试剂溶解；

5)降低所述核酸检测芯片的转速至第四转速，所述混合反应腔中的钢珠被所述旋转平台上的永磁铁来回吸引，实现所述混合反应腔中样本与所述LAMP反应试剂的充分混匀；

6)再次提高所述核酸检测芯片的转速至第五转速，通过所述分配池将混匀后的试剂离心至固定体积的所述称量池中，实现液体的称量分配；

7)再次提高所述核酸检测芯片的转速至第六转速，完成称量后的液体通过所述第四流体控制阀进入所述反应池，并将所述反应池中的反应试剂完全溶解，然后降低所述核酸检测芯片的转速至第七转速，同时所述旋转平台上的加热部件对所述反应池进行加热并加热至65℃，进行环介导等温扩增反应。

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