CN115786102A - 一种高集成自动检测试剂盒 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高集成自动检测试剂盒，包括：试剂盒，用于完成自动检测，试剂盒包括用于注射试剂的第一管体、用于处理试剂和提取有效成分的第二管体和接收试剂的第三管体，第一管体底面和第三管体顶面分别与第二管体顶面、底面转动连接；支架，用于可拆卸连接试剂盒，支架包括上下分别依次对正的第一固定板和伸缩组件，第一固定板和伸缩组件之间通过若干连接板固定连接；第一固定板顶面设置有注射组件；第一管体、第二管体和第三管体分别设置于第一固定板和伸缩组件之间；第一管体与注射组件传动连接。本发明能够实现检测全过程自动化，节约了检测时间，提高了检测精度，全试验过程在密封环境中进行，增加了试验的生物安全性。

Description

一种高集成自动检测试剂盒

技术领域

本发明涉及实验器材技术领域，特别是涉及一种高集成自动检测试剂盒。

背景技术

目前的病毒样本大多采用人工检测方式，通过不断的在样本试管内加入不同的试剂，过程中还要集中注意力去精准控制滴入的量，在多频次的实验中极其容易因为疲劳导致失误，并影响检测的结果，还容易造成二次污染，同时消耗大量的人力，并需要专业的实验室。为了避免人员操作二次污染，降低人力成本，实现随时随地的即时的现场病原检测，有必要设计一种高度集成自动检测试剂盒，实现检测全过程自动化，避免二次污染，节约检测时间，降低了人力成本，最终实现即时现场快速检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种高集成自动检测试剂盒，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种高集成自动检测试剂盒，包括：

试剂盒，用于完成自动检测，所述试剂盒包括用于注射试剂的第一管体、用于处理试剂和提取有效成分的第二管体和接收试剂的第三管体，所述第一管体底面和所述第三管体顶面分别与所述第二管体顶面、底面转动连接；

支架，用于可拆卸连接所述试剂盒，所述支架包括上下分别依次对正的第一固定板和伸缩组件，所述第一固定板和所述伸缩组件之间通过若干连接板固定连接；所述第一固定板和所述伸缩组件之间抵触设置有套筒；所述第一固定板顶面设置有注射组件；所述第一管体、所述第二管体和所述第三管体分别设置于所述套筒内腔，并分别与所述套筒内腔转动连接；所述第一管体与所述注射组件传动连接。

优选的，所述第一管体包括注射柱，所述注射柱外侧面与所述套筒内腔侧壁转动连接，所述注射柱的顶面沿周向等间距开设有若干注射孔，所述注射孔底部开设有注射口；所述注射孔周侧开设有环孔；所述环孔与所述注射孔同轴设置；所述环孔内设置有弹性件，所述注射孔内腔顶端滑动连接有柱塞，所述柱塞底端设置于所述注射孔内腔，所述柱塞顶面固接有法兰，所述法兰底面与所述弹性件顶面相贴合；所述注射柱底面与所述第二管体顶面转动连接；所述注射柱顶面中心开设有驳接孔，所述注射柱通过所述驳接孔与所述注射组件传动连接。

优选的，所述注射组件包括第一电机和电机升降杆，所述电机升降杆、所述第一电机分别固定安装于所述第一固定板顶面，所述第一电机的输出轴贯穿所述第一固定板并固定连接有驳接块，所述驳接块与所述驳接孔相适配并卡接；所述电机升降杆的活塞杆贯穿所述第一固定板并与所述法兰顶面可拆卸连接。

优选的，所述伸缩组件包括第二固定板和第三固定板，所述第一固定板和所述第三固定板之间通过若干所述连接板固定连接；所述第三固定板顶面四角分别固定连接有导柱，所述导柱顶端贯穿所述第二固定板并与所述第二固定板滑动连接，所述第二固定板和所述第三固定板之间固接有若干弹簧，所述弹簧套设于所述导柱外侧面；所述第二固定板顶面与所述套筒底面相抵触设置。

优选的，所述第二管体包括处理管，所述处理管外侧面与所述套筒内腔侧壁转动连接，所述处理管顶面与所述注射柱底面转动连接，所述处理管侧壁卡接有销钉，所述销钉与所述套筒侧面滑动连接；所述处理管内腔固接有注射管，所述注射管内腔与所述注射孔结构完全一致，所述注射管的侧面分别对应设置有温控器、电磁铁，所述处理管内壁上固定连接有振动器。

优选的，所述第三管体包括承接柱，所述承接柱外侧面与所述套筒内腔侧壁转动连接，所述承接柱顶面开设有凹槽并与所述处理管底面转动连接，所述承接柱内腔分别固接有两个回收管和加热管，所述加热管侧壁固接有加热器；所述承接柱底面可拆卸连接有第二电机，所述第二电机与所述第二固定板顶面固定连接。

优选的，所述注射孔顶端开口水平高度低于所述法兰底面。

优选的，所述弹性件为弹性的环形橡胶或螺旋弹簧。

优选的，所述注射口为直径为1mm的孔。

优选的，所述注射管内填充有用于提取试剂内有效成分的纳米磁珠。

本发明具有如下技术效果：

本发明能够实现检测过程自动化进行，并且全部进行封闭操作，减少了环境污染的隐患。

本发明采用双温的温控器取代电热控制系统，降低了制造成本。加热器特殊原材料，PTC材质，加热器最高温度恒定，不需要单独温度控制系统，12V低压，不存在安全隐患。

检测全过程均在密封环境中完成。试剂盒在安全检测后实行全密封取用，提高了检测生物的安全性。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明侧视结构示意图；

图2为第二固定板和第二电机侧视结构示意图；

图3为第一管体顶部侧视结构示意图；

图4为第一管体底部侧视结构示意图；

图5为第三管体侧视结构示意图；

图6为第二管体侧视结构示意图；

图7为柱塞和法兰侧视结构示意图；

图8为第一固定板和注射组件侧视结构示意图；

图9为注射组件和第一管体侧视爆炸结构示意图；

图10为实施例二注射柱局部结构示意图。

其中，1、第一固定板；2、第二固定板；3、第三固定板；4、导柱；5、弹簧；6、第一电机；7、电机升降杆；8、驳接块；9、注射柱；10、注射孔；11、注射口；12、弹性件；13、柱塞；14、法兰；15、套筒；16、处理管；17、销钉；18、注射管；19、温控器；20、电磁铁；21、振动器；22、承接柱；23、回收管；24、加热管；25、加热器；26、第二电机；27、通孔；28、注射头；29、限位球；30、固定块；31、荧光检测光缆。

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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一：

由图1-8所示的一种高集成自动检测试剂盒，包括：试剂盒，用于完成自动检测，试剂盒包括用于注射试剂的第一管体、用于处理试剂和提取有效成分的第二管体和接收试剂的第三管体，第一管体底面和第三管体顶面分别与第二管体顶面、底面转动连接；支架，用于可拆卸连接试剂盒，支架包括上下分别依次对正的第一固定板1和伸缩组件，第一固定板1和伸缩组件之间抵触设置有套筒15；第一固定板1顶面设置有注射组件；第一管体、第二管体和第三管体分别设置于套筒15内腔，并分别与套筒15内腔转动连接；第一管体与注射组件传动连接。

本发明通过第一管体将不同的试剂注射进入到第二管体中，实现了混合试剂的配比，并且通过注射组件自动控制第一管体的旋转，实现了自动化的操作；试剂盒能够通过第一固定板1和伸缩组件的夹持，实现第一管体、第三管体的旋转，以及第一管体和第二管体间的密封转动连接，也避免了试剂盒因为意外而倾倒。

进一步优化方案，注射组件包括第一电机6和电机升降杆7，电机升降杆7、第一电机6分别固定安装于第一固定板1顶面，第一电机6的输出轴贯穿第一固定板1并固定连接有驳接块8，驳接块8与驳接孔相适配并卡接；电机升降杆7的活塞杆贯穿第一固定板1并与法兰14顶面可拆卸连接。为了便于将试剂盒放置于第一固定板1和伸缩组件之间，伸缩组件包括第二固定板2和第三固定板3，第一固定板1和第三固定板3之间通过若干连接板固定连接；第三固定板3顶面四角分别固定连接有导柱4，导柱4顶端贯穿第二固定板2并与第二固定板2滑动连接，第二固定板2和第三固定板3之间固接有若干弹簧5，弹簧5套设于导柱4外侧面。

进一步优化方案，第一管体包括注射柱9，注射柱9外侧面与套筒15内腔侧壁转动连接，注射柱9的顶面沿周向等间距开设有若干注射孔10，注射孔10底部开设有注射口11，注射口11为直径为1mm的孔，能够实现因为液体的表面张力而不会导致试剂从注射口11流出；注射孔10周侧开设有环孔；环孔与注射孔10同轴设置；环孔内设置有弹性件12，注射孔10内腔顶端滑动连接有柱塞13，柱塞13底端设置于注射孔10内腔，柱塞13顶面固接有法兰14，法兰14底面与弹性件12顶面相贴合，弹性件12为弹性的环形橡胶或螺旋弹簧5，实现了弹性件12给予了法兰14以回退力；注射孔10顶端开口水平高度低于法兰14底面，给予了柱塞13和法兰14向下活动的空间；注射柱9底面与第二管体顶面转动连接，并且第二管体与转轴15能够快速拆卸组装，便于本发明维护，其结构为现有技术，在此不再赘述；注射柱9顶面中心开设有驳接孔，注射柱9通过驳接孔与注射组件传动连接。

进一步的，第一电机6为高精密分度电机，能够正反转转动预设的角度，其为现有技术，在此不再赘述。

第二管体包括处理管16，处理管16顶面与注射柱9底面滑动连接，转轴15底端与处理管16内腔底面转动连接；处理管16侧壁卡接有销钉17，销钉17与套筒15侧面滑动连接，销钉17能够将处理管16与套筒15固定，避免处理管16转动；处理管16内腔固接有注射管18，注射管18内填充有用于提取试剂内有效成分的纳米磁珠。注射管18内腔底面也开设有注射口11，且注射管18为高硼硅玻璃，便于温度调节，也便于观察，注射管18的侧面套设有温控器19，温控器19的侧面套设有电磁铁20，且电磁铁20靠近注射管18的一侧磁极相同，便于吸附纳米磁珠，处理管16内壁上固定连接有振动器21。

进一步的，注射柱9底面开设有球槽，球槽限位配合有限位球，限位球固接有弹簧，弹簧套设有固定块，固定块与处理管16内壁固定连接，初始时，通过球槽与限位球的配合，实现注射柱9的准确定位，便于后期通过第一电机6对注射柱9进行定角度旋转实现注射孔10与注射管18上下对正。

进一步的，温控器19为PTC加热器，能够方便实现加热两个不同温度，加热到某一温度后根据预设恒定保温，不发红，且利用12V电压，用电安全，没有着火，触电风险，其为现有技术，在此不再赘述。

第三管体包括承接柱22，承接柱22外侧面与套筒15内腔侧壁转动连接，承接柱22顶面开设有凹槽并与处理管16底面转动连接，承接柱22内腔分别固接有两个用于回收报废试剂的回收管23和用于承接混合试剂的加热管24，加热管24侧壁固接有加热器25，加热器25为PTC加热器，其为现有技术，在此不再赘述；承接柱22底面可拆卸连接有第二电机26，第二电机26与第二固定板2顶面固定连接。

进一步的，第二电机26为高精密分度电机，能够正反转转动预设的角度，其为现有技术，在此不再赘述。

进一步的，为了便于注射柱9、处理管16和承接柱22稳定的在套筒15内转动，第一固定板1和第二固定板2之间相对的侧面分别开设有凹孔，套筒15顶端和底端与凹孔相适配，避免了在实验过程中，套筒15脱出支架。并且为了防止套筒15在凹孔内发生转动，影响注射柱9、处理管16和承接柱22的精准定位，第二固定板2的凹孔内固接有若干限位块，套筒底面开设有限位槽，限位槽与限位块相适配并卡接。

本实施例的工作过程如下：

第一电机6采用高精密分度电机，通过电机齿轮轴带动注射柱9旋转，顺时针/逆时针一次性旋转对接处理管16，注射柱9顶面开设的若干注射孔10，各个注射孔10均可在电机旋转一定角度时与中间的处理管16中固接的注射管18连通，(病毒)样本提前预置于注射管18内。通过电机升降杆7的伸长分别挤压法兰14、柱塞13，使得柱塞13在弹性件12内向下移动，并带动法兰14挤压弹性件12，既能够实现在不同的时间向注射管18加入不同的试剂，也能够实现当电机升降杆7回退时，柱塞13能够在弹性件12恢复时，通过法兰14将其推回。处理管16通过销钉17与套筒15卡接。实现了在第一电机6旋转时带动注射柱9在处理管16上旋转，同时底部的伸缩组件能够将处理管16与注射柱9相抵接，实现了注射柱9与处理管16紧密贴合的旋转，起到的一定的密封作用，但是处理管16是不旋转的。

第二电机26同样采用高精密分度电机，它安装于第二固定板2上，第二固定板2可以在导柱4上滑动，便于试剂盒安装和卡紧，第二电机26通过电机齿轮轴带动承接柱22旋转，承接柱22上有最少三个试管，各个试管根据功能划分为回收管23和加热管24，均可在第二电机26旋转一定角度时与注射管18相连通，实现在不同时间接收注射管18排出的试剂。

处理管16设有温控器19和电磁铁20，温控器19采用的是双温加热器，在同一个加热器上实现两种不同的恒定温度，电磁铁20可以在通电情况下吸住试剂中的磁性物质即纳米磁珠，过程中注射管18预置的(病毒)样本被加热、催化分解，在处理管16上安装有振动器21，在试剂加液时或视实验的需要的情况下发生震荡，实现试剂充分接触，均匀的同时，使试剂在各部件之间转移的过程中，干净彻底不残留。当完成检测后，将第二固定板2压下，将试剂盒取出。

实施例二：

由图9-10所示，本实施例与对比实施例一不同之处在于注射柱9的顶面沿周向等间距开设有若干注射孔10和一个通孔27，所述通孔27内填充有环形的弹性件12，弹性件12内腔顶端滑动连接有注射头28，注射头28顶端固接有法兰14，法兰14的底面边缘与弹性件12的顶面相贴合，法兰14的顶面与注射柱9顶面相平齐。能够通过第一电机6带动注射柱9旋转至通孔27分别与电机升降杆7、注射管18对正，此时，弹性件12底面与注射管18顶面紧密贴合，通过电机升降杆7推挤注射头28顶面的法兰14，实现了注射头28在通孔27内向下移动，并挤压弹性件12内腔的空间，使得注射管18内的试剂被推挤出去。当电机升降杆7回退时，注射头28会反向移动归位。

实施例三：

在实施例二的基础上，注射孔10的数量为7个，通孔27数量为1个，且注射孔10和通孔27沿注射柱9顶面周向等间距设置；第一电机6、第二电机26均采用高精度伺服分度电机，电机升降杆7采用微型高精度电机推杆，注射柱9采用亚克力塑胶；处理管16采用1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢，温控器19采用PTC加热器，且温控器19、电磁铁20和注射管18均在同一平面内，承接柱22内腔的两个回收管23和一个加热管24均采用亚克力塑胶；在加热管24的底端固接有荧光检测光缆31，荧光检测光缆31用来对加热管24内的有用物质进行荧光分析的。

本实施例的试剂盒运作程序如下：

1、注射孔10内加入样本、扩增剂、清洗液、脱洗液、加上弹性件12和柱塞13。

2、将处理管16的注射管18分别预置于相邻注射孔10中间的22.5°位置及注射管18偏转60°的位置，初始状态下注射孔10顶端均为封闭状态。

3、转动第一电机6偏转22.5°，使注射柱9的注射口11对准注射管18，第一电机6停止，启动电机升降杆7，振动器21，将样本推入注射管18后，电机升降杆7推杆复位，振动器21停止振动。

4、启动温控器19加热到95℃，持续5分钟～20分钟，加热时间到，停止加热，转动第一电机6两次22.5°，使扩增液试剂管对齐处理管16试剂管，电机“1”停，启动电机升降杆7，使扩增液注入处理管16，电机升降杆7复位，接通温控器19进行低温40℃加热，持续30分钟～60分钟，加热时间到，停止加热，转动第一电机6两次22.5°，使盛放清洗液的注射孔10对准注射管18，启动电机升降杆7，将清洗液注入注射管18，电机升降杆7复位。振动器21电源接通30分钟后停止，再接通直流的电磁铁20，使电磁铁20通过吸附纳米磁珠抓住清洗后的有用物质。转动第一电机6两次22.5°使通孔27对准注射管18，转动第二电机26偏转60°，使承接柱22内腔上的其中一个回收管23对准注射管18下部，启动电机升降杆7，使注射管18内的废液注入回收管23内。

转动第二电机26偏转60°，使处理管16底部处于密封位置，转动第一电机6两次22.5°使盛放清洗液的注射孔10对准注射管18，启动电机升降杆7，将2次清洗液推入注射管18，电机升降杆7复位，电磁铁20停止吸附。接通振动器21持续30分钟，振动器21停止，接通直流的电磁铁20，转动第一电机6两次22.5°，使通孔27对准注射管18，转动第二电机26偏转两次60°。使回收管23对准注射管18底部，启动电机升降杆7，将废液注入回收管23，转动第二电机26偏转60°，使处理管16底部封密。转动第一电机6两次22.5°使盛放脱洗液的注射孔10对准注射管18，停止直流的电磁铁20，启动电机升降杆7，将盛放脱洗液的注射孔10注入注射管18，打开振动器21持续30分钟，转动第一电机6两次22.5°，使排入检测“窗口”位置对准处理管16，转动电机2两次使直通盒体检测“窗口”位置，对准注射管18底部，启动电机升降杆7，使脱洗后的有用液体推入底部高透明“窗口”进行荧光测试，取出试剂盒，封密试剂盒两端，保证试剂盒生物安全。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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发明，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，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高集成自动检测试剂盒，其特征在于，包括：

试剂盒，用于完成自动检测，所述试剂盒包括用于注射试剂的第一管体、用于处理试剂和提取有效成分的第二管体和接收试剂的第三管体，所述第一管体底面和所述第三管体顶面分别与所述第二管体顶面、底面转动连接；

支架，用于可拆卸连接所述试剂盒，所述支架包括上下分别依次对正的第一固定板(1)和伸缩组件，所述第一固定板(1)和所述伸缩组件之间通过若干连接板固定连接；所述第一固定板(1)和所述伸缩组件之间抵触设置有套筒(15)；所述第一固定板(1)顶面设置有注射组件；所述第一管体、所述第二管体和所述第三管体分别设置于所述套筒(15)内腔，并分别与所述套筒(15)内腔转动连接；所述第一管体与所述注射组件传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种高集成自动检测试剂盒，其特征在于：所述第一管体包括注射柱(9)，所述注射柱(9)外侧面与所述套筒(15)内腔侧壁转动连接，所述注射柱(9)的顶面沿周向等间距开设有若干注射孔(10)，所述注射孔(10)底部开设有注射口(11)；所述注射孔(10)周侧开设有环孔；所述环孔与所述注射孔(10)同轴设置；所述环孔内设置有弹性件(12)，所述注射孔(10)内腔顶端滑动连接有柱塞(13)，所述柱塞(13)底端设置于所述注射孔(10)内腔，所述柱塞(13)顶面固接有法兰(14)，所述法兰(14)底面与所述弹性件(12)顶面相贴合；所述注射柱(9)底面与所述第二管体顶面转动连接；所述注射柱(9)顶面中心开设有驳接孔，所述注射柱(9)通过所述驳接孔与所述注射组件传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种高集成自动检测试剂盒，其特征在于：所述注射组件包括第一电机(6)和电机升降杆(7)，所述电机升降杆(7)、所述第一电机(6)分别固定安装于所述第一固定板(1)顶面，所述第一电机(6)的输出轴贯穿所述第一固定板(1)并固定连接有驳接块(8)，所述驳接块(8)与所述驳接孔相适配并卡接；所述电机升降杆(7)的活塞杆贯穿所述第一固定板(1)并与所述法兰(14)顶面可拆卸连接。

4.根据权利要求2所述的一种高集成自动检测试剂盒，其特征在于：所述伸缩组件包括第二固定板(2)和第三固定板(3)，所述第一固定板(1)和所述第三固定板(3)之间通过若干所述连接板固定连接；所述第三固定板(3)顶面四角分别固定连接有导柱(4)，所述导柱(4)顶端贯穿所述第二固定板(2)并与所述第二固定板(2)滑动连接，所述第二固定板(2)和所述第三固定板(3)之间固接有若干弹簧(5)，所述弹簧(5)套设于所述导柱(4)外侧面；所述第二固定板(2)顶面与所述套筒(15)底面相抵触设置。

5.根据权利要求4所述的一种高集成自动检测试剂盒，其特征在于：所述第二管体包括处理管(16)，所述处理管(16)外侧面与所述套筒(15)内腔侧壁转动连接，所述处理管(16)顶面与所述注射柱(9)底面转动连接，所述处理管(16)侧壁卡接有销钉(17)，所述销钉(17)与所述套筒(15)侧面滑动连接；所述处理管(16)内腔固接有注射管(18)，所述注射管(18)内腔与所述注射孔(10)结构完全一致，所述注射管(18)的侧面分别对应设置有温控器(19)、电磁铁(20)，所述处理管(16)内壁上固定连接有振动器(21)。

6.根据权利要求5所述的一种高集成自动检测试剂盒，其特征在于：所述第三管体包括承接柱(22)，所述承接柱(22)外侧面与所述套筒(15)内腔侧壁转动连接，所述承接柱(22)顶面开设有凹槽并与所述处理管(16)底面转动连接，所述承接柱(22)内腔分别固接有两个回收管(23)和加热管(24)，所述加热管(24)侧壁固接有加热器(25)；所述承接柱(22)底面可拆卸连接有第二电机(26)，所述第二电机(26)与所述第二固定板(2)顶面固定连接。

7.根据权利要求2所述的一种高集成自动检测试剂盒，其特征在于：所述注射孔(10)顶端开口水平高度低于所述法兰(14)底面。

8.根据权利要求2所述的一种高集成自动检测试剂盒，其特征在于：所述弹性件(12)为弹性的环形橡胶或螺旋弹簧。

9.根据权利要求2所述的一种高集成自动检测试剂盒，其特征在于：所述注射口(11)为直径为1mm的孔。

10.根据权利要求5所述的一种高集成自动检测试剂盒，其特征在于：所述注射管(18)内填充有用于提取试剂内有效成分的纳米磁珠。

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