CN116445261A - 一种pcr反应管以及移液器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PCR反应管以及移液器，该PCR反应管包括反应管和插管组件，反应管开口处设有扣盖，插管组件包括插管，插管包括设有开口的第一端头和设有开口的第二端头，插管穿过反应管的开口进入反应管内，插管内腔中滑动密封安装有第一球形磁块和第二球形磁块，反应管外侧套设有电磁线圈；本PCR反应管采用离心的方法在第二轮扩增前将预置的含有第二对引物的溶液加入，不必打开扣盖避免打开扣盖产生的气溶胶污染，保证PCR检测的准确性，提高了反应溶液的温升或者温降速度，降低扩增所需时间，并采用喷射清洗的方式避免扣盖产生冷凝液滴，保证反应溶液的各个成分浓度不变，保证检测的准确性。

Description

一种PCR反应管以及移液器

技术领域

本发明涉及基因检测技术领域，具体为一种PCR反应管以及移液器。

背景技术

巢式PCR是利用两对PCR引物对进行两轮PCR扩增的聚合酶链式反应，在第一轮扩增中，第一对引物用以产生扩增产物，此产物在第二对引物的存在下进行第二轮扩增，巢式PCR的优点是如果第一次扩增产生了错误片段，则第二次在错误片段上进行引物配对并扩增的概率低。

巢式PCR操作过程中，将含有目标引物的反应溶液和含第一对引物的溶液加入到PCR反应管中，并将PCR反应管放入到PCR仪中进行目标引物的第一轮扩增，第一轮扩增完成后需要二次开盖加入含第二对引物的溶液，与常规PCR技术相比巢式PCR第二次打开反应管盖容易产生气溶胶污染，影响检测的准确性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种PCR反应管以及移液器，该PCR反应管不必打开扣盖，避免打开扣盖产生的气溶胶污染，保证PCR检测的准确性，增强反应溶液的热交换，提高了反应溶液的温升或者温降速度，降低扩增所需时间，并避免扣盖产生冷凝液滴，保证反应溶液的各个成分浓度，保证检测的准确性；该移液器实现了含有第二对引物的溶液的定量封装，可以有效解决背景技术中的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括：

一方面，提供了一种PCR反应管，包括反应管和插管组件，所述反应管的开口处设有扣盖，插管组件包括插管，所述插管包括设有开口的第一端头和设有开口的第二端头，所述插管穿过所述反应管的开口进入所述反应管内，且所述插管的第二端头位于反应管内腔底部，所述插管内腔中滑动密封安装有第一球形磁块和滑动密封安装有第二球形磁块，所述反应管外侧套设有电磁线圈。

作为本发明的一种优选技术方案，其中所述插管内腔中且位于第一球形磁块和第二球形磁块之间的位置填充有含有第二对引物的溶液。

作为本发明的一种优选技术方案，所述插管的第二端头处开设有若干个缺口。

作为本发明的一种优选技术方案，所述插管的第二端头处安装有阻挡件，所述阻挡件为弹性的卡片，所述卡片的一端安装在其中一个缺口上，且卡片的另一端伸入插管第二端头的开口内。

作为本发明的一种优选技术方案，所述插管的第二端头处安装有阻挡件，所述阻挡件为卡杆，所述插管第二端头的开口处开设有卡孔，所述卡杆的一端卡在卡孔内，卡杆的另一端伸入插管第二端头的开口内，且所述卡杆对应所述卡孔处设有凹槽。

作为本发明的一种优选技术方案，所述插管上安装有定位组件，所述定位组件包括卡环和支杆，所述卡环卡在插管的外侧，且卡环向反应管的开口方向延伸有支杆；

其中，所述扣盖扣在反应管的开口上时，支杆顶在扣盖的内侧。

作为本发明的一种优选技术方案，所述卡环向内延伸有凸起，且凸起对所述插管第一端头的开口部分遮挡；

其中凸起阻止第一球形磁块由所述插管第一端头的开口脱离插管内腔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述插管外周侧固定有不少于两个的限位板。

另一方面，还提供了一种应用于前述任一项PCR反应管的移液器，包括一端封闭另一端开口的管壳，所述管壳的封闭的一端开设有连通其内外的安装卡口，所述管壳开口的一端固定有固定架，所述固定架上开设有螺纹孔，所述螺纹孔上安装有螺杆。

所述管壳的内壁密封滑动安装有滑块，所述滑块的侧面和螺杆的一端通过转动连接件连接，所述螺杆的另一端固定有转板，其中管壳的安装卡口和插管的第一端头相卡接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明示例的PCR反应管，采用离心的方法在第二轮扩增前向反应管内加入插管内含有第二对引物的溶液时不必打开扣盖，避免打开扣盖产生的气溶胶污染，保证PCR检测的准确性。

2、本发明示例的PCR反应管，一方面将反应管放入到外部的PCR仪中，且反应管外套设有电磁线圈，电磁线圈通入交流电，电磁线圈产生交变磁场使第一球形磁块在插管内往复移动，插管不断吸入和喷出反应管内的反应溶液，使含有第二对引物的溶液和含有目标引物的反应溶液充分混合，保证反应效率；另一方面在第一轮扩增和第二轮扩增阶段电磁线圈通入交流电，插管不断吸入和喷出反应管内的反应溶液，增加反应管内的反应溶液的热交换，相较于现有技术中采用热对流实现热量传递，热传递效率高，提高了反应管内的反应溶液的温升或者温降速度，降低扩增所需时间；再一方面，第一球形磁块在插管内上下移动期间将反应溶液喷射到扣盖内侧，避免在第一次扩增和第二次扩增中扣盖内侧冷凝液滴，保证反应溶液的各个成分浓度，保证检测的准确性，当扣盖为透明塑料材质，便于荧光定量分析PCR仪对反应管内反应溶液进行荧光分析。

3、本发明示例的移液器，将第一球形磁块、第二球形磁块和含有第二对引物的溶液吸入到插管，含有第二对引物的溶液封装方便，且含有第二对引物的溶液封装过程中含第二对引物的溶液和第一球形磁块之间有气体，避免含第二对引物的溶液粘附在第一球形磁块上，以及便于插管内含第二对引物的溶液排出完全。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明的一实施例的局部剖视结构示意图；

图3为图2的A处结构放大示意图；

图4为图2的B处结构放大示意图；

图5为本发明的另一实施例的局部剖视结构示意图；

图6为图5的C处结构放大示意图；

图7为本发明的插管组件结构示意图；

图8为本发明的移液器结构示意图。

图中：1反应管、2电磁线圈、3插管组件、31第一球形磁块、32插管、33第二球形磁块、34卡环、35支杆、36卡杆、37缺口、38限位板、39卡片、4滑块、5转动连接件、6螺杆、7管壳、8固定架、9转板。

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。

实施例一：

请参阅图1-4，本实施例公开一种PCR反应管，包括反应管1和插管组件3，反应管1上设有连通其内外的开口，反应管1的开口处设有扣盖，插管组件3包括插管32，插管32包括第一端头和第二端头，且第一端头和第二端头上均设有连通其内外的开口，插管32穿过反应管1的开口并完全进入反应管1内，且插管32的第二端头位于反应管1内腔底部，插管32内腔中滑动密封安装有第一球形磁块31和滑动密封安装有第二球形磁块33，反应管1外侧套设有电磁线圈2。

进一步地，插管32的第二端头处开设有若干个缺口37。

优选的，其中插管32内腔中且位于第一球形磁块31和第二球形磁块33之间的位置填充有含有第二对引物的溶液。

电磁线圈2和外部的变频器电连接，采用电网或者蓄电池为变频器供电，通过外部的变频器控制电磁线圈2的通电状态、电磁线圈2上交直流切换、电磁线圈2上电流强度、以及电磁线圈2上的电流频率，本发明中所使用的电磁线圈2为现有技术中的常用电子元件，其工作方式及电路结构均为公知技术，在此不作赘述。

本实施例的工作过程和原理是：

在向反应管1内加入含有目标引物的反应溶液和含第一对引物的溶液后，将含有第二对引物溶液的插管32放置于反应管1内，然后反应管1的开口盖上扣盖，将反应管1放入到PCR仪中进行第一轮扩增，反应管1外侧套设有电磁线圈2。

当第一轮扩增完成需要释放插管32内含有第二对引物的溶液，使电磁线圈2通入直流电，电磁线圈2产生磁场使第一球形磁块31和第二球形磁块33至少一个脱离插管32，插管32内的含有第二对引物的溶液流入到反应管1内，使反应管1内的含有目标引物的反应溶液和含有第二对引物的溶液混合，在到PCR仪中进行第二轮扩增。

在第二轮扩增前，向反应管1内加入插管32内含有第二对引物的溶液时不必打开扣盖，避免打开扣盖产生的气溶胶污染，保证PCR检测的准确性。

优选的，缺口37沿插管32长度方向的高度小于第一球形磁块31的半径，且缺口37便于插管32内腔中液体和反应管1内腔中液体的流动。

优选的，球形磁块为磁性橡胶块或者永磁铁块。

实施例二：

如图5和图6所示，本实施例公开了一种PCR反应管，其结构与实施例一的结构大致相同，不同之处在于，本实施例插管32上安装有定位组件，插管32的第二端头处设有弹性的卡片39，卡片39的一端粘接或者卡接在其中一个缺口37上，且卡片39的另一端伸入插管32第二端头的开口内，卡片39到反应管1内腔底侧的距离大于第二球形磁块33的直径，且卡片39到反应管1内腔底侧的距离小于第二球形磁块33的直径与第一球形磁块31半径之和。

本实施例的工作过程和原理是：

当第一轮扩增完成需要释放插管32内含第二对引物的溶液，将反应管1放入到外部的离心机中，离心机产生的离心力使第一球形磁块31和第二球形磁块33均向反应管1内腔底部移动，第二球形磁块33脱离插管32，第一球形磁块31仍与插管32滑动密封连接，且插管32内的含有第二对引物的溶液流入到反应管1内。

含有目标引物的反应溶液漫过插管32，将反应管1放入到外部的PCR仪中，且反应管1外套设有电磁线圈2，电磁线圈2通入交流电，电磁线圈2产生交变磁场使第一球形磁块31在插管32内往复移动，插管32不断吸入和喷出反应管1内的反应溶液，使含有第二对引物的溶液和含有目标引物的反应溶液充分混合。

并且在第一轮扩增和第二轮扩增阶段电磁线圈2通入交流电，插管32不断吸入和喷出反应管1内的反应溶液，增加反应管1内的反应溶液的热交换，相较于现有技术中采用热对流实现热量传递，热传递效率高，提高了反应管1内的反应溶液的温升或者温降速度，降低扩增所需时间。

优选的，卡片39避免在转移反应管1或者转移插管32过程中，第二球形磁块33从插管32内滑出风险，且对反应管1离心后卡片39位于第一球形磁块31和第二球形磁块33之间，避免第一球形磁块31从插管32中脱离以及避免第二球形磁块33被吸入插管32。

实施例三：

如图2和图4所示，本实施例公开了一种PCR反应管，其结构与实施例一的结构大致相同，不同之处在于，本实施例插管32上安装有定位组件，插管32的第二端头处设有卡杆36，插管32第二端头的开口处开设有卡孔，卡杆36的一端卡在卡孔内，卡杆36的另一端伸入插管32第二端头的开口内，且卡杆36对应卡孔处设有凹槽，其中卡杆36位于插管32内的一端受外力过大时卡杆36由凹槽处断裂。

插管32第二端头到反应管1内腔底侧的距离大于第二球形磁块33的直径，且插管32第二端头到反应管1内腔底侧的距离小于第二球形磁块33的直径与第一球形磁块31半径之和。

当第一轮扩增完成需要释放插管32内的第二对引物的溶液，将反应管1放入到外部的离心机中，离心机产生的离心力使第一球形磁块31和第二球形磁块33均向反应管1内腔底部移动，第二球形磁块33作用于卡杆36并使卡杆36从其凹槽处断裂，第二球形磁块33脱离插管32，且第一球形磁块31仍与插管32滑动密封连接，且插管32内的含有第二对引物的溶液流入到反应管1内。

含有目标引物的反应溶液漫过插管32，将反应管1放入到PCR仪中，且反应管1外套设有电磁线圈2，电磁线圈2通入交流电，电磁线圈2产生交变磁场使第一球形磁块31在插管32往复移动，插管32不断吸入和喷出反应管1内的反应溶液，使含有第二对引物的溶液和含有目标引物的反应溶液充分混合。

并且在第一轮扩增和第二轮扩增阶段，电磁线圈2通入交流电，插管32不断吸入和喷出反应管1内的反应溶液，增加反应管1内的反应溶液的热交换，相较于现有技术中采用热对流实现热量传递，热传递效率高，提高了反应管1内的反应溶液的温升或者温降速度，降低扩增所需时间。

卡杆36避免在转移反应管1或者转移插管32过程中，第二球形磁块33从插管32内滑出。

实施例四：

如图2、图5和图7所示，本实施例公开了一种PCR反应管，在实施例二或者实施例三的基础上，本实施例定位组件包括卡环34和支杆35，卡环34卡在或者粘在插管32的外侧，且卡环34向反应管1的开口方向延伸有支杆35，其中扣盖扣在反应管1的开口上时，支杆35顶在扣盖的内侧。

反应管1内加入含有目标引物的反应溶液，然后将插管组件3放入到反应管1内，含有目标引物的反应溶液漫过插管32，第一球形磁块31在插管32内上下移动期间将反应溶液喷射到扣盖内侧，避免在第一次扩增和第二次扩增中扣盖内侧冷凝液滴，保证反应溶液的各个成分浓度，保证检测的准确性。

优选的，扣盖为透明塑料材质，含荧光定量分析的PCR仪对反应管1内目标引物进行两次扩增后，扣盖内侧无冷凝液滴，便于对反应管1内反应溶液进行荧光定量分析。

实施例五：

如图2和图3所示，本实施例公开了一种PCR反应管，其结构与实施例四的结构大致相同，不同之处在于，本实施例卡环34向内延伸有凸起，且凸起对插管32第一端头的开口部分遮挡，其中凸起阻止第一球形磁块31由插管32第一端头的开口脱离插管32内腔。

或者本实施例插管32内壁靠近第一端头的位置固定有挡杆，挡杆阻止第一球形磁块31由插管32第一端头的开口脱离插管32内腔。

实施例六：

如图2、图5和图7所示，本实施例公开了一种PCR反应管，其结构与实施例一的结构大致相同，不同之处在于，本实施例插管32外周侧固定有不少于两个的限位板38；限位板38使插管32保持竖直并使插管32和电磁线圈2产生的磁场方向平行，便于通电电磁线圈2产生的磁场驱动第一球形磁块31和第二球形磁块33移动。

实施例七：

请参阅图8，本实施例公开一种应用于实施例一到实施例六任一PCR反应管的移液器，包括一端封闭另一端开口的管壳7，管壳7的封闭的一端开设有连通其内外的安装卡口，管壳7开口的一端固定有固定架8，固定架8上开设有螺纹孔，螺纹孔上安装有螺杆6，其中转动螺杆6时螺杆6相对于固定架8移动。

管壳7的内壁密封滑动安装有滑块4，滑块4的侧面和螺杆6的一端通过转动连接件5连接，螺杆6的另一端固定有转板9，其中管壳7的安装卡口和插管32的第一端头相卡接。

优选的，转动连接件5为轴承、转动卡环或者转动销轴。

本实施例的工作过程和原理是：

需要将插管32加入含第二对引物的溶液时，对本移液器和插管组件3进行灭菌处理，并在无菌环境下进行如下操作：插管32的第一端头卡在管壳7的安装卡口上，且在插管32第二端头的开口上卡入第一球形磁块31，转动转板9过程中转板9带动螺杆6转动，螺杆6带动滑块4向管壳7开口移动，第一球形磁块31被吸入插管32，然后将插管32第二端头的开口放入到盛放含有第二对引物的溶液的容器中，转动转板9一定角度使插管32内吸入定量的含有第二对引物的溶液，然后转动转板9一定角度使插管32内的溶液上移，并将第二球形磁块33卡在插管32第二端头的开口内，转动转板9使第二球形磁块33吸入插管32内，然后在插管32的第二端头处安装卡杆36或者卡片39。

优选的，管壳7侧面靠近开口的位置设有角度刻度，便于确定转板9的转动角度，从而确定吸入插管32内含有第二对引物的溶液的体积。

优选的，被吸入的插管32内含第二对引物的溶液和第一球形磁块31之间有气体，避免含第二对引物的溶液粘附在第一球形磁块31上，以及便于插管32内含第二对引物的溶液排出完全。

利用螺杆6相对于固定架8转动一定角度，实现含第二对引物的溶液的定量吸入。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种PCR反应管，其特征在于：包括反应管（1）和插管组件（3），所述反应管（1）的开口处设有扣盖，插管组件（3）包括插管（32），所述插管（32）包括设有开口的第一端头和设有开口的第二端头，所述插管（32）穿过所述反应管（1）的开口并进入所述反应管（1）内，且所述插管（32）的第二端头位于反应管（1）内腔底部，所述插管（32）内腔中滑动密封安装有第一球形磁块（31）和第二球形磁块（33），所述反应管（1）外侧套设有电磁线圈（2）。

2.根据权利要求1所述的PCR反应管，其特征在于：其中所述插管（32）内腔中且位于第一球形磁块（31）和第二球形磁块（33）之间的位置填充有含有第二对引物的溶液。

3.根据权利要求1所述的PCR反应管，其特征在于：所述插管（32）的第二端头处开设有若干个缺口（37）。

4.根据权利要求3所述的PCR反应管，其特征在于：所述插管（32）的第二端头处设有弹性的卡片（39），所述卡片（39）的一端安装在其中一个缺口（37）上，且卡片（39）的另一端伸入插管（32）第二端头的开口内；

卡片（39）到反应管（1）内腔底侧的距离大于第二球形磁块（33）的直径，且卡片（39）到反应管（1）内腔底侧的距离小于第二球形磁块（33）的直径与第一球形磁块（31）半径之和。

5.根据权利要求1所述的PCR反应管，其特征在于：所述插管（32）的第二端头处设有卡杆（36），所述插管（32）第二端头的开口处开设有卡孔，所述卡杆（36）的一端卡在卡孔内，卡杆（36）的另一端伸入插管（32）第二端头的开口内，且所述卡杆（36）对应所述卡孔处设有凹槽。

6.根据权利要求4或者5所述的PCR反应管，其特征在于：所述插管（32）上安装有定位组件，所述定位组件包括卡环（34）和支杆（35），所述卡环（34）安装在插管（32）的外侧，且卡环（34）向反应管（1）的开口方向延伸有支杆（35）；

其中，所述扣盖扣在反应管（1）的开口上时，支杆（35）顶在扣盖的内侧。

7.根据权利要求6所述的PCR反应管，其特征在于：所述卡环（34）向内延伸有凸起，且凸起对所述插管（32）第一端头上开口的部分位置进行遮挡；

其中凸起阻止第一球形磁块（31）由所述插管（32）第一端头的开口脱离插管（32）内腔。

8.根据权利要求1所述的PCR反应管，其特征在于：所述插管（32）外周侧固定有不少于两个的限位板（38）。

9.一种应用于权利要求1-8任一项所述的PCR反应管的移液器，其特征在于：包括一端封闭另一端开口的管壳（7），所述管壳（7）的封闭的一端开设有连通其内外的安装卡口，所述管壳（7）开口的一端固定有固定架（8），所述固定架（8）上开设有螺纹孔，所述螺纹孔上安装有螺杆（6）；

所述管壳（7）的内壁密封滑动安装有滑块（4），所述滑块（4）的侧面和螺杆（6）的一端通过转动连接件（5）连接，所述螺杆（6）的另一端固定有转板（9）；

其中管壳（7）的安装卡口和插管（32）的第一端头相卡接。