CN116622500A - 一种全自动核酸检测分析系统、耗材包、检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动核酸检测分析系统、耗材包、检测方法；属于医用检查检验仪器、分子诊断检测仪器领域；其技术要点在于：其中，定量转移构件、旋转活塞、活塞柱三者满足以下配合关系：a.旋转活塞能够在转动空间中转动；b.在转动空间上设置有第一开口、第二开口、第三开口；c.所述第一开口与所述第二开口之间的夹角等于所述第二开口与所述第三开口之间的夹角，记为β；d.所述第一开口与刺入管的开口通过第一路管道连通。本发明旨在提供一种全自动核酸检测分析系统、耗材包、检测方法，能够实现异步运行PCR反应，提高仪器利用率，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种医用检查检验仪器、分子诊断检测仪器领域，更具体地说，尤其涉及一种全自动核酸检测分析系统、耗材包、检测方法。
背景技术
现有的基于PCR仪，如CN112226359B、的检测流程如下：
Step1，采样：棉签取样，将其放入样品采集管中。
Step2，核酸提取：将样品采集管中的溶液进行提取，放入反应管中。
Step3，qPCR反应：将反应管放入PCR仪中进行反应检测，得到结果。
对于大部分PCR仪而言（例如：CN112226359A、CN112304915A、CN106479860A），其均需要人工处理好反应管后，放入PCR仪中进行检测。也即，由于Step2、Step3这两个步骤无法在同一个设备上进行操作，导致检测的效率、准确性都受到了影响。
对于上述技术需求：核酸提取与qPCR反应一体化操作，研发团队在CN112322473A，提出了一种一步法POCT即时核酸检测装置，其适用于批量对核酸提取扩增试验管进行处理。
然而，上述核酸检测装置无法实现多通道检测的功能，而通道检测能力越多，检测的能力越高，CN112322473A在使用上受到了限制。
因此，研发团队提出了一种设计需求：核酸提取与PCR检测一体化设计，同时还可以实现多通道检测。经过调研：“PCR仪 and 核酸提取 and 通道”，现有技术中还没有相关研究。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种全自动核酸检测分析系统、耗材包、检测方法。
本发明的技术方案是：
一种耗材包，其为旋转式定量转移耗材，包括：样品采集管，定量转移构件、旋转活塞、鸭嘴管、活塞柱；
定量转移构件包括：刺入管、转动空间、竖向转液管道、第一路管道、第二路管道、上溢区、插入孔组；插入孔组包括：下部插入孔、上部插入孔；所述刺入管的上端部设置有开口；
其中，定量转移构件、旋转活塞、活塞柱三者满足以下配合关系：
a. 旋转活塞能够在转动空间中转动；
b. 在转动空间上设置有第一开口、第二开口、第三开口；
c.所述第一开口、所述第二开口、所述第三开口在同一竖直面内，且所述第一开口与所述第二开口之间的夹角等于所述第二开口与所述第三开口之间的夹角，记为β；
d.所述第一开口与刺入管的开口通过第一路管道连通；
e.所述第二开口与所述竖向转液管道连通；
f.所述第三开口与所述下部插入孔通过第二路管道连通；
h.定量转移构件还设置上溢区，所述上溢区与外界连通，所述上部插入孔与所述上溢区连通；
i.旋转活塞上设置有转移管道，所述转移管道的两个端部开口之间的夹角也为β；
j.活塞柱能够在竖向转液管道上下移动；
k.所述鸭嘴管与定量转移构件的插入孔组连通。
进一步，还包括：滤芯，在所述上溢区与外界连通的部位设置滤芯。
进一步，β为90°。
进一步，鸭嘴管包括：进液管道、溢出管道、存储空间；所述进液管道、所述溢出管道分别设置在所述存储空间的下方、上方；
所述进液管道与所述下部插入孔连通；
所述溢出管道与所述上部插入孔连通。
进一步，定量转移构件、旋转活塞、活塞柱的配合动作为：
第一步，液体从样品采集管流动到竖向转液管道：初始状态下，转移管道的两个端部开口分别与所述第一开口、所述第二开口对齐；
首先，样品采集管的下端部向下移动被刺入管刺入，在刺入管刺入到样品采集管的下端部后，溶液能够流入所述刺入管的开口；
然后活塞柱向上移动，将样品采集管中的溶液从第一路管道进入到转液管道，进而再转移到竖向转液管道中；
第二步，对旋转活塞进行旋转，其旋转的角度为β：转移管道的两个端部开口分别与所述第二开口、所述第三开口对齐；
第三步，液体从竖向转液管道流动到鸭嘴管中：活塞柱向下移动，将竖向转液管道的溶液压入到转液管道中，进而进入到第二路管道，最终进入到鸭嘴管中。
进一步，所述第一路管道包括：第一竖向管道、第一横向管道、第一壁部管道、第二横向管道；所述刺入管的下方与所述第一竖向管道连通，所述第一竖向管道、所述第一横向管道、所述第一壁部管道、所述第二横向管道依次连通；所述第一横向管道与所述第二横向管道平行设置。
进一步，所述第二路管道包括：第三横向管道、第二壁部管道、第四横向管道、第一纵向管道；所述第三横向管道、所述第二壁部管道、所述第四横向管道、所述第一纵向管道依次连通。
一种全自动核酸检测分析系统，包括：反应操作模块、反应管加热-散热模块；所述反应操作模块包括：反应操作箱、反应操作箱移动构件、第一位置控制构件、第二位置控制构件、第三位置控制构件；
a，所述反应操作箱用于放置耗材包；
b，所述反应操作箱移动构件用于水平移动所述反应操作箱；
c，第一位置控制构件、第二位置控制构件竖向布置，第三位置控制构件水平设置；
d，第一位置控制构件具有能够下压管体的构件；
e，第二位置控制构件具有能够控制管体下压上升的构件；
f，第三位置控制构件具有能够旋转管体的构件；
g. 所述反应管加热-散热模块包括反应管放置区，反应管放置区为两个金属夹片，耗材包的反应管插入到反应管放置区中。
一种全自动核酸检测分析系统，包括：反应操作模块、反应管加热-散热模块；所述反应操作模块包括：反应操作箱、反应操作箱移动构件、第一位置控制构件、第二位置控制构件、第三位置控制构件；
a，所述反应操作箱用于放置如权利要求1所述的耗材包；
b，所述反应操作箱移动构件用于水平移动所述反应操作箱；
c，第一位置控制构件、第二位置控制构件竖向布置，第三位置控制构件水平设置；
d，第一位置控制构件用于下压样品采集管；
e，第二位置控制构件用于控制活塞柱的位置高度；
f，第三位置控制构件用于控制旋转活塞的转动；
g. 所述反应管加热-散热模块包括反应管放置区，反应管放置区为两个金属夹片，耗材包的反应管插入到反应管放置区中。
进一步，反应操作箱包括：载物板以及箱体；其中，箱体设置有耗材放置槽以供耗材包放置；其中，所述载物板通过反应操作箱移动构件来实现运动。
进一步，所述反应操作模块还包括：导轨；所述载物板的下方还设置有与导轨适配的滑块，通过滑块-导轨来实现反应操作箱的导向。
进一步，所述反应操作模块还包括：支撑组件；支撑组件包括：若干个滚轮，载物板的底部支撑载所述滚轮上。支撑组件设置在2个平行的导轨之间。
进一步， 荧光检测组件，包括：荧光检测模块、传动模块、光纤固定板；
在光纤固定板设置有光纤组件，光纤组件均包括：第一光纤、第二光纤；第一光纤、第二光纤的一端均固定在光纤组件上，另一端均与反应管放置区对应；
荧光检测模块包括：激发光模块、接收光模块；激发光模块、接收光模块上下叠放；其中，激发光模块包括：光源、第一激发光准直透镜、第二激发光准直透镜、激发光滤光片、激发光聚焦透镜；第一激发光准直透镜、第二激发光准直透镜、激发光滤光片、激发光聚焦透镜沿着直线依次布置；其中，接收光模块包括：接收光准直透镜、接收光滤光片、接收光聚焦透镜、光电传感器， 接收光准直透镜、接收光滤光片、接收光聚焦透镜、光电传感器沿着直线依次布置；
其中，所述传动模块能够带动所述荧光检测模块移动，荧光检测模块的激发光模块的出光口、接收光模块的入光口能够同时与第一光纤、第二光纤固定在光纤固定板的端口对应。
进一步，所述反应操作模块的数量为多个，光纤组件的数量与反应操作模块的数量相同；光纤组件与反应操作模块一一对应；
所述传动模块带动所述荧光检测模块移动，能够使得每个荧光检测模块的激发光模块的出光口、接收光模块的入光口与每组光纤组件的第一光纤、第二光纤固定在光纤固定板的端口对应。
进一步，激发光模块设置接收光模块的上方或下方。
一种全自动核酸检测分析系统的检测方法，其包括如下的工作步骤：
S100，反应操作箱移动构件控制反应操作箱向外移动；
S200，将耗材包放入反应操作箱的耗材放置槽中；
S300，反应操作箱移动构件控制反应操作箱向内移动，使得鸭嘴管插入到反应管放置区、第一位置控制构件、第二位置控制构件分别与样品采集管、活塞柱对齐；
S400，第一位置控制构件将样品采集管下压；
S500，第二位置控制构件将活塞柱拉起；
S600，第三位置控制构件将旋转活塞转动β；
S700，第二位置控制构件将活塞柱压下；S700完成后，样品采集管中的溶液能够定量转移到鸭嘴管中；
S800, 对鸭嘴管加温-降温，其开始PCR反应；
S900，PCR反应结束后，启动荧光检测组件，探测反应管中的荧光信号。
本申请的有益效果在于：
第一，本申请的第一个发明构思在于提出了一种新的耗材包设计。其构造以及关键设计要点如下表1所示。
表1
第二，本申请的第二个发明点在于：提出了一种全自动核酸检测分析系统，其构造以及关键设计要点如下表2所示。
表2
第三，本申请的第三个发明点在于：提出了一种全自动核酸检测分析系统的检测方法，其是一种非疾病诊断为目的的方法，其包括如下的工作步骤：
S100，反应操作箱移动构件控制反应操作箱向外移动；
S200，将耗材包放入反应操作箱的耗材放置槽中；
S300，反应操作箱移动构件控制反应操作箱向内移动，使得鸭嘴管插入到反应管放置区、第一位置控制构件、第二位置控制构件分别与样品采集管、活塞柱对齐；
S400，第一位置控制构件将样品采集管下压；
S500，第二位置控制构件将活塞柱拉起；
S600，第三位置控制构件将旋转活塞转动β；
S700，第二位置控制构件将活塞柱压下；S700完成后，样品采集管中的溶液能够定量转移到鸭嘴管中；
S800, 对鸭嘴管加温-降温，其开始PCR反应；
S900，PCR反应结束后，启动荧光检测组件，探测反应管中的荧光信号。
第四，本申请提出的一种全自动核酸检测分析系统，具有以下功能：
4.1 四温控模块异步运行PCR反应，提高仪器利用率，降低成本。
4.2 同一套荧光检测组件，具有体积小，成本低的优势。
4.3 试剂预封装，试剂盒（即耗材包）单人份，无需人员配试剂，样本处理简单，样品全程无需开盖，安全无污染，检测速度快，单人简单操作就能出检测结果，能近患即时检测。
4.4 四模块可异步检测不同检测项目，四模块互不影响，无需等待，设备产出最大化直线式扫描，检测效率高，节省空间成本。
4.5 荧光检测模块可以选配检测通道，针对不同的病毒选配不同的检测通道，成为一种通用型核酸检测分析系统。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
图1是本申请的全自动核酸检测分析系统的三维设计示意图（有外壳）。
图2是本申请的全自动核酸检测分析系统的内部三维设计示意图（无外壳）。
图3是本申请的反应操作模块的三维设计示意图。
图4是本申请的反应操作箱移动构件的三维设计示意图。
图5是本申请的反应管加热-散热模块的三维设计示意图。
图6是本申请的荧光检测模块、光纤固定板的三维设计示意图。
图7是本申请的荧光检测模块的光学部件设计示意图。
图8是本申请的荧光检测模块、光纤固定板在另一视角下的三维设计示意图。
图9是本申请的全自动核酸检测分析系统的俯视图（仅示意了三个反应操作模块）。
图10是本申请的全自动核酸检测分析系统的侧视图。
图11是本申请的旋转式定量转移耗材的三维设计示意图。
图12是本申请的定量转移构件在三维设计示意图（示意了第一壁部管道）。
图13是本申请的定量转移构件在另一视角下的三维设计示意图（示意了第二壁部管道）。
图14是本申请的旋转式定量转移耗材的三维爆炸设计示意图。
图15是本申请的定量转移构件的第二路管道的设计示意图。
图16是本申请的定量转移构件的第一路管道的设计示意图。
图17是本申请的旋转活塞的三维设计示意图。
图18是本申请的旋转式定量转移耗材在使用时的状态图。
图19是本申请的旋转式定量转移耗材在在使用时的另一状态图。
图20是本申请的鸭嘴管的三维结构示意图。
图1-图20中的附图标记说明如下：
全自动核酸检测分析系统100、外壳200、显示屏300、反应操作模块400、荧光检测组件500、荧光检测模块600、光纤固定板700；
反应操作箱401、反应操作箱移动构件402、第一位置控制构件403、第二位置控制构件404、导轨405、第三位置控制构件406、支撑组件407、反应管加热-散热模块408；
载物板4011、滑块4012、箱体4013；
反应管放置区4081、散热管4082、散热风扇4083；
光源601、第一激发光准直透镜602、第二激发光准直透镜603、激发光滤光片604、激发光聚焦透镜605、接收光准直透镜608、接收光滤光片609、接收光聚焦透镜610、光电传感器611；
第一光纤701、第二光纤702；
旋转式定量转移耗材2000、样品采集管2100、定量转移构件2200、旋转活塞2300、鸭嘴管2400、活塞柱2500、滤芯2600；
刺入管2201、第一竖向管道2202、第一横向管道2203、第一壁部管道2204、第二横向管道2205、转动空间2206、第三横向管道2207、第二壁部管道2208、第四横向管道2209、第一纵向管道2210、竖向转液管道2211、下部插入孔2212、中部插入孔2213、上部插入孔2214、上溢区2215；
转移管道2301；
存储空间2401、进液管道2402、溢出管道2403。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
<研发目标>
研发团队的研发目标是研发一款新的全自动核酸检测分析系统，其具有以下功能：
1）核酸提取、PCR仪能够一体化，即采样棉签放入全自动核酸检测分析系统，可自动给出结果。
2）能够实现多通道检测。
<研发难点>
第一，核酸提取、PCR还是通过两个设备实现。但是，需要摒弃CN112322473A带来的技术偏见。CN112322473A虽然实现了“核酸提取、PCR仪一体化设计”，但是基于这样的设计，是无法实现多通道设计。因此，需要重新设计核酸提取装置以及与其配套的PCR装置，如何让两者协调是问题的关键。
第二，现今的核酸提取装置的溶液转移量精度不足。因此，在满足“核酸提取、PCR仪一体化设计”的基础上，同时还能满足溶液定量转移的需求，也是本申请研发的难点之一。
<实施例1: 全自动核酸检测分析系统>
<总体构造>
图1示意出了全自动核酸检测分析系统的外观构造。全自动核酸检测分析系统100，包括：外壳200、显示屏300、4个平行设置的反应操作模块400。
图2示意出了全自动核酸检测分析系统的内部构造。图9示意了全自动核酸检测分析系统的俯视图（仅示意了三个反应操作模块）。图10示意了全自动核酸检测分析系统的侧视图。全自动核酸检测分析系统100，还包括：荧光检测组件500。
图3、图4、图5示意出了反应操作箱模块的内部构成。反应操作模块400包括：反应操作箱401、反应操作箱移动构件402、第一位置控制构件403、第二位置控制构件404、导轨405、第三位置控制构件406、支撑组件407、反应管加热-散热模块408。
其中，第一位置控制构件403、第二位置控制构件404设置在反应操作箱401的顶部且竖向布置。
其中，反应操作箱401包括：载物板4011以及箱体4013；其中，箱体4013设置有耗材放置槽以供耗材包放置；其中，所述载物板4011通过反应操作箱移动构件402来实现运动，其中，所述载物板4011的下方还设置有与导轨405适配的滑块4012，通过滑块4012-导轨405来实现反应操作箱401的导向。
其中，支撑组件407包括：若干个滚轮，载物板的底部支撑载所述滚轮上。支撑组件407设置在2个平行的导轨405之间，其属于辅助支撑构件。
其中，反应操作箱移动构件402采用丝杆机构，即载物板4011设置有与丝杆配合的螺纹孔，丝杆转动时，载物板4011能够前后运动（需要说明的是：其可以采用伸缩杆结构或者其他任何动力机构）。
其中，反应管加热-散热模块408包括：反应管放置区4081、散热管4082、散热风扇4083。本实施例中的反应管放置区408为两个金属夹片，鸭嘴管2400插入到反应管放置区408。其采用主动加热、被动散热的方式，所述散热管4082与所述金属夹片连接，需要散热时，散热风扇4083吹风对散热片散热。需要说明的是：反应管加热-散热模块408的加热-散热也可以采用其他现有技术，如：主动加热-主动散热。
需要说明的是，第二位置控制构件404、第三位置控制构件406与活塞柱、旋转活塞的抓取手在图3-5未示意出，其可以采用如CN206990312U、CN207507379U等现有技术的结构，在此不再熬述。
图6示意出了荧光检测组件500的示意图。荧光检测组件500，包括若干个荧光检测模块600，传动模块、光纤固定板700；
在光纤固定板700设置有四组光纤组件（光纤组件的数量与反应操作模块400的数量相同），每组光纤组件均包括：上部的第一光纤701、下部的第二光纤702；每组光纤组件均与一个反应管放置区408对应。
在传动模块上安装有若干个荧光检测模块600（荧光检测模块600的数量、功能可以根据实际需要选配），所述传动模块能够将若干个荧光检测模块600沿着光纤固定板的方向移动。对于传动模块而言，其采用现有技术（例如：CN114181823A）的设计，在此不再熬述。
图7给出了单个荧光检测模块600的光学设计图。图8给出了本申请的荧光检测模块、光纤固定板在另一视角下的三维设计示意图。
如图7、图8所示，荧光检测模块600包括：激发光模块、接收光模块；激发光模块、接收光模块上下叠放；
其中，激发光模块包括：光源601（LED）、第一激发光准直透镜602、第二激发光准直透镜603、激发光滤光片604、激发光聚焦透镜605；第一激发光准直透镜602、第二激发光准直透镜603、激发光滤光片604、激发光聚焦透镜605沿着直线依次布置；
其中，接收光模块包括：接收光准直透镜608、接收光滤光片609、接收光聚焦透镜610、光电传感器611, 接收光准直透镜608、接收光滤光片609、接收光聚焦透镜610、光电传感器611沿着直线依次布置；
光源601发出光后，依次穿过第一激发光准直透镜602、第二激发光准直透镜603、激发光滤光片604、激发光聚焦透镜605，进入到第一光纤701中；然后，光沿着第一光纤701传播，进而进入到反应管（即鸭嘴管的存储空间）中；反应管中的物质会被激发出接收光，接收光从反应管进入到第二光纤702中且沿着第二光纤702传播，进入依次穿过接收光准直透镜608、接收光滤光片609、接收光聚焦透镜610、光电传感器611, 接收光准直透镜608、接收光滤光片609、接收光聚焦透镜610，最后进入到光电传感器611。
荧光检测模块600与光纤组件的设计构成关联设计。需要说明的是，由于荧光检测组件500的位置高于反应操作模块400的高度，因此，荧光检测模块600的设计无法采用研发团队此前采用的CN114181823A的设计。
如图20所示，示意出了反应管中的入射光（激发光）、出射光（接收光）的示意图。
<旋转式定量转移耗材2000>
图11从构件组合的角度示意出了旋转式定量转移耗材2000的组成。图14从构件分解的角度示意出了旋转式定量转移耗材2000的组成。旋转式定量转移耗材2000包括：样品采集管2100，定量转移构件2200、旋转活塞2300、鸭嘴管2400、活塞柱2500、滤芯2600。
从图12-图15可知，定量转移构件2200包括：刺入管2201、第一路管道、转动空间2206、第二路管道、竖向转液管道2211、上溢区2215、插入孔组。
其中，所述转动空间2206的轴向方向为纵向方向；
其中，竖向转液管道2211的下端与所述转动空间2206连通；
其中，第一路管道与所述转动空间2206连通；
其中，第二路管道与所述转动空间2206连通；
其中，所述第一路管道包括（如图16可知）：第一竖向管道2202、第一横向管道2203、第一壁部管道2204、第二横向管道2205；所述刺入管2201的下方与第一竖向管道2202连通，所述第一竖向管道2202、第一横向管道2203、第一壁部管道2204、第二横向管道2205依次连通。所述第一横向管道2203与所述第二横向管道2205平行设置。
其中，所述第二路管道包括：第三横向管道2207、第二壁部管道2208、第四横向管道2209、第一纵向管道2210；第三横向管道2207、第二壁部管道2208、第四横向管道2209、第一纵向管道2210依次连通。
其中，插入孔组包括：下部插入孔2212、中部插入孔2213、上部插入孔2214，下方插入孔2212与第一纵向管道2210连通；上方插入孔2214与上溢区2212连通。
其中，上溢区2212的顶部与外界连通，在上溢区2212与外界连通的部位设置滤芯2600。
图17示意出了旋转活塞2300的配套结构。在旋转活塞2300的端部设置有转移管道2301，所述转移管道2301为L型结构。
结合图18和图19可知，定量转移构件2200、旋转活塞2300、活塞柱2500的配合动作为：
A. 液体从样品采集管2100流动到竖向转液管道2211。具体而言，样品采集管2100的下端部向下移动被刺入管2201刺入，然后活塞柱2500向上移动，将样品采集管2100中的溶液转移到竖向转液管道2211中。所述刺入管2201的上端部设置有开口，在刺入管2201刺入到样品采集管2100的下端部后，溶液能够流入所述刺入管2201的开口，然后，样品采集管2100的溶而依次从第一竖向管道2202、第一横向管道2203、第一壁部管道2204、第二横向管道2205流入到旋转活塞2300的转液管道2301中，进入通过转液管道2301进入到竖向转液管道2211。
B. 对旋转活塞2300进行旋转（其旋转的角度为β）。
C．液体从竖向转液管道2211流动到鸭嘴管2400中。具体而言，活塞柱2500向下移动，将竖向转液管道2211的溶液压入到转液管道2301中，进而依次通过第三横向管道2207、第二壁部管道2208、第四横向管道2209、第一纵向管道2210，最终进入到鸭嘴管2400中。
图20示意出了鸭嘴管2400的结构图。其设计思想是：进液管道2402和溢出管道2403分别设置在存储空间2401的下方、上方。鸭嘴管2400插入到定量转移构件2200上时，进液管道2402与所述第二路管道的第一纵向管道2210连通；溢出管道2403与上溢区2215连通。
需要说明的是：图12、图13、图18、图19、图20中的：第一壁部管道、第二壁部管道、进液管道2402、溢出管道2403、存储空间，实质上其壁部都是封闭的；图中为了方便表示，壁部未示意出。
<全自动核酸检测分析系统的检测方法>
本发明的全自动核酸检测分析系统，拥有多个独立的温控模块，多个独立的PCR反应池，多个独立的加热-散热模块以及一套荧光检测组件。多个独立的温控模块可以独立的实现升降温以及控温功能，可以独立的进行PCR扩增反应；多个独立的加热-散热模块可以对样本热裂解；一套荧光检测组件可以互不干扰的采集多个反应管的荧光信号。能够大大的提高仪器的利用率以及降低了仪器的成本。
工作步骤包括：
S100，反应操作箱移动构件控制反应操作箱向外移动；
S200，将耗材包放入反应操作箱的耗材放置槽中（耗材包的鸭嘴管的存储空间预封装冻干球）；
S300，反应操作箱移动构件控制反应操作箱向内移动，使得鸭嘴管插入到反应管放置区、第一位置控制构件、第二位置控制构件分别与样品采集管、活塞柱对齐；
S400，第一位置控制构件将样品采集管下压；
S500，第二位置控制构件将活塞柱拉起；
S600，第三位置控制构件将旋转活塞转动β；
S700，第二位置控制构件将活塞柱压下；S700完成后，样品采集管中的溶液能够定量转移到鸭嘴管中；
S800, 对鸭嘴管加温-降温，其开始PCR反应；
S900，PCR反应结束后，启动荧光检测组件，探测反应管中的荧光信号。
需要说明的是：第一位置控制构件、第二位置控制构件、第三位置控制构件、反应操作箱移动构件、传动模块均采用电动控制。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。
Claims (10)
1.一种耗材包，其为旋转式定量转移耗材，其特征在于，包括：样品采集管，定量转移构件、旋转活塞、鸭嘴管、活塞柱；
定量转移构件包括：刺入管、转动空间、竖向转液管道、第一路管道、第二路管道、上溢区、插入孔组；插入孔组包括：下部插入孔、上部插入孔；所述刺入管的上端部设置有开口；
其中，定量转移构件、旋转活塞、活塞柱三者满足以下配合关系：
a. 旋转活塞能够在转动空间中转动；
b. 在转动空间上设置有第一开口、第二开口、第三开口；
c.所述第一开口、所述第二开口、所述第三开口在同一竖直面内，且所述第一开口与所述第二开口之间的夹角等于所述第二开口与所述第三开口之间的夹角，记为β；
d.所述第一开口与刺入管的开口通过第一路管道连通；
e.所述第二开口与所述竖向转液管道连通；
f.所述第三开口与所述下部插入孔通过第二路管道连通；
h.定量转移构件还设置上溢区，所述上溢区与外界连通，所述上部插入孔与所述上溢区连通；
i.旋转活塞上设置有转移管道，所述转移管道的两个端部开口之间的夹角也为β；
j.活塞柱能够在竖向转液管道上下移动；
k.所述鸭嘴管与定量转移构件的插入孔组连通。
2.根据权利要求1所述的一种耗材包，其特征在于，还包括：滤芯，在所述上溢区与外界连通的部位设置滤芯。
3.根据权利要求1所述的一种耗材包，其特征在于，β为90°。
4.根据权利要求1所述的一种耗材包，其特征在于，鸭嘴管包括：进液管道、溢出管道、存储空间；所述进液管道、所述溢出管道分别设置在所述存储空间的下方、上方；
所述进液管道与所述下部插入孔连通；
所述溢出管道与所述上部插入孔连通。
5.根据权利要求1所述的一种耗材包，其特征在于，定量转移构件、旋转活塞、活塞柱的配合动作为：
第一步，液体从样品采集管流动到竖向转液管道：初始状态下，转移管道的两个端部开口分别与所述第一开口、所述第二开口对齐；
首先，样品采集管的下端部向下移动被刺入管刺入，在刺入管刺入到样品采集管的下端部后，溶液能够流入所述刺入管的开口；
然后活塞柱向上移动，将样品采集管中的溶液从第一路管道进入到转液管道，进而再转移到竖向转液管道中；
第二步，对旋转活塞进行旋转，其旋转的角度为β：转移管道的两个端部开口分别与所述第二开口、所述第三开口对齐；
第三步，液体从竖向转液管道流动到鸭嘴管中：活塞柱向下移动，将竖向转液管道的溶液压入到转液管道中，进而进入到第二路管道，最终进入到鸭嘴管中。
6.一种全自动核酸检测分析系统，其特征在于，包括：反应操作模块、反应管加热-散热模块；所述反应操作模块包括：反应操作箱、反应操作箱移动构件、第一位置控制构件、第二位置控制构件、第三位置控制构件；
a，所述反应操作箱用于放置耗材包；
b，所述反应操作箱移动构件用于水平移动所述反应操作箱；
c，第一位置控制构件、第二位置控制构件竖向布置，第三位置控制构件水平设置；
d，第一位置控制构件具有能够下压管体的构件；
e，第二位置控制构件具有能够控制管体下压上升的构件；
f，第三位置控制构件具有能够旋转管体的构件；
g. 所述反应管加热-散热模块包括反应管放置区，反应管放置区为两个金属夹片，耗材包的反应管插入到反应管放置区中。
7.一种全自动核酸检测分析系统，其特征在于，包括：反应操作模块、反应管加热-散热模块；所述反应操作模块包括：反应操作箱、反应操作箱移动构件、第一位置控制构件、第二位置控制构件、第三位置控制构件；
a，所述反应操作箱用于放置如权利要求1所述的耗材包；
b，所述反应操作箱移动构件用于水平移动所述反应操作箱；
c，第一位置控制构件、第二位置控制构件竖向布置，第三位置控制构件水平设置；
d，第一位置控制构件用于下压样品采集管；
e，第二位置控制构件用于控制活塞柱的位置高度；
f，第三位置控制构件用于控制旋转活塞的转动；
g. 所述反应管加热-散热模块包括反应管放置区，反应管放置区为两个金属夹片，耗材包的反应管插入到反应管放置区中。
8.根据权利要求7所述的一种全自动核酸检测分析系统，其特征在于，反应操作箱包括：载物板以及箱体；其中，箱体设置有耗材放置槽以供耗材包放置；其中，所述载物板通过反应操作箱移动构件来实现运动。
9.根据权利要求8所述的一种全自动核酸检测分析系统，其特征在于，荧光检测组件，包括：荧光检测模块、传动模块、光纤固定板；
在光纤固定板设置有光纤组件，光纤组件均包括：第一光纤、第二光纤；第一光纤、第二光纤的一端均固定在光纤组件上，另一端均与反应管放置区对应；
荧光检测模块包括：激发光模块、接收光模块；激发光模块、接收光模块上下叠放；其中，激发光模块包括：光源、第一激发光准直透镜、第二激发光准直透镜、激发光滤光片、激发光聚焦透镜；第一激发光准直透镜、第二激发光准直透镜、激发光滤光片、激发光聚焦透镜沿着直线依次布置；其中，接收光模块包括：接收光准直透镜、接收光滤光片、接收光聚焦透镜、光电传感器， 接收光准直透镜、接收光滤光片、接收光聚焦透镜、光电传感器沿着直线依次布置；
其中，所述传动模块能够带动所述荧光检测模块移动，荧光检测模块的激发光模块的出光口、接收光模块的入光口能够同时与第一光纤、第二光纤固定在光纤固定板的端口对应。
10.一种全自动核酸检测分析系统的检测方法，其特征在于，所述的全自动核酸检测分析系统为权利要求7所述的全自动核酸检测分析系统；
包括如下的工作步骤：
S100，反应操作箱移动构件控制反应操作箱向外移动；
S200，将权利要求1所述的耗材包放入反应操作箱的耗材放置槽中；
S300，反应操作箱移动构件控制反应操作箱向内移动，使得鸭嘴管插入到反应管放置区、第一位置控制构件、第二位置控制构件分别与样品采集管、活塞柱对齐；
S400，第一位置控制构件将样品采集管下压；
S500，第二位置控制构件将活塞柱拉起；
S600，第三位置控制构件将旋转活塞转动β；
S700，第二位置控制构件将活塞柱压下；S700完成后，样品采集管中的溶液能够定量转移到鸭嘴管中；
S800, 对鸭嘴管加温-降温，其开始PCR反应；
S900，PCR反应结束后，启动荧光检测组件，探测反应管中的荧光信号。
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| CN116121039A (zh) * | 2021-11-13 | 2023-05-16 | 圣湘生物科技股份有限公司 | 样品检测耗材及样品检测方法 |
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