CN117282483A - 分析试管和分析装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种分析试管和分析装置，分析试管包括：活塞推杆和试管筒；试管筒用于装载反应液和能够供磁珠通过的密封液，相邻的两层反应液通过一层密封液隔离，试管筒的第一端供活塞推杆的第一端插入、试管筒的第二端具有连接口；活塞推杆的第一端与试管筒内壁密封连接，活塞推杆的第二端位于试管筒外，活塞推杆能够沿试管筒的轴向往复移动以使反应液和密封液自连接口按设定顺序依次吸入与释放。上述分析试管无复杂流体操纵部件，体积较小，避免了交叉污染，灵活可拓展；制备与操纵多个分析试管，提高了样品检测通量；能够与基于磁珠法的核酸/蛋白检测分析兼容；可以实现宏观与微观的接口配合、微液滴的灵活便捷生成，实现样品的数字化检测。

Description

分析试管和分析装置
技术领域
本申请涉及体外诊断技术领域，更具体地说，涉及一种分析试管和分析装置。
背景技术
在体外诊断领域，核酸检测为疾病的预测、诊断、预防和治疗提供准确的判断依据。基于磁珠提取纯化的核酸提取设备、核酸检测设备往往需要复杂的液体操纵部件，导致设备体积较大，且存在交叉污染的风险，很难满足医疗基础设施落后的地区和现场即时检测的需求。
此外，基于磁珠提取纯化的核酸检测设备因其复杂的液体操纵过程，难以实现样本的灵活检测分析及多样本高通量分析。
综上所述，如何基于磁珠法实现核酸提取检测，以减小核酸检测设备的体积、减小出现交叉污染的风险，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的是提供一种分析试管和分析装置，以减小核酸检测设备的体积、减小出现交叉污染的风险。
为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：
一种分析试管，包括：活塞推杆和试管筒；
其中，所述试管筒包括试管筒主体，所述试管筒主体用于装载反应液和密封液，相邻的两层所述反应液通过一层所述密封液隔离，所述密封液能够供磁珠通过，且所述试管筒主体的第一端供所述活塞推杆的第一端插入、所述试管筒主体的第二端具有连接口，所述连接口的直径小于试管筒主体的直径；
所述活塞推杆的第一端与所述试管筒主体的内壁密封连接，所述活塞推杆的第二端位于所述试管筒的外部，所述活塞推杆能够沿所述试管筒的轴向往复移动；通过所述活塞推杆的往复移动能够实现所述反应液和所述密封液自所述连接口按设定顺序依次吸入与释放；所述反应液和所述密封液均为试剂，在吸入和释放过程中，所述试管筒内的所有试剂沿所述试管筒整体移动。
可选的，所述分析试管还包括驱动装置，所述驱动装置驱动所述活塞推杆沿所述试管筒的轴向往复移动；
其中，所述分析试管为一个；或者，所述分析试管至少为两个且沿阵列排布，且至少两个沿阵列排布的所述分析试管的所述活塞推杆由同一个所述驱动装置同步驱动。
基于上述提供的分析装置，本申请还提供了一种分析装置，该分析装置包括：上述任一项所述的分析试管，磁性模块，以及振动模块；
其中，所述磁性模块和所述振动模块均位于所述试管筒的外部，
所述磁性模块用于使所述反应液中的磁珠在所述试管筒的内壁富集，且所述磁性模块能够沿所述试管筒的轴向往复移动以驱动所述磁珠在所述试管筒内移动、以及驱动所述磁珠通过所述密封液进入不同的所述反应液中；
所述振动模块用于打散所述试管筒内富集的所述磁珠。
可选的，在所述分析试管至少为两个且沿阵列排布的情况下，至少两个所述分析试管共用所述磁性模块、和/或所述振动模块。
可选的，所述分析装置还包括：均位于所述试管筒外部的加热装置和光学检测装置；
所述加热装置用于加热所述试管筒内的第四反应液，所述光学检测装置用于检测所述试管筒内的反应信号进行检测，所述试管筒为透明件。
可选的，在所述分析试管至少为两个且沿阵列排布的情况下，至少两个所述分析试管共用所述加热装置、和/或所述光学检测装置。
可选的，所述分析装置还包括：转接针头，以及液滴生成装置；
其中，所述转接针头包括：转接部，与所述转接部固定连接且连通的针管；所述转接部远离所述针管的一端用于供所述试管筒的第二端插入，且所述转接部用于和所述试管筒的第二端固定连接、密封连接且连通；所述针管用于插入所述液滴生成装置中，且所述针管用于和所述液滴生成装置连通；所述针管的内径小于所述连接口的内径，通过所述转接部实现宏观通道与微观通道的连接；
所述液滴生成装置用于生成油相包裹液相的微液滴。
可选的，所述液滴生成装置包括盖板和液滴生成管，其中，所述盖板能够开闭所述液滴生成管，所述液滴生成管内装有油相试剂，所述针管的出口用于浸没在所述油相试剂中，所述针管通过振动以使所述针管排出的反应液在所述油相试剂中生成油相包裹液相的微液滴；
或者，所述液滴生成装置为液滴生成芯片，所述液滴生成装置包括：依次连通的样品进样口、样品进样通道、微液滴生成台阶、腔体和排气口，其中，所述样品进样口用于供所述针管插入，所述微液滴生成台阶位于所述腔体中，所述微液滴生成台阶包括阵列排布的微顶柱，所述腔体内装有油相试剂；
或者，所述液滴生成装置为液滴生成芯片，所述液滴生成装置包括样品进样口、样品进样通道、腔体、排气口、油相进样口和油相进样通道，其中，所述样品进样口用于供所述针管插入，所述样品进样口、所述样品进样通道和所述腔体依次连通；所述油相进样通道包括油相主通道和两个油相支通道，所述油相主通道的一端与所述油相进样口连通，所述油相主通道的另一端和两个所述油相支通道的一端连通，两个所述油相支通道的另一端延伸至所述样品进样通道并与所述样品进样通道连通，且两个所述油相支通道和所述样品进样通道形成十字通道结构；所述十字通道结构中所述样品进样通道与所述腔体连通。
可选的，所述分析装置还包括油相试管，所述油相试管包括油相活塞推杆和油相试管筒；
其中，所述油相试管筒包括油相试管筒主体，所述油相试管筒主体用于装载油相试剂，且所述油相试管筒主体的第一端供所述油相活塞推杆的第一端插入、所述油相试管筒主体的第二端具有油相连接口，所述油相连接口的直径小于所述油相试管筒主体的直径；
所述油相活塞推杆的第一端与所述油相试管筒主体的内壁密封连接，所述油相活塞推杆的第二端位于所述油相试管筒的外部，所述油相活塞推杆能够沿所述油相试管筒的轴向往复移动以实现所述油相试剂自所述油相连接口吸入与释放。
可选的，所述分析装置还包括：均位于所述试管筒外部的加热装置和光学检测装置；
其中，所述加热装置用于加热所述液滴生成装置内的反应液，所述光学检测装置用于检测所述液滴生成装置内的反应信号进行检测，所述液滴生成装置为透明件；
在所述分析试管至少为两个且沿阵列排布的情况下，至少两个所述分析试管共用所述加热装置、和/或所述光学检测装置。
本申请提供的分析试管，通过活塞推杆和试管筒的配合，可以实现多种液体的灵活加样与可控释放，通过密封液（不溶于液体的油相层）将不同反应试剂分离存储，这样使得分析试管无复杂流体操纵部件，即可实现任意数量与体积的试剂加样、稳定存储与释放，使得分析试管的体积较小，避免了交叉污染，灵活可拓展。基于此，上述分析试管应用于核酸提取检测，有利于减小核酸检测设备的体积，以及减小出现交叉污染的风险；而且，由于分析试管结构的简单与操纵的便捷，可以通过阵列化排布分析试管的方式，同时制备与操纵多个分析试管，提高了样品检测通量。
本申请提供的分析装置中，通过分析试管外的磁场能够操纵磁珠穿梭于不同的反应溶液，能够与基于磁珠法的核酸/蛋白检测分析兼容；通过与转接针头相接，可以实现宏观与微观的接口配合、以及微液滴的灵活便捷生成，从而实现样品的数字化检测与高通量操纵分析。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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为本申请实施例一提供的分析试管的结构示意图；
图2为图1中活塞推杆的结构示意图；
图3为图1中试管筒的结构示意图；
图4为本申请实施例二提供的分析装置中分析试管的制备示意图；
图5为本申请实施例二提供的分析装置进行核酸提取的示意图；
图6为本申请实施例三提供的分析装置的部分结构示意图；
图7为图6中转接针头的结构示意图；
图8为本申请实施例三提供的分析装置中液滴生成装置的一种结构示意图；
图9为本申请实施例三提供的分析装置采用图8所示的液滴生成装置的部分结构示意图；
图10为本申请实施例三提供的分析装置采用图8所示的液滴生成装置的另一部分结构示意图；
图11为本申请实施例三提供的分析装置中液滴生成装置的另一种结构示意图；
图12为本申请实施例三提供的分析装置采用图11所示的液滴生成装置的部分结构示意图；
图13为本申请实施例三提供的分析装置中液滴生成装置的另一种结构示意图；
图14为本申请实施例三提供的分析装置采用图13所示的液滴生成装置的部分结构示意图；
图15为本申请实施例四提供的分析装置中分析试管的制备示意图；
图16为本申请实施例四提供的分析装置的结构示意图；
图17为本申请实施例提供的分析试管以阵列分布的示意图；
图18为本申请实施例提供的分析装置以阵列分布的示意图。
附图标记说明：
100-活塞推杆；101-推杆固定部；102-推杆主体；103-密封件；
200-试管筒；201-试管筒第一固定部；202-试管筒通道；203-试管筒主体；204-试管筒第二固定部；205-连接口；
300-转接针头；301-转接部；3011-密封段；30111-进样孔；3012-针管固定段；302-针管；
400-液滴生成装置；401-盖板；402-液滴生成管；403-样品进样口；404-样品进样通道；405-微液滴生成台阶；406-腔体；407-排气口；408-油相进样口；409-油相进样通道；4091-油相主通道；4092-油相支通道；410-十字通道结构；
501-第一反应液；502-密封液；503-第二反应液；504-第三反应液；505-第四反应液；
600-磁珠；700-磁性模块；800-振动模块；900-加热装置；1000-光学检测装置；1100-油相试剂；1200-旋转振动装置；1300-微液滴；01-分析试管。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，在本申请实施例中，“一个或多个”是指一个、两个或两个以上；“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系；例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A、B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
本申请实施例涉及的多个，是指大于或等于两个。需要说明的是，在本申请实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
本申请实施例提供一种分析试管以及分析装置。其中，通过活塞推杆和试管筒的配合，可以实现多种液体的灵活加样与可控释放，通过不溶于液体的油相层将不同反应试剂分离存储，这样使得分析试管无复杂流体操纵部件，即可实现任意数量与体积的试剂加样、稳定存储与释放，使得分析试管的体积较小，避免了交叉污染，灵活可拓展。基于此，上述分析试管应用于核酸提取检测，有利于减小核酸检测设备的体积，以及减小出现交叉污染的风险。而且，由于分析试管结构的简单与操纵的便捷，可以通过阵列化排布分析试管的方式，同时制备与操纵多个分析试管，提高了样品检测通量。
上述分析装置包括上述分析试管。上述分析装置中，通过分析试管外的磁场能够操纵磁珠穿梭于不同的反应溶液，能够与基于磁珠法的核酸/蛋白检测分析兼容；上述分析装置中，通过与转接针头相接，可以实现宏观通道与微观通道的连接、以及微液滴的灵活便捷生成，从而实现样品的数字化检测与高通量操纵分析。
下面根据具体实施例来说明分析试管以及分析装置。
实施例一
本实施例一提供了一种分析试管。如图1-图3所示，本实施例一提供的分析试管01包括活塞推杆100和试管筒200。其中，活塞推杆100的第一端位于试管筒200的内部且与试管筒200密封连接，活塞推杆100的第二端位于试管筒200的外部；试管筒200用于装载反应液和密封液，相邻的两层反应液通过一层密封液隔离，密封液能够供磁珠通过；活塞推杆100能够沿试管筒200的轴向往复移动以实现反应液和密封液的吸入与释放。可以理解的是，在活塞推杆100抽出试管筒200的过程中，可以吸入反应液和密封液；在活塞推杆100推入试管筒200过程中，可以释放反应液和密封液。
上述活塞推杆100包括：推杆固定部101、推杆主体102和密封件103；其中，密封件103设置在推杆主体102的一端，且推杆主体102通过密封件103与试管筒200的内壁密封连接，可以理解的是，密封件103位于试管筒200内；推杆固定部101设置在推杆主体102的另一端，可以理解的是，推杆固定部101位于试管筒200的外部，推杆固定部101用于与驱动装置（图中并未显示）固定连接，驱动装置用于设置在分析试管01的外部。驱动装置驱动推杆主体102往复移动，以实现反应液的吸入与释放。
对于推杆固定部101的具体结构，根据实际情况选择，例如推杆固定部101呈圆盘形，本实施例对此不做限定。
在实际情况中，可以采用人手来推拉活塞推杆100，并不局限于驱动装置。若不采用驱动装置驱动推杆主体102往复移动，可选择活塞推杆100不设置推杆固定部101。
上述试管筒200具有试管筒通道202，该试管筒通道202的第一端（试管筒200的第一端）用于供活塞推杆100插入，且试管筒通道202用于容纳反应液和密封液。此情况下，活塞推杆100的密封件103和试管筒通道202的内壁密封连接。可以理解的是，试管筒通道202的内壁即为试管筒200的内壁。
上述试管筒200的第二端具有连接口205，该连接口205和试管筒通道202连通，连接口205用于供反应液和密封液进入试管筒200内。可以理解的是，试管筒200中供活塞推杆100插入的一端和连接口205所在的一端分别为试管筒200轴向上的两端。
在一些实施例中，上述试管筒200包括试管筒主体203和试管筒第一固定部201；其中，试管筒通道202设置在试管筒主体203中，连接口205位于试管筒主体203的第二端，试管筒第一固定部201位于试管筒主体203的第一端。可以理解的是，试管筒主体203的顶端用于供活塞推杆100插入。连接口205的直径小于试管筒主体203的直径，即连接口205的外直径小于试管筒主体203的外直径，连接口205的内直径小于试管筒主体203的内直径。
需要说明的是，上述连接口205可以为圆口或其他形状的口，上述试管筒主体203可以为圆筒或其他形状的筒。在连接口205为非圆口的情况下，上述连接口205的直径即为连接口205的当量直径；在试管筒主体203为非圆筒的情况下，试管筒主体203的直径即为试管筒主体203的当量直径。
上述实施例中，方便了将整个试管筒200固定，从而方便了使用试管筒200。
对于试管筒第一固定部201的具体结构，根据实际情况选择。在一些实施例中，在试管筒主体203的径向上，试管筒第一固定部201凸出于试管筒主体203，这样，可以将试管筒200搭放在某个位置，从而方便了固定试管筒200。
在实际情况中，也可以选择上述试管筒第一固定部201为其他结构，并不局限于上述结构。
上述分析试管01中，通过活塞推杆100的往复移动能够实现反应液和密封液自连接口205按设定顺序依次吸入与释放；反应液和密封液均为试剂，在吸入和释放过程中，试管筒200内的所有试剂沿试管筒200整体移动。可以理解的是，在吸入和释放过程中，反应液和密封液的分隔界面保持稳定。
上述分析试管01中，可以通过驱动装置或人为驱动活塞推杆100往复移动。
上述密封液可以为硅油、矿物油、煤油、凝胶等不溶于水且不与反应液反应的油性液体。
上述分析试管01可以应用于核酸提取。在提取核酸之前，需要制备分析试管01。另外，上述分析试管01还可以应用于核酸检测。
本实施例一提供的分析试管01，通过活塞推杆100抽拉以及密封液隔离的方式，无需复杂泵阀结构，即可实现任意数量与任意体积的反应液的加样、稳定存储与释放，较现有技术复杂的液体操纵相比，分析试管01的体积较小，有利于减小核酸检测设备的体积；也减小了出现交叉污染的风险，便于满足医疗基础设施落后的地区和现场即时检测的需求。
同时，本实施例一提供的分析试管01，通过活塞推杆100抽拉以及密封液隔离的方式，可以实现多种反应试剂的灵活加样与可控释放，有利于提高样本检测分析的灵活性。
实施例二
本实施例二中，采用实施例一提供的分析试管01应用于核酸提取。基于此，本实施例二提供了一种分析装置。
如图4和图5所示，分析装置包括：分析试管01、磁性模块700和振动模块800。其中，分析试管01、磁性模块700和振动模块800相互配合，以完成核酸的提取。
上述分析试管01的具体结构，可参考实施例一，此处不再赘述。
上述分析试管01在进行核酸提取之前需要制备分析试管。如图4所示，分析试管01的制备方法包括：
S11）将活塞推杆100推至试管筒200的底部，排尽试管筒200（试管筒通道202）内的空气；
S12）配置好包括磁珠和裂解液的第一反应液501，将试管筒200插入装有第一反应液501的容器（图中并未显示）中，通过驱动装置（图中并未显示）向上抽拉活塞推杆100，实现所需体积的第一反应液501自连接口205吸入试管筒200；
S13）待第一反应液501吸取结束后，将试管筒200插入装有密封液502的容器（图中并未显示）中，通过驱动装置向上抽拉活塞推杆100，实现所需体积的密封液502自连接口205吸入试管筒200；其中，密封液502覆盖第一反应液501以实现密封液502密封第一反应液501；
S14）待密封液502吸取结束后，将试管筒200插入装有第二反应液503的容器（图中并未显示）中，通过驱动装置向上抽拉活塞推杆100，实现所需体积的第二反应液503（清洗液）自连接口205吸入试管筒200；其中，密封液502能够保证第一反应液501与第二反应液503的完全隔离，在抽拉活塞推杆100的过程中试管筒200内的反应液和密封液整体上移或下移，相邻液面保持稳定；
S15）待第二反应液503吸取结束后，将试管筒200插入装有密封液502的容器（图中并未显示）中，通过驱动装置向上抽拉活塞推杆100，实现所需体积的密封液502（硅油）自连接口205吸入试管筒200；其中，密封液502覆盖第二反应液503以实现密封液502密封第二反应液503；
S16）待密封液502吸取结束后，将试管筒200插入装有第三反应液504的容器（图中并未显示）中，通过驱动装置向上抽拉活塞推杆100，实现所需体积的第三反应液504（核酸洗脱液）自连接口205吸入试管筒200，即完成了分析试管01的制备；其中，密封液502隔离第三反应液504和第二反应液503。
制备好的分析试管01中，第一反应液501、密封液502、第二反应液503、密封液502、第三反应液504自上而下依次分布。
在实际情况中，可以根据反应所需的步骤灵活调整反应液的种类、反应液被吸入试管筒200的顺序、以及根据所需反应液的体积灵活调整反应液被吸入试管筒200的体积。
需要说明的是，上述第一反应液501、第二反应液503和第三反应液504均可以称为反应液。
上述分析试管01制备完成后，在磁性模块700和振动模块800的配合下可以进行核酸提取。
如图5所示，磁性模块700和振动模块800均位于试管筒200的外部。
上述磁性模块700用于使反应液中的磁珠600在试管筒200内壁富集，且通过磁性模块700的上下移动实现磁珠600在试管筒200内上下转移、以及实现磁珠600通过密封液502进入不同的反应液中。
上述磁性模块700可以为磁铁、电磁铁或通电线圈等能够产生磁场的装置。
为了便于磁珠600在试管筒200内富集，可以选择磁性模块700设置在试管筒200的一侧。当然，也可以选择磁性模块700设置在试管筒200的其他位置，本实施例对此不做限定。
上述振动模块800用于打散富集的磁珠600，有利于反应的充分进行。
为了便于打散富集的磁珠600，上述振动模块800位于试管筒200的外围，示例性的，振动模块800外套于试管筒200。
上述振动模块800为机械振动模块，通过机械振动使试管筒200内的磁珠600重悬。或者，上述振动模块800为超声振动模块，通过超声振动使试管筒200内的磁珠600重悬。
上述分析装置中，通过磁性模块700驱动磁珠600在试管筒200内转移能够完成基于磁珠法核酸提取的全流程，在反应结束后，通过移动磁性模块700将磁珠600转移到密封液502中，通过驱动装置向下定距离按压活塞推杆100即可将核酸洗脱液从连接口205处排出。
如图5所示，上述分析装置的核酸提取方法包括：
S21）振动模块800将第一反应液501内的磁珠600充分打散，磁珠600与待检测的核酸充分结合，然后将磁性模块700移至试管筒200，以使第一反应液501内的磁珠600在试管筒200的内壁富集；
S22）向下移动磁性模块700以使磁珠600沿试管筒200的内壁向下转移至位于第一反应液501下侧的密封液502中；
S23）继续向下移动磁性模块700以使磁珠600沿试管筒200的内壁向下转移至第二反应液503（清洗液）中，撤掉磁性模块700并驱动振动模块800将第二反应液503（清洗液）中的磁珠600充分打散，实现磁珠600的充分清洗，再次将磁性模块700移至试管筒200，以使第二反应液503（清洗液）内磁珠600在试管筒200的内壁富集；
S24）向下移动磁性模块700实现磁珠600沿试管筒200的内壁向下转移至第二反应液503（清洗液）下侧的密封液502中；
S25）继续向下移动磁性模块700以使磁珠600沿试管筒200的内壁向下转移至第三反应液504（核酸洗脱液）中，撤掉磁性模块700并驱动振动模块800将第三反应液504（核酸洗脱液）中的磁珠600充分打散，实现磁珠600的充分洗脱，再次将磁性模块700移至试管筒200，以使第三反应液504（核酸洗脱液）内的磁珠600在试管筒200的内壁富集；
S26）向上移动磁性模块700以使磁珠600沿试管筒200的内壁向上转移至第三反应液504上侧的密封液502中；
S27）驱动装置（图中并未显示）向下定距离按压活塞推杆100，以将第三反应液504（核酸洗脱液）从连接口205处排出分析试管01，第三反应液504可应用于后续的检测分析。
本实施例二中，采用上述分析试管01完成核酸提取，所需的反应液并不局限于上述第一反应液501、第二反应液503和第三反应液504，对于反应液的种类，根据实际情况进行选择，本实施例对此不做限定。
实施例三
本实施例三中，采用实施例一提供的分析试管01应用于核酸检测。基于此，本实施例三提供了一种分析装置。
如图6所示，分析装置包括：分析试管01、磁性模块、振动模块、转接针头300、液滴生成装置400、加热装置、光学检测装置（图中并未显示）。
上述分析试管01的结构可参考实施例一，此处不在赘述。
上述磁性模块即为实施例二中的磁性模块700，上述振动模块即为实施例二中的振动模块800。
上述转接针头300用于连通分析试管01和液滴生成装置400。可以理解为，上述转接针头300实现了宏观通道和微观通道的连通。转接针头300用于辅助液滴生成装置400生成微液滴。需要说明的是，微观通道，是指直径为微米级的通道；宏观通道是指直径为毫米级的通道。
上述分析试管01中，为了便于试管筒200和转接针头300连接，如图3所示，上述试管筒200还包括试管筒第二固定部204，试管筒第二固定部204位于试管筒主体203和连接口205之间，试管筒第二固定部204的一端和试管筒主体203固定连接且连通，试管筒第二固定部204的另一端和连接口205固定连接且连通。
上述试管筒第二固定部204用于与转接针头300固定连接，上述连接口205还用于与转接针头300密封连接。
对于试管筒第二固定部204和连接口205的具体结构，根据实际情况选择，本实施例对此不做限定。
如图7所示，转接针头300包括转接部301和针管302，转接部301固定在针管302的一端，且转接部301和针管302连通。
上述转接部301和试管筒200的试管筒第二固定部204固定连接，且转接部301和试管筒200的连接口205密封连接，这样实现了转接部301和试管筒200的固定连接和密封连接。
上述转接部301包括：密封段3011、针管固定段3012。其中，密封段3011和针管固定段3012固定连接且密封连接，密封段3011和针管固定段3012连通。
上述密封段3011设置有进样孔30111。试管筒200的试管筒第二固定部204和连接口205自进样孔30111插入密封段3011中，密封段3011用于与试管筒第二固定部204固定连接，密封段3011用于与连接口205密封连接，且连接口205和密封段3011连通。
上述针管固定段3012和针管302固定连接且密封连接，针管固定段3012还与针管302连通，这样实现了连接口205和针管302连通。
针管302用于插入液滴生成装置400中，且针管302用于与液滴生成装置400连通。可以理解的是，针管302的管径（内径）用于与液滴生成装置400所生成的微液滴尺寸相匹配。针管302的内直径远小于连接口205的内直径。示例性，针管302的管径为微米级，例如针管302的管径为5um-50um。
上述转接针头300中，针管固定段3012作为宏观通道的流体接口，针管302作为微观通道的液体接口；上述转接部301实现了宏观通道与微观通道的连接。
上述液滴生成装置400用于生成微液滴、进行核酸扩增以及检测核酸。如图8所示，液滴生成装置400包括：盖板401和液滴生成管402。
上述盖板401能够开闭液滴生成管402，当盖板401关闭液滴生成管402时，盖板401和液滴生成管402密封连接。
为了便于设置盖板401，可以选择盖板401铰接于液滴生成管402。当然，也可以选择通过其他方式设置盖板401，本实施例对此不做限定。
上述液滴生成管402内装有设定体积的油相试剂，针管302的出口用于浸没在油相试剂中；针管302通过振动以使针管302排出的反应液在油相试剂中生成油相包裹液相的微液滴。
如图9所示，为了便于针管302振动，上述分析装置还包括旋转振动装置1200，该旋转振动装置1200用于驱动针管302振动，以使自针管302排出的反应液在油相试剂中生成微液滴。可以理解的是，旋转振动装置1200在针管302外围旋转且振动，针管302的振动为高速振动，针管302的振动频率大小根据实际情况选择选择，本实施例对此不做限定。
上述微液滴的大小可以通过按压活塞推杆100的速度、旋转振动装置1200的驱动速度来调节。按压活塞推杆100的速度，即活塞推杆100的移动速度；旋转振动装置1200的驱动速度，与针管302的振动频率成正比。可以理解的是，活塞推杆100的移动速度越大且针管302的振动频率越小，所形成的微液滴越大；活塞推杆100的移动速度越小且针管302的振动频率越大，所形成的微液滴越小。
为了便于驱动针管302振动，上述旋转振动装置1200设置在针管302的外围，例如，旋转振动装置1200外套于针管302。
上述液滴生成管402为透明件，以保证光学检测装置能够检测到液滴生成管402内的反应信号。
对于液滴生成管402的具体材质，根据实际情况选择，本实施例对此不做限定。
上述加热装置用于加热液滴生成装置400，即上述加热装置用于加热液滴生成装置400内的反应液，以使反应液的温度维持在反应所需的温度。
对于加热装置的类型，根据实际情况选择，本实施例对此不做限定。
上述光学检测装置用于对液滴生成装置400内的反应信号进行检测。对于光线检测装置的具体类型，根据实际情况选择，本实施例对此不做限定。
上述分析装置的使用方法包括：
S31）制备分析试管01；
S32）采用制备好的分析试管01以及其他辅助装置（磁性模块、振动模块、转接针头300、液滴生成装置400、旋转振动装置1200、加热装置、光学检测装置）进行核酸检测。
本实施例三中，制备分析试管的方法与实施例一提供的分析试管的制备方法存在不同，不同之处在于：将第三反应液504（核酸洗脱液）替换为第四反应液505（核酸扩增液），如图9所示。
在实际情况中，可以根据反应所需的步骤灵活调整反应液的种类、反应液被吸入试管筒200的顺序、以及根据所需反应液的体积灵活调整反应液被吸入试管筒200的体积。
本实施例三中，通过分析试管01、磁性模块和振动模块完成核酸的扩增，具体步骤可参考实施例二中分析装置的核酸提取方法，即可参考图5。需要说明的是，需要将图5中的第三反应液504替换为本实施例的第四反应液505。
本实施例三中，采用上述分析试管01完成核酸扩增，所需的反应液并不局限于上述第一反应液501、第二反应液503和第四反应液505，对于反应液的种类，根据实际情况进行选择，本实施例对此不做限定。
在完成核酸的扩增后，组装分析试管01、转接针头300和液滴生成装置400，以生成微液滴以及进行反应和检测。如图9所示，上述液滴生成装置400生成微液滴的方式为：打开盖板401，即液滴生成管402被打开，将转接针头300的针管302的出口浸没在液滴生成装置400中的油相试剂1100中，驱动装置按压活塞推杆100将所需的第四反应液505（核酸扩增液）挤出针管302，同时旋转振动装置1200驱动针管302高速振动，即可在油相试剂中产生油相包裹第四反应液505的微液滴1300。
在完成微液滴1300的制备后，如图10所示，采用盖板401将液滴生成管402关闭且密封，采用加热装置900对液滴生成装置400进行加热，以使液滴生成装置400内的温度维持在反应所需的温度。采用光学检测装置1000对液滴生成装置400内的反应信号进行检测。
需要说明的是，当液滴生成装置400内的反应不需要加热时，上述检测系统可以不包括加热装置900。在光学检测装置1000的检测过程中，可以撤走加热装置900、也可以不撤走加热装置900。在不撤走加热装置900的情况下，在加热装置900具有透光部，以保证光学检测装置1000进行检测。
本实施例三中，还可以选择液滴生成装置400为其他结构。在其他一些实施例中，如图11所示，液滴生成装置400可以为液滴生成芯片，该液滴生成芯片为微流控台阶液滴生成芯片。液滴生成装置400包括：样品进样口403、样品进样通道404、微液滴生成台阶405、腔体406和排气口407，其中，样品进样口403、样品进样通道404、微液滴生成台阶405、腔体406和排气口407依次连通；微液滴生成台阶405位于腔体406中。
上述样品进样口403用于供针管302插入；上述微液滴生成台阶405包括阵列排布的微顶柱，任意两个微顶柱等高，微顶柱可呈梳齿状，微顶柱的大小根据所需微液滴的大小进行设计，本实施例对此不做限定；上述腔体406内装有设定体积的油相试剂；上述排气口407用于排出腔体406内的气体。
上述结构中，为了便于排气，可以选择排气口407和样品进样通道404分别位于腔体406中相对的两端。当然，也可以选择排气口407位于腔体406的其他位置，本实施例对此不做限定。
结合图11和图12所示，上述液滴生成装置400生成微液滴的方式为：
将针管302插入样品进样口403中，针管302和样品进样口403密封连接；驱动装置（图中并未显示）按压活塞推杆100将所需的反应液（第四反应液505）自针管302挤出，反应液进入样品进样口403，然后依次进入样品进样通道404和微液滴生成台阶405，微液滴生成台阶405挤出的微液滴进入油相试剂中，即可产生油相包裹反应液的微液滴（图中并未显示）。
上述微液滴的大小可以通过按压活塞推杆100的速度、设置微液滴生成台阶405的间距来调节。需要说明的是，微液滴生成台阶405的间距即为相邻两个微顶柱之间的间距。
需要说明的是，上述液滴生成方式不需要旋转振动装置1200。
在其他一些实施例中，如图13所示，液滴生成装置400为液滴生成芯片，该液滴生成芯片为微流控“十字”通道液滴生成芯片。
液滴生成装置400包括：样品进样口403、样品进样通道404、腔体406、排气口407、油相进样口408和油相进样通道409。
上述液滴生成装置400中，样品进样口403、样品进样通道404和腔体406依次连通；油相进样通道409包括油相主通道4091和两个油相支通道4092，油相主通道4091的一端与油相进样口408连通，油相主通道4091的另一端和两个油相支通道4092的一端连通，两个油相支通道4092的另一端延伸至样品进样通道404并与样品进样通道404连通，且两个油相支通道4092和样品进样通道404形成十字通道结构410，该十字通道结构410中样品进样通道404与腔体406连通。需要说明的是，上述十字通道结构410也可以称为“T型”通道结构。
上述排气口407与腔体406连通，排气口407用于排出腔体406内的气体。
结合图13和图14所示，上述液滴生成装置400生成微液滴的方式为：
一个分析试管01（第一分析试管）内具有待检测的反应液（第四反应液505），第一分析试管的针管302进入样品进样口403中，且第一分析试管的针管302与样品进样口403密封连接；
一个分析试管01（第二分析试管）内具有液滴生成油，第二分析试管的针管302插入油相进样口408中，且第二分析试管的针管302与油相进样口408密封连接；
通过驱动装置同步按压第一分析试管和第二分析试管的活塞推杆100，即可通过十字通道结构410在腔体406中产生油相包裹反应液的微液滴。
需要说明的是，第一分析试管和第二分析试管可以采用同一个驱动装置驱动活塞推杆100，也可以采用不同的驱动装置驱动活塞推杆100，本实施例三对此不做限定。
上述第二分析试管可以称为油相试管，该油相试管与前文所提及的分析试管01的结构相同，油相试管与分析试管01仅是装载的物质不同。具体地，上述油相试管包括油相活塞推杆和油相试管筒；其中，油相试管筒包括油相试管筒主体，油相试管筒主体用于装载油相试剂，且油相试管筒主体的第一端供油相活塞推杆的第一端插入、油相试管筒主体的第二端具有油相连接口，油相连接口的直径小于油相试管筒主体的直径；油相活塞推杆第一端与油相试管筒主体的内壁密封连接，油相活塞推杆的第二端位于油相试管筒的外部，油相活塞推杆能够沿油相试管筒的轴向往复移动以实现油相试剂自油相连接口吸入与释放。
上述微液滴的大小可以通过按压两个分析试管01的活塞推杆的速度、十字通道结构410的尺寸来调节。
需要说明的是，上述液滴生成方式不需要旋转振动装置1200。
本实施例三中，也可以选择液滴生成装置为其他结构，并不局限于上述三种结构。
本实施例三中的其他结构，可参考前文，此处不再赘述。
实施例四
前文中所提及的分析试管可以完成核酸的提取，也可以完成核酸检测。基于此，本实施例四还提供了一种分析装置。
如图15和图16所示，本实施例四提供的分析装置包括：分析试管01、与分析试管01配合使用的磁性模块（图中并未显示）、与分析试管01配合使用的振动模块（图中并未显示）、加热装置900和光学检测装置1000。
本实施例四中，分析试管01、磁性模块和振动模块的结构和功能可参考实施例二，本实施例四不再赘述。
本实施例四中，分析试管01的制备与实施例一中分析试管01的制备不同。不同之处在于：将第三反应液504（核酸洗脱液）更换为第四反应液505（核酸扩增液）、以及在第四反应液505下层设置密封液502。
本实施例四中，在分析试管01制备过程中，在图4中倒数第二个图的基础上，结合图15所示，将分析试管01的连接口205插入装有第四反应液505的容器（图中并未显示）中，通过驱动装置向上定位移抽拉活塞推杆100，将所需体积的第四反应液505自连接口205吸入试管筒200内；待第四反应液505吸入完成后，将分析试管01的连接口205插入装有密封液502的容器中，通过驱动装置向上定位移抽拉活塞推杆100，将所需体积的密封液502自连接口205吸入试管筒200内，通过密封液502密封第四反应液505。
在实际情况中，可以根据反应所需的步骤灵活调整反应液的种类、反应液被吸入试管筒200的顺序、以及根据所需反应液的体积灵活调整反应液被吸入试管筒200的体积。
在分析试管01使用过程中，在图5中倒数第二个图的基础上（将图5中的第三反应液504替换为第四反应液505），结合图16所示，将磁珠600上捕获的核酸洗脱到第四反应液505，然后将磁珠600转移至第四反应液505上侧的密封液502后，采用加热装置900加热第四反应液505所在的试管筒200区域，以使第四反应液505进行温控反应，采用光学检测装置1000检测第四反应液505所产生的光学信号。在此过程中，第四反应液505上下相邻的密封液502起到密封隔离作用，保证第四反应液505不会泄露。
通过上述流程可知，上述分析装置能够完成全集成核酸的提取与检测。
需要说明的是，加热装置900开启加热控制第四反应液505（核酸扩增液）内的温度，实现核酸扩增液内的核酸扩增，可以采用变温PCR扩增（聚合酶链式扩增），也可以采用恒温扩增，如LAMP（环介导等温扩增）、RPA（重组酶聚合酶扩增）、RCA（滚环扩增）等。光学检测装置1000实时扫描检测第四反应液505（核酸扩增液）内的信号值，获取检测结果。
本实施例四中，为了保证光学检测装置1000检测第四反应液505所产生的光学信号，试管筒200为透明件，即试管筒200的材质为透明材料。示例性的，试管筒200可以为塑料件、或玻璃件等，本实施例对此不做限定。
当然，可以选择试管筒200中第四反应液505所在的部分为透光部，并不局限于上述实施例。
本实施例四中的其他结构，可参考前文，本实施例四不再赘述。
本实施例四中，采用上述分析试管01完成核酸检测，所需的反应液并不局限于上述第一反应液501、第二反应液503和第四反应液505，对于反应液的种类，根据实际情况进行选择，本实施例对此不做限定。
上述实施例一、实施例二、实施例三和实施例四中所提及的分析试管01均为一个。当然，也可以选择分析试管01可以为两个以上。例如，至少两个分析试管01沿设定方向依次分布；或者，如图17所示，至少两个分析试管01沿阵列排布。对于阵列排布的具体方式，根据实际情况选择，本实施例对此不做限定。
为了减少设备，降低成本，可以选择所有的分析试管01均共用同一个驱动装置来驱动活塞推杆100，即共用同一个驱动装置完成所有分析试管01的同步制备流程。
在所有的分析试管01制备完成之后，所有的分析试管01共用同一套外部机构（驱动装置、磁性模块、振动模块），能够实现所有分析试管01的同步核酸提取流程，该方法极大地提升了核酸提取通量。
而且，在所有的分析试管01制备完成之后，将所有的分析试管01与转接针头300、液滴生成装置400装配，共用同一套外部机构（驱动装置、振动装置、加热装置和光学检测装置；或者，驱动装置、加热装置和光学检测装置；或者，加热装置和光学检测装置），能够实现所有分析试管01的同步检测流程，该方法极大地提升了样品检测通量，能够满足高通量样品检测分析的需求。
在实际情况中，也可以选择若干分析试管01共用同一个驱动装置以及共用同一套外部机构，并不局限于所有的分析试管01共用同一个驱动装置以及共用同一套外部机构。
由上述内容可知，本发明提供的分析试管01能够实现核酸样品的提取制备、单腔扩增检测、液滴生成与检测、以及阵列化高通量分析，具有很高的灵活性、拓展性，有利于促进便携式体外诊断技术的普及。
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申请。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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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 (10)

1.一种分析试管，其特征在于，包括：活塞推杆和试管筒；
其中，所述试管筒包括试管筒主体，所述试管筒主体用于装载反应液和密封液，相邻的两层所述反应液通过一层所述密封液隔离，所述密封液能够供磁珠通过，且所述试管筒主体的第一端供所述活塞推杆的第一端插入、所述试管筒主体的第二端具有连接口，所述连接口的直径小于所述试管筒主体的直径；
所述活塞推杆的第一端与所述试管筒主体的内壁密封连接，所述活塞推杆的第二端位于所述试管筒的外部，所述活塞推杆能够沿所述试管筒的轴向往复移动；通过所述活塞推杆的往复移动能够实现所述反应液和所述密封液自所述连接口按设定顺序依次吸入与释放；所述反应液和所述密封液均为试剂，在吸入和释放过程中，所述试管筒内的所有试剂沿所述试管筒整体移动。
2.根据权利要求1所述的分析试管，其特征在于，还包括驱动装置，所述驱动装置驱动所述活塞推杆沿所述试管筒的轴向往复移动；
其中，所述分析试管为一个；或者，所述分析试管至少为两个且沿阵列排布，且至少两个沿阵列排布的所述分析试管的所述活塞推杆由同一个所述驱动装置同步驱动。
3.一种分析装置，其特征在于，所述分析装置为基于磁珠法的核酸提取装置，所述分析装置包括：如权利要求1或2所述的分析试管，磁性模块，以及振动模块；
其中，所述磁性模块和所述振动模块均位于所述试管筒的外部，
所述磁性模块用于使所述反应液中的磁珠在所述试管筒的内壁富集，且所述磁性模块能够沿所述试管筒的轴向往复移动以驱动所述磁珠在所述试管筒内移动、以及驱动所述磁珠通过所述密封液进入不同的所述反应液中；
所述振动模块用于打散所述试管筒内富集的所述磁珠。
4.根据权利要求3所述的分析试管，其特征在于，在所述分析试管至少为两个且沿阵列排布的情况下，至少两个所述分析试管共用所述磁性模块、和/或所述振动模块。
5.根据权利要求3或4所述的分析试管，其特征在于，还包括：均位于所述试管筒外部的加热装置和光学检测装置；其中，所述加热装置用于加热所述试管筒内的反应液，所述光学检测装置用于检测所述试管筒内的反应信号进行检测。
6.根据权利要求5所述的分析试管，其特征在于，在所述分析试管至少为两个且沿阵列排布的情况下，至少两个所述分析试管共用所述加热装置、和/或所述光学检测装置。
7.根据权利要求3或4所述的分析试管，其特征在于，还包括：转接针头，以及液滴生成装置；
其中，所述转接针头包括：转接部，与所述转接部固定连接且连通的针管；所述转接部远离所述针管的一端用于供所述试管筒的第二端插入，且所述转接部用于和所述试管筒的第二端固定连接、密封连接且连通；所述针管用于插入所述液滴生成装置中，且所述针管用于和所述液滴生成装置连通；所述针管的内径小于所述连接口的内径，通过所述转接部实现宏观通道与微观通道的连接；
所述液滴生成装置用于生成油相包裹液相的微液滴。
8.根据权利要求7所述的分析装置，其特征在于，
所述液滴生成装置包括盖板和液滴生成管，其中，所述盖板能够开闭所述液滴生成管，所述液滴生成管内装有油相试剂，所述针管的出口用于浸没在所述油相试剂中，所述针管通过振动以使所述针管排出的反应液在所述油相试剂中生成油相包裹液相的微液滴；
或者，所述液滴生成装置为液滴生成芯片，所述液滴生成装置包括：依次连通的样品进样口、样品进样通道、微液滴生成台阶、腔体和排气口，其中，所述样品进样口用于供所述针管插入，所述微液滴生成台阶位于所述腔体中，所述微液滴生成台阶包括阵列排布的微顶柱，所述腔体内装有油相试剂；
或者，所述液滴生成装置为液滴生成芯片，所述液滴生成装置包括样品进样口、样品进样通道、腔体、排气口、油相进样口和油相进样通道，其中，所述样品进样口用于供所述针管插入，所述样品进样口、所述样品进样通道和所述腔体依次连通；所述油相进样通道包括油相主通道和两个油相支通道，所述油相主通道的一端与所述油相进样口连通，所述油相主通道的另一端和两个所述油相支通道的一端连通，两个所述油相支通道的另一端延伸至所述样品进样通道并与所述样品进样通道连通，且两个所述油相支通道和所述样品进样通道形成十字通道结构；所述十字通道结构中所述样品进样通道与所述腔体连通。
9.根据权利要求8所述的分析装置，其特征在于，还包括油相试管，所述油相试管包括油相活塞推杆和油相试管筒；
其中，所述油相试管筒包括油相试管筒主体，所述油相试管筒主体用于装载油相试剂，且所述油相试管筒主体的第一端供所述油相活塞推杆的第一端插入、所述油相试管筒主体的第二端具有油相连接口，所述油相连接口的直径小于所述油相试管筒主体的直径；
所述油相活塞推杆的第一端与所述油相试管筒主体的内壁密封连接，所述油相活塞推杆的第二端位于所述油相试管筒的外部，所述油相活塞推杆能够沿所述油相试管筒的轴向往复移动以实现所述油相试剂自所述油相连接口吸入与释放。
10.根据权利要求8所述的分析装置，其特征在于，还包括：均位于所述试管筒外部的加热装置和光学检测装置；
其中，所述加热装置用于加热所述液滴生成装置内的反应液，所述光学检测装置用于检测所述液滴生成装置内的反应信号进行检测，所述液滴生成装置为透明件；
在所述分析试管至少为两个且沿阵列排布的情况下，至少两个所述液滴生成装置共用所述加热装置、和/或所述光学检测装置。
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