CN117511728A - 分子诊断分析仪 - Google Patents

Abstract

本申请涉及分子诊断分析仪，包括容纳机构、前处理机构、运送机构、进样通道、第一吸移机构、核酸提取机构和PCR检测机构。容纳机构包括用于容纳样本容器的第一容纳区。前处理机构用于对待测痰液样本进行前处理且包括液化部。运送机构用于将样本容器从第一容纳区运送至液化部，以及将样本容器从前处理机构运送至进样通道。进样通道包括进样工位、吸样工位和用于将位于进样工位的样本容器运送至吸样工位的运动机构。第一吸移机构用于从位于吸样工位的样本容器中吸取经过前处理的待测痰液样本，并将所吸取的待测痰液样本转移至核酸提取机构，以便对待测痰液样本进行核酸提取。PCR检测机构用于对所提取的核酸进行PCR检测。本申请实现痰液样本的自动进样。

Description

分子诊断分析仪

技术领域

本申请涉及体外诊断领域，尤其是涉及分子诊断分析仪。

背景技术

分子诊断技术是指以DNA和RNA为诊断材料，通过分子生物学技术检测基因的存在、缺陷或表达异常，从而对人体状态和疾病作出诊断的技术。分子诊断技术的基本原理是检测DNA或RNA的结构是否变化、量的多少及表达功能是否异常，以确定受检者有无基因水平的异常变化，对疾病的预防、预测、诊断、治疗和预后具有重要意义。在获取病毒、细菌、组织细胞等样本的DNA或RNA时，需要由检验人员对人体的组织细胞、血液、痰液、咽拭子、肛拭子等样本进行分子诊断前的预处理。

以痰液为例，在对肺结核或呼吸道病毒等的检测中，需要采集痰液。在对痰液中的结核杆菌或病毒进行核酸(DNA或RNA)提取前，需要吸取痰液，并通过试剂对痰液进行液化，使得痰液中的病菌充分裸露；接着进行破壁处理，以便释放出结核杆菌或病毒内部的核酸(DNA或RNA)。通过提取和纯化获取结核杆菌或病毒的核酸物质后，进行PCR检测。

然而，上述操作均是由检验人员在生物安全柜内手动进行的，该操作对实验人员要求高，而且需要较强的生物安全防护要求。另外，对痰液的操作也容易引起实验人员强烈的不适感。

发明内容

为了至少部分地解决上述技术问题，本申请提供一种分子诊断分析仪，包括样本容纳机构、样本前处理机构、样本运送机构、进样通道、第一样本吸移机构、核酸提取机构和聚合酶链式反应检测机构，其中：

所述样本容纳机构包括用于容纳多个用于装载待测痰液样本的样本容器的第一容纳区；

所述样本前处理机构用于对待测痰液样本进行前处理并且至少包括用于对待测痰液样本进行液化前处理的液化部；

所述样本运送机构用于将装载有待测痰液样本的样本容器从所述第一容纳区运送至所述液化部，以及将装载有经过前处理的待测痰液样本的样本容器从所述样本前处理机构运送至所述进样通道；

所述进样通道包括对应于所述样本前处理机构设置的进样工位、对应于所述核酸提取机构设置的吸样工位并且包括运动机构，所述进样工位用于接收由所述样本运送机构运送的样本容器，所述运动机构用于将位于所述进样工位的样本容器运送至所述吸样工位；

所述第一样本吸移机构用于从位于所述吸样工位的样本容器中吸取经过前处理的待测痰液样本，并且将所吸取的待测痰液样本转移至所述核酸提取机构；

所述核酸提取机构用于对由所述第一样本吸移机构所吸取的待测痰液样本进行核酸提取；

所述聚合酶链式反应检测机构用于对由所述核酸提取机构所提取的核酸进行聚合酶链式反应检测。

在本申请提供的分子诊断分析仪中，至少能够实现自动化地将痰液样本运送至样本前处理机构，以便样本前处理机构自动化地对痰液样本进行前处理，从而能够减少人工操作，提高前处理效率，同时能够降低由于对痰液的人工操作所引起的不适感。此外，本申请提供的分子诊断分析仪还能够自动化地将经过前处理的痰液样本从样本前处理机构运送至核酸提取机构，以及进一步运动至聚合酶链式反应检测机构，从而进一步提高PCR检测效率。

附图说明

下面将结合实施例和附图更清楚阐述本申请。通过对本申请实施例的详细描述，上述优点和其他优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出可选实施方式，而不应认为是对本申请的限制。

在全部附图中，相同或相似的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示出根据本申请的分子诊断分析仪的第一实施例的示意性结构框图；

图2示出根据本申请的分子诊断分析仪的第二实施例的示意性结构框图；

图3示出根据本申请的构建聚合酶链式反应体系的一个示例性过程；

图4示出根据本申请的分子诊断分析仪的第三实施例的示意性结构框图；

图5示出根据本申请的分子诊断分析仪的第四实施例的示意性结构框图；

图6示出根据本申请的样本容纳机构的第一实施例的结构示意图

图7示出根据本申请的样本容纳机构的第二实施例的结构示意图；

图8示出根据本申请的分子诊断分析仪的第五实施例的示意性结构框图；

图9示出根据本申请的样本容纳机构的第三实施例的示意性结构框图；

图10示出根据本申请的样本架的一个实施例的示意性俯视图和侧视图；

图11示出根据本申请的样本制备机构制备待测痰液样本的一个示例性过程；

图12示出根据本申请的分子诊断分析仪的第六实施例的示意性结构框图；

图13示出样本架的自动进样和卸载的一个示例性过程；

图14示出根据本申请的样本容纳机构的第四实施例的示意性结构框图；

图15示出根据本申请的样本量识别机构的一个实施例的结构示意图；

图16示出根据本申请的试剂吸移机构的一个实施例的结构示意图；

图17示出根据本申请的样本容纳机构的第五实施例的示意性结构框图；

图18示出根据本申请的分子诊断分析仪的第七实施例的示意性结构框图；

图19示出根据本申请的液化部的一个实施例的结构示意图；

图20示出根据本申请的混匀单元的一个实施例的结构示意图；

图21示出根据本申请的混匀单元的另一个实施例的结构示意图；

图22示出根据本申请的超声处理部的一个实施例的结构示意图；

图23示出根据本申请的超声处理部的另一个实施例的结构示意图；

图24示出根据本申请的离心部的一个实施例的结构示意图；

图25示出根据本申请的扫描机构的一个实施例的示意性框图；

图26示出根据本申请的分子诊断分析仪的第八实施例的示意性结构框图；

图27至图29示出根据本申请的分析诊断分析仪的不同的示例性工作流程。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，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作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。

需要说明的是，本申请实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。

如在背景技术中提到的，在现有的分子诊断分析仪中，通常需要实验人员对痰液样本进行手动前处理，这不仅降低了检测效率，而且容易引起人员的不适。此外，上述手动前处理需要在生物安全柜内进行，对生物安全防护要求较高，导致检测成本增加。

为此，本申请提供了一种自动化的分子诊断分析仪。如图1所示，分子诊断分析仪1000包括样本容纳机构1010、样本前处理机构1020、样本运送机构1030、进样通道1040、第一样本吸移机构1050、核酸提取机构1060和聚合酶链式反应检测机构1070。

样本容纳机构1010包括用于容纳多个用于装载待测痰液样本的样本容器10的第一容纳区1011。

样本前处理机构1020用于对待测痰液样本进行前处理并且至少包括用于对待测痰液样本进行液化前处理的液化部1021。

样本运送机构1030用于将装载有待测痰液样本的样本容器10从第一容纳区1011运送至液化部1021，以及将装载有经过前处理的待测痰液样本的样本容器10从样本前处理机构1020运送至进样通道1040。

进样通道1040包括对应于样本前处理机构1020设置的进样工位1041、对应于核酸提取机构1060设置的吸样工位1042、运动机构1043。在此，进样工位1041用于接收由样本运送机构1030运送的样本容器10，即，样本运送机构1030用于将装载有经过前处理的待测痰液样本的样本容器10运送至进样工位1041。运动机构1043用于将位于进样工位1041的样本容器10运送至吸样工位1042。

第一样本吸移机构1050用于从位于吸样工位1042的样本容器10中吸取经过前处理的待测痰液样本，并且将所吸取的待测痰液样本转移至核酸提取机构1060。

核酸提取机构1060用于对由第一样本吸移机构1050所吸取的待测痰液样本进行核酸提取。聚合酶链式反应检测机构1070用于对由核酸提取机构1060所提取的核酸进行聚合酶链式反应检测。

在本申请提供的分子诊断分析仪1000中，通过设置样本运送机构1030，能够自动化地在样本容纳机构1010、样本前处理机构1020与进样通道1040之间转移样本容器，从而样本容器能够被自动化运送至样本前处理机构，以便样本前处理机构自动化地对痰液样本进行前处理，并且装载有经处理痰液样本的样本容器能够自动化被运送至进样通道1040，进而通过进样通道1040被自动化地运送至核酸提取机构。整个过程完全自动完成，无需人员参与，极大地提高了检测效率，并且降低了生物防护要求。

进一步地，如图2所示，分子诊断分析仪1000还可以包括耗材管理机构1080、试剂存储机构1090、体系构建机构1100和数据处理机构1110。其中，耗材管理机构1080用于存储和供应反应管和吸嘴。试剂存储机构1090用于存储聚合酶链式反应所需要的试剂，例如引物和荧光探针、4种dNTP、Taq DNA聚合酶等。体系构建机构1100用于配制聚合酶链式反应体系并且包括未示出的第二样本吸移机构，该第二样本吸移机构用于利用由耗材管理机构1080供应的第一吸嘴从试剂存储机构1090吸取试剂并将所吸取的试剂转移到由耗材管理机构供应的反应管中，第二样本吸移机构还用于利用由耗材管理机构1080供应的第二吸嘴将由核酸提取机构1060提取的核酸吸移到装有试剂的反应管中，以制备待测样本液。

在图2所示的实施例中，聚合酶链式反应检测机构1070还用于对由体系构建机构1100制备的待测样本液进行聚合酶链式反应检测，以获得检测数据。数据处理机构1110用于基于检测数据获取待测样本液的核酸检测结果，并输出该核酸检测结果。

在一个具体的示例中，体系构建机构1100还用于将装有制备好的待测样本液的反应管放置到聚合酶链式反应检测机构1070中，以便进行核酸扩增和实时荧光检测。在核酸扩增和实时荧光检测的过程中，读取每个核酸扩增周期信号，从而获取荧光扩增曲线图。数据处理机构1110根据荧光扩增曲线图获取阴性或阳性的定性结果，或依据校准曲线获取定量分析结果、待测样本也中被测物质的浓度。

进一步地，在图2所示的实施例中，分子诊断分析仪1000还可以包括废弃物存放机构1120，用于存放使用过的反应管和/或吸嘴。体系构建机构1100还用于将使用过的反应管和吸嘴运送至废弃物存放机构1120。

在本申请实施例中，数据处理机构1110可以包括处理组件和存储器，其中，处理组件可以为CPU，GPU或其它具有运算能力的芯片，存储器中装有操作系统和应用程序等供处理器组件执行的各种计算机程序及执行该计算机程序所需的数据。另外，在数据分析过程中，如有需要本地存储的信息，均可以存储到存储器中。

在一些实施例中，体系构建机构1100还可以包括未示出的开闭盖组件，用于打开和闭上反应管的顶盖。

图3示出构建聚合酶链式反应体系的一个示例性过程。在核酸提取完后，耗材管理机构1080输送一个反应管20和相应的TIP吸头或者说吸嘴30，如图3a所示。体系构建机构1100将反应管20的顶盖21打开，然后利用由耗材管理机构1080供应的一个TIP吸头31从试剂存储机构1090吸取试剂并将所吸取的试剂注入到打开的反应管20中，如图3b所示。接着，体系构建机构1100将使用过的TIP吸头31丢弃到废弃物存放机构1120中，然后利用由耗材管理机构1080供应的另一个TIP吸头32将由核酸提取机构1060提取的核酸(例如，靶序列DNA)吸移到装有试剂的反应管20中，以便与反应管20中的试剂充分混合(不限于吹打混匀、振动混匀等)，如图3c所示。然后，体系构建机构1100将使用过的TIP吸头32丢弃到废弃物存放机构1120中，并且将反应管20的顶盖21盖上(或者，在此可以对反应管20进行封膜，而不是闭盖)，如图3d所示。最后，体系构建机构1100将盖好顶盖2的反应管30放置到聚合酶链式反应检测机构1070中，以进行核酸扩增和实时荧光检测。

在一些实施例中，如图4所示，样本容纳机构1010、样本前处理机构1020和样本运送机构1030被容纳在一个单独的壳体101中，该壳体101具有用于输出样本容器的出口103以及用于将样本容器放入第一容纳区1011中的可封闭的入口104，以便用户能够通过该入口104放入样本容器。并且核酸提取机构1060和聚合酶链式反应检测机构1070设置在壳体101之外，尤其是核酸提取机构1060、聚合酶链式反应检测机构1070、耗材管理机构1080、试剂存储机构1090、体系构建机构1100和废弃物存放机构1120均设置在壳体101之外。例如，样本容纳机构1010、样本前处理机构1020和样本运送机构1030被容纳在第一壳体101中，而核酸提取机构1060和聚合酶链式反应检测机构1070、尤其是核酸提取机构1060、聚合酶链式反应检测机构1070、耗材管理机构1080、试剂存储机构1090和体系构建机构1100被容纳在第二壳体102中。

通过将样本容纳机构1010、样本前处理机构1020和样本运送机构1030设置在一个单独的仅包括用于输出待测样本的出口和用于输入待测样本的入口的封闭壳体中，能够防止在对痰液样本的操作处理过程中某些含有危险性或未知性生物微粒发生气溶胶散逸。

进一步地，在图4所示的实施例中，进样工位1041设置于壳体101之内，而吸样工位1042设置于壳体101之外，并且进样通道1043延伸穿过出口103。

在一些未示出的实施例中，分子诊断分析仪1000还包括过滤机构，该过滤机构用于过滤壳体101中的空气，以防止环境污染。在一个具体的示例中，过滤机构可以被构造为排风系统，用于使壳体101内保持负压，避免混有污染性气溶胶的空气外逸。在此，壳体101还包括与排风系统连接的排风口，该排风口例如设置于壳体101上部。

在一些实施例中，如图5所示，样本容纳机构1010还可以包括用于容纳被吸取了待测痰液样本的样本容器10的第二容纳区1012。并且分子诊断分析仪1000还可以包括卸载机构1130，该卸载机构用于将被吸取了待测痰液样本的样本容器101卸载到第二容纳区1012中。

作为一些实现方式，如图6所示，第一容纳区1011可以设置在第二容纳区1012上方，并且卸载机构1130可以被构造为能在第一容纳区1011与第二容纳区1012之间升降的支撑台，以便将被吸取了待测痰液样本的样本容器10从第一容纳区1011向下卸载第二容纳区1012中。

在一个具体的卸载过程中，支撑台1130首先上升至与第一容纳区1011对齐，然后样本运送机构1030将要卸载的样本容器10放置到支撑台上，如图6a所示。接着，支撑台下降至与第二容纳区1012对齐，最后例如由另外设置的推杆1131将支撑台上的样本容器10推入第二容纳区1012，如图6b所示。

作为另一些实现方式，如图7所示，第一容纳区设1011也可以与第二容纳区1012水平并排设置。此时，卸载机构1130例如可以被构造为推杆1131，用于将要卸载的样本容器10从第一容纳区1011推入第二容纳区1012。

作为又另一些实现方式，可以不设置用于容纳被吸取了待测痰液样本的样本容器10的第二容纳区1012，而是通过样本运送机构1030将被吸取了待测痰液样本的样本容器10放回到第一容纳区1011中。

进一步地，运动机构1043还可以用于将位于吸样工位1042的被吸取了待测痰液样本的样本容器10运送至进样工位1041，以便样本运送机构1030将位于进样工位1041的被吸取了待测痰液样本(即要卸载)的样本容器10放置到支撑台1030上或者直接放回到第一容纳区1011中。

在一些实施例中，运动机构1043可以构造为能在进样工位1041与吸样工位1042之间来回运动的容器座(图中未示出)，该容器座具有至少一个用于容纳样本容器的容纳孔。该容器座例如可以固定在轨道上，以便在进样工位1041与吸样工位1042之间来回运动。

在一些实施例中，如图8所示，样本运送机构1030包括第一运送部1031和第二运送部1032，其中，第一运送部1031用于将装载有待测痰液样本的样本容器10从第一容纳区1011运送至液化部1021，并且第二运送部1032用于将装载有经过前处理的待测痰液样本的样本容器10从样本前处理机构1020运送至进样通道1040。

在此，第一运送部1031和第二运送部1032可以为同一运送部、例如构造为同一个能够进行三维运动的机械手。备选地，第一运送部1031和第二运送部1032可以彼此独立地构造，例如第一运送部1031构造为能够进行三维运动的第一机械手，而第二运送部1032构造为能够进行三维运动的第二机械手。

备选地或附加地，在图8所示的实施例中，第一样本吸移机构1050可以包括第一吸样管1051和第一驱动部1052，其中，第一吸样管1051用于从位于吸样工位1042的样本容器中吸取经过前处理的待测痰液样本，并且第一驱动部1052用于驱动第一吸样管运动，以便将所吸取的待测痰液样本转移至核酸提取机构。

在一些示例中，第一吸样管1051例如构造为注射器。

进一步地，在图8所示的实施例中，样本运送机构1030还可以包括第三运送部1033，该第三运送部1033独立于第一运送部1031。第三运送部1033用于将第一容纳区1011中的样本容器10分别运送至设置于第一容纳区中的前处理工位1013，而第一运送部1031还用于将位于前处理工位1013的样本容器运送至液化部1021。该前处理工位1013例如设置于支撑台1130上。

例如，第三运送部1033可以构造为皮带运送部，在该皮带运送部的皮带上方形成第一容纳区1011。又例如，第一容纳区1011由支撑板构成，第三运送部1033可以构造为在支撑板下方的拨动组件，在支撑板中开设有通孔，拨动组件能通过该通孔拨动支撑板上的样本容器。

如已知的那样，在对痰液中的结核杆菌或病毒进行核酸(DNA或RNA)提取前，需要吸取痰液，并通过试剂对痰液进行液化，使得痰液中的病菌充分裸露。

在本申请实施例中，待测痰液样本是指已经经过试剂(该试剂例如包括液化试剂)处理的痰液，而待测原始痰液是指从受试者采集的未经过试剂(该试剂例如包括液化试剂)处理的痰液。

下面描述从待测原始痰液制备待测痰液样本的结构的一些实施例，但本申请不限于这些实施例。

在一些实施例中，如图9所示，第一容纳区1011还用于容纳多个用于装载待测原始痰液的痰盒30。并且分子诊断分析仪1000还包括用于制备待测痰液样本的样本制备机构1160，该样本制备机构包括第二吸样管1161和第二驱动部，该第二吸样管用于从痰盒30中吸取待测原始痰液，并且第二驱动部用于驱动第二吸样管运动，以便将所吸取的待测原始痰液转移到相应的样本容器10中，从而所吸取的待测原始痰液在该样本容器中与试剂(该试剂例如包括液化试剂)混合形成待测痰液样本。

在一些示例中，第二吸样管1161例如构造为注射器。

进一步地，如图9和图10所示，第一容纳区1011用于容纳多个样本架40，在每个样本架40上能放置至少一个用于装载待测原始痰液的痰盒30、至少一个用于装载试剂、例如液化试剂的样本容器10和至少一个吸嘴50。其中，在每个样本架40上的痰盒30、样本容器10和吸嘴50一一对应。例如，在图10所示的实施例中，每个样本架40上分别放置两个痰盒、两个样本容器和两个吸嘴，其中，第一痰盒31、第一样本容器11和第一吸嘴51配套设置，第二痰盒32、第二样本容器12和第二吸嘴52配套设置。当然，在每个样本架40上也可以设置多于两套的痰盒-样本容器-吸嘴的组件，本申请不限于此。

在图9和图10的实施例中，第二吸样管1161被构造成利用每个样本架40上的吸嘴50将该样本架上的痰盒30中的待测原始痰液吸移到该样本架上的样本容器10中，以便所吸移的待测原始痰液在该样本容器中与试剂混合形成待测痰液样本。在此，在样本架上的样本容器10中可以已经存储有试剂，或者可以在加入待测原始痰液之前或之后通过另外的吸移机构将试剂吸移到在样本架上的样本容器10中。

进一步地，如图9所示，样本制备机构1160还可以包括第一开盖部1162，该第一开盖部用于打开和闭上样本容器10的顶盖11，以便第二吸样管1161能将从痰盒30中吸取的待测原始痰液转移到开盖后的样本容器10中。

在一些实施例中，第一开盖部1162例如可以被构造为能够沿水平和竖直方向运动的并且能够旋转的机械夹爪。

备选地或附加地，样本制备机构1160还可以包括未示出的第二开盖部，用于打开和闭上痰盒30的顶盖，以便第二吸样管1161能吸取痰盒30中待测原始痰液。然而，在其他实施例中，为了防气溶胶污染，也可以通过直接穿刺痰盒的顶盖进行吸样，例如痰盒的顶盖、尤其是顶盖中间部分采用可穿刺材质或可穿刺结构设计，以便穿刺吸样。

图11示出图9和图10所示的样本制备机构1160制备待测痰液样本的一个示例性过程。首先，第二驱动部驱动第二吸样管1161运动至待测样本架40中的吸嘴50处，以便第二吸样管1161与吸嘴50接合，如图11a所示。然后，如图11b所示，第一开盖部1162运动至待测样本架40中的样本容器10处，将该样本容器10从待测样本架40中夹取出来并且将其转移至用于夹紧样本容器10的固定座01处，该固定座例如可以设置在液化部中、例如设置在以下还要描述的混匀单元中，或者该固定座也可以设置为单独的用于夹紧样本容器的夹紧机构。接着，如图11c和图11d所示，第一开盖部1162通过旋转运动将位于固定座01上的样本容器10的顶盖11打开，并且第二吸样管1161利用所接合的吸嘴50从待测样本架40中的痰盒30中定量地吸取待测原始痰液，并将其注入到开盖的样本容器10中。随后，如图11e所示，第一开盖部1162再次通过旋转运动将顶盖11重新盖紧在样本容器10上，并且第二吸样管1161将使用过的吸嘴50丢弃。

在一些实施例中，如图12所示，样本容纳机构1010还包括第二容纳区1012，该第二容纳区用于容纳放置有被吸取了待测痰液样本的样本容器10的样本架40。并且分子诊断分析仪1000还包括卸载机构1130，该卸载机构用于将放置有被吸取了待测痰液样本的样本容器10的样本架40从第一容纳区1011卸载到第二容纳区1012中。

再次参见图6，第一容纳区1011可以设置在第二容纳区1012上方，并且卸载机构1130可以被构造为能在第一容纳区1011与第二容纳区1012之间升降的支撑台，以便将放置有被吸取了待测痰液样本的样本容器10的样本架40从第一容纳区1011向下卸载第二容纳区1012中。

进一步地，结合图8和图12，第三运送部1033用于将第一容纳区1011中的样本架40运送至前处理工位1013，而第一运送部1031用于将位于前处理工位1013的样本架40上的样本容器10运送至液化部。

进一步地，结合图8和图12，第一运送部1031还用于将被吸取了待测痰液样本的样本容器10运送回到相应的位于前处理工位1013的样本架40上。并且卸载机构1130还用于将位于前处理工位1013的放置有被吸取了待测痰液样本的样本容器10的样本架40卸载到第二容纳区1012中。

图13示出样本架40的自动进样和卸载的一个示例性过程。在图13所示的示例中，卸载机构1130为上述的支撑台，并且前处理工位1013设置在该支撑台上。在启动痰液检测过程后，样本运送机构1030首先将待测样本架40运送至与第一容纳区1011对齐的支撑台1130上，如图13a所示。接着，样本制备机构1160根据图11所示的示例性过程制备待测痰液样本，如图13b所示。接着，样本运送机构1030将装载有待测痰液样本的样本容器10运送样本前处理机构1020进行前处理，以及将装载有经过前处理的待测痰液样本的样本容器10从样本前处理机构1020运送至进样通道1040的进样工位。进样通道1040将装载有经过前处理的待测痰液样本的样本容器10从进样工位运送至吸样工位，以便第一样本吸移机构1050从位于吸样工位的样本容器10中吸取经过前处理的待测痰液样本。随后，进样通道1040将被吸取了待测痰液样本的样本容器10从吸样工位运送回到进样工位。接着，样本运送机构1030将位于进样工位的被吸取了待测痰液样本的样本容器10运送回到相应的位于支撑台1130的样本架40上，如图13c所示。然后，支撑台1130向下运动至与第二容纳区1012对齐，接着例如由另外设置的推杆1131将支撑台1130上的样本架40推入第二容纳区1012，如图13d和13e所示。最后，支撑台1130向上运动至与第一容纳区1011对齐、即复位，如图13f所示，以便样本运送机构1030将下一个待测样本架40运送至与第一容纳区1011对齐的支撑台1130上。

备选于图9和图10的实施例，如图14、图15和图16所示，样本容器10可以被构造为用于装载待测原始痰液的痰盒30。分子诊断分析仪1000还包括样本量识别机构1140和试剂吸移机构1150，其中，样本量识别机构1140用于识别痰盒30中的原始痰液量，试剂吸移机构1150用于根据原始痰液量将相应量的试剂、例如液化试剂吸移到痰盒30中，以便所吸移的试剂与痰盒中的待测原始痰液混合形成待测痰液样本。

进一步地，在图14所示的实施例中，样本容纳机构1010还包括用于存储试剂、例如液化试剂的试剂存储区1014和用于存储一次性吸嘴50的吸嘴存储区1015。试剂吸移机构1150还用于从吸嘴存储区1015取出吸嘴50并利用该吸嘴50根据原始痰液量从试剂存储区1014中吸取相应量的试剂，并且将所吸取的试剂转移到痰盒30中。

在图15所示的实施例中，样本量识别机构1140包括痰盒夹爪1141和视觉检测模块1142，痰盒夹爪1141用于将待测痰盒30夹取到视觉检测模块1142的检测范围内，视觉检测模块1142用于通过视觉检测方式对位于其检测范围内的痰盒30进行痰液量检测。

在其他实施例中，样本量识别机构1140也可以采用超声波液位法或称重法识别痰盒30中的原始痰液量。

在一些实施例中，如图14所示，痰盒30以单个的形式一个一个放置在第一容纳区1011中，并且单个地卸载到第二容纳区1012中。在另一些备选的实施例中也可行的是，多个痰盒30、例如两个痰盒放置在一个样本架上进行装载和卸载。

备选于图9和图10的实施例，如图17所示，第一容纳区1011可以包括用于容纳装载了试剂、例如液化试剂的样本容器10的第一子容纳区10111、用于容纳痰盒30的第二子容纳区10112以及用于容纳吸嘴50的第三子容纳区10113。在此，第二吸样管被构造成利用第三子容纳区10113中的吸嘴50将第二子容纳区10112中的痰盒30中的待测原始痰液吸移到第一子容纳区10111中的样本容器10中，以便所吸移的待测原始痰液在该样本容器中与试剂混合形成待测痰液样本。

在图17所示的实施例中，多个痰盒30、例如两个痰盒放置在一个样本架40上进行装载和卸载。但同样可行的是，痰盒30以单个的形式一个一个放置在第二子容纳区10112中。

在另一些实施例中，如图18所示，也可以由用户手动吸取原始痰液并将其加入到带有试剂、例如痰液液化试剂的样本容器10中，然后由用户将样本容器10放置在样本架40上，通过样本架进行样本的装载和卸载。

接下来描述本申请的样本前处理机构1020的一些实施例。

在一些实施例中，如图19和图20所示，液化部1021至少可以包括混匀单元10211，该混匀单元10211用于对样本容器10中的待测痰液样本进行混匀，以便使待测痰液样本液化。

在一些具体的示例中，混匀单元10211可以被构造为机械式混匀单元，例如涡旋振荡混匀单元或偏心混匀单元。在此，如图19和图20所示，混匀单元10211例如可以包括底座10213和电机10214，底座10213用于接纳样本容器10，电机10214用于驱动底座10213进行旋转、尤其是偏心旋转，以便对样本容器10内的待测痰液样本进行混匀操作。

在另一些示例中，混匀单元10211也可以构造为未示出的超声混匀单元。

在又另一些示例中，在图14、图15和图16所示的实施例的基础上，当样本容器10被构造为用于装载待测原始痰液的痰盒30时，混匀单元10211可以被构造为如图21所示的振荡混匀模块。图21所示的混匀单元10211也可以包括底座10213和电机10214，底座10213用于接纳痰盒30，电机10214用于驱动底座10213进行旋转、尤其是偏心旋转，以便对痰盒30内的待测痰液样本进行混匀操作。

进一步地，在图19所示的实施例中，液化部1021还可以包括静置单元10212，该静置单元10212用于容纳装载有经混匀的待测痰液样本的样本容器，以便试剂与原始痰液充分孵育反应。此外，静置单元10212具有构造用于对经混匀的待测痰液样本进行加热的第一加热模块，以便提高孵育反应的效果。第一加热模块例如用于将静置单元的温度保持在预设温度上，例如保持在约60℃。在此，样本运送机构1030还用于将样本容器从混匀单元10211运送至静置单元10212。

在一些实施例中，如图22所示，样本前处理机构1020还可以包括超声处理部1022、例如超声变幅杆，该超声处理部1022用于对经混匀的待测痰液样本进行超声处理、尤其是超声破壁处理，以便实现痰液样本中的分歧杆菌的细胞壁裂解。在此，样本运送机构1030还用于将装载有经混匀的待测痰液样本的样本容器10从液化部1021转移至超声处理部1022。

进一步地，超声处理部1022还可以包括未示出的静置单元，该静置单元用于接收装载了经过超声处理的待测痰液样本的样本容器10，以便该样本容器10在静置单元中静置一段时间，从而消除在该样本容器10中由于超声处理所产生的气溶胶。

在图14、图15和图16所示的实施例的基础上，当样本容器10被构造为用于装载待测原始痰液的痰盒30时，如图23所示，超声处理部1022可以包括超声变幅杆10221和静置单元10222。

备选地或附加地，样本前处理机构1020还可以包括未示出的第二加热模块，用于将痰液样本加热到90-100℃，以实现痰液样本的微生物灭活，或细胞壁裂解。

当然，在其他实施例中，也可以添加化学试剂、生物酶等方式实现细胞壁裂解。

在一些实施例中，如图24所示，样本前处理机构1020还可以包括离心部1023，该离心部1023用于对经混匀的待测痰液样本进行离心提纯处理。在此，样本运送机构1030还用于将装载有经混匀的待测痰液样本的样本容器从液化部1021转移至所述离心部1023，并且将装载有经混匀的待测痰液样本的样本容器从离心部1023转移至超声处理部1022。由此能够在通过超声处理部1022实现细胞壁裂解之前，富集痰液样本中的结核杆菌。

在一些实施例中，如图25所示，分子诊断分析仪1000还包括扫描机构1170，该扫描机构1170被构造用于扫描样本容器10或痰盒30的条码，以获得该样本容器或痰盒中的待测痰液样本的身份信息。扫描机构1170例如设置在样本容纳机构1010内。

在一些实施例中，如图26所示，样本容纳机构1010还包括用于容纳多个用于装载不同于痰液样本的其他生物样本的其他样本容器60的第三容纳区1016。样本运送机构1030还用于将其他样本容器60运送至进样工位1041，并且运动机构1043还用于将位于进样工位1041的其他样本容器60运送至吸样工位1042。也就是说，用于装载痰液样本的样本容器10和用于装载其他生物样本的其他样本容器60共用同一个进样通道1040。

下面结合图27至图29描述本申请的分析诊断分析仪的三种示例性工作流程。

结合图9至13以及图27描述第一个示例性的工作流程。在步骤S110中，用户将放置有装载了原始痰液的痰盒、装载了处理试剂的样本容器和一次性吸嘴的样本架放置到第一容纳区1011中，然后如图13a所示的那样通过样本运送机构1030(例如第三运送部)将第一个样本架自动装载到与第一容纳区1011对齐的支撑台1130上。在步骤S120中，样本制备机构1160根据图11所示的示例性过程制备待测痰液样本。在步骤S130中，样本运送机构1030将装载有待测痰液样本的样本容器运送至混匀单元10211进行混匀液化、例如涡旋振荡混匀或超声混匀。在步骤S140中，样本运送机构1030将经混匀的样本容器从混匀单元10211运送至静置单元10212进行静置孵育，以便充分液化；该静置单元10212具有加热功能，将样本容器中的样本维持在一定温度范围内，促进液化。在步骤S150中，样本运送机构1030将经过静置孵育的样本容器从静置单元10212运送至超声处理部1022进行细胞壁裂解，从而完成待测痰液样本的前处理。在步骤S160中，样本运送机构1030经过前处理的样本容器从超声处理部1022运送至进样通道1040的进样工位，进样通道1040将经过前处理的样本容器从进样工位运送至吸样工位，以便第一样本吸移机构1050从位于吸样工位的样本容器中吸取经过前处理的待测痰液样本。在步骤S171中，进样通道1040将被吸取了待测痰液样本的样本容器从吸样工位运送回到进样工位，接着根据图13c至图13f所示的过程卸载第一样本架，以便后续自动装载在第一样本容纳区1011中的下一个第二个样本架。在步骤S172中，第一样本吸移机构1050将所吸取的待测痰液样本转移至核酸提取机构1060，以便核酸提取机构1060进行核酸提取。在步骤S173中，根据图3所示的示例性过程构建聚合酶链式反应体系，以便聚合酶链式反应检测机构1070制备好的待测样本液进行核酸扩增和实时荧光检测。

结合图14至16以及图28描述第二个示例性的工作流程。在步骤S210中，用户将仅放置有装载了原始痰液的痰盒的样本架放置到第一容纳区1011中，然后通过样本运送机构1030(例如第三运送部)将第一个样本架自动装载到与第一容纳区1011对齐的支撑台1130上。在步骤S220中，样本量识别机构1140识别痰盒中的原始痰液量，试剂吸移机构1150用于根据原始痰液量将相应量的试剂吸移到痰盒中，以便所吸移的试剂与痰盒中的待测原始痰液混合形成待测痰液样本。在步骤S230中，样本运送机构1030将装载有待测痰液样本的痰盒运送至混匀单元10211进行混匀液化、例如涡旋振荡混匀或超声混匀。在步骤S240中，样本运送机构1030将经混匀的痰盒从混匀单元10211运送至静置单元10212进行静置孵育，以便充分液化；该静置单元10212具有加热功能，将痰盒中的样本维持在一定温度范围内，促进液化。在步骤S250中，样本运送机构1030将经过静置孵育的痰盒从静置单元10212运送至超声处理部1022进行细胞壁裂解，从而完成待测痰液样本的前处理。在步骤S260中，样本运送机构1030经过前处理的痰盒从超声处理部1022运送至进样通道1040的进样工位，进样通道1040将经过前处理的痰盒从进样工位运送至吸样工位，以便第一样本吸移机构1050从位于吸样工位的痰盒中吸取(例如通过穿刺吸取)经过前处理的待测痰液样本。在步骤S271中，进样通道1040将被吸取了待测痰液样本的痰盒从吸样工位运送回到进样工位，接着类似于根据图13c至图13f所示的过程卸载第一样本架，以便后续自动装载在第一样本容纳区1011中的下一个第二个样本架。步骤S272和S273与图27所示的步骤S172和S173相同，在此不再赘述。

结合图18以及图29描述第三个示例性的工作流程。在步骤S310中，用户手动将原始痰液加入到带有试剂的样本容器中，将样本容器放置在样本架上，并将样本架放置到第一容纳区1011中，然后通过样本运送机构1030(例如第三运送部)将第一个样本架自动装载到与第一容纳区1011对齐的支撑台1130上。在步骤S320中，样本运送机构1030将装载有待测痰液样本的样本容器运送至混匀单元10211进行混匀液化、例如涡旋振荡混匀或超声混匀。在步骤S330中，样本运送机构1030将经混匀的样本容器从混匀单元10211运送至静置单元10212进行静置孵育，以便充分液化；该静置单元10212具有加热功能，将样本容器中的样本维持在一定温度范围内，促进液化。在步骤S340中，样本运送机构1030将经过静置孵育的样本容器从静置单元10212运送至超声处理部1022进行细胞壁裂解，从而完成待测痰液样本的前处理。在步骤S350中，样本运送机构1030经过前处理的样本容器从超声处理部1022运送至进样通道1040的进样工位，进样通道1040将经过前处理的痰盒从进样工位运送至吸样工位，以便第一样本吸移机构1050从位于吸样工位的样本容器中吸取经过前处理的待测痰液样本。在步骤S361中，进样通道1040将被吸取了待测痰液样本的样本容器从吸样工位运送回到进样工位，接着类似于根据图13c至图13f所示的过程卸载第一样本架，以便后续自动装载在第一样本容纳区1011中的下一个第二个样本架。步骤S362和S363与图27所示的步骤S172和S173相同，在此不再赘述。

以上在说明书、附图以及权利要求书中提及的特征或者特征组合，只要在本申请的范围内是有意义的并且不会相互矛盾，均可以任意相互组合使用或者单独使用。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是在本申请的发明构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效变换方案，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (22)

1.一种分子诊断分析仪，包括样本容纳机构、样本前处理机构、样本运送机构、进样通道、第一样本吸移机构、核酸提取机构和聚合酶链式反应检测机构，其中：

所述样本容纳机构包括用于容纳多个用于装载待测痰液样本的样本容器的第一容纳区；

所述样本前处理机构用于对待测痰液样本进行前处理并且至少包括用于对待测痰液样本进行液化前处理的液化部；

所述样本运送机构用于将装载有待测痰液样本的样本容器从所述第一容纳区运送至所述液化部，以及将装载有经过前处理的待测痰液样本的样本容器从所述样本前处理机构运送至所述进样通道；

所述进样通道包括对应于所述样本前处理机构设置的进样工位、对应于所述核酸提取机构设置的吸样工位、运动机构，所述进样工位用于接收由所述样本运送机构运送的样本容器，所述运动机构用于将位于所述进样工位的样本容器运送至所述吸样工位；

所述第一样本吸移机构用于从位于所述吸样工位的样本容器中吸取经过前处理的待测痰液样本，并且将所吸取的待测痰液样本转移至所述核酸提取机构；

所述核酸提取机构用于对由所述第一样本吸移机构所吸取的待测痰液样本进行核酸提取；并且

所述聚合酶链式反应检测机构用于对由所述核酸提取机构所提取的核酸进行聚合酶链式反应检测。

2.根据权利要求1所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述样本容纳机构、所述样本前处理机构和所述样本运送机构被容纳在一个单独的壳体中，该壳体具有用于输出样本容器的出口以及用于将样本容器放入第一容纳区中的可封闭的入口；并且

所述核酸提取机构和所述聚合酶链式反应检测机构设置在所述壳体之外。

3.根据权利要求2所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述进样工位设置于所述壳体之内，所述吸样工位设置于所述壳体之外，并且所述进样通道延伸穿过所述出口。

4.根据权利要求2或3所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述分子诊断分析仪还包括过滤机构，该过滤机构用于过滤所述壳体中的空气。

5.根据权利要求4所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述过滤机构被构造为排风系统，所述壳体还包括与所述排风系统连接的排风口。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述样本容纳机构还包括用于容纳被吸取了待测痰液样本的样本容器的第二容纳区；并且

所述分子诊断分析仪还包括卸载机构，该卸载机构用于将被吸取了待测痰液样本的样本容器卸载到所述第二容纳区中。

7.根据权利要求6所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述第一容纳区设置在所述第二容纳区上方，并且所述卸载机构被构造为能在所述第一容纳区与所述第二容纳区之间升降的支撑台，以便将被吸取了待测痰液样本的样本容器从所述第一容纳区向下卸载到所述第二容纳区中。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述样本运送机构包括第一运送部和第二运送部，所述第一运送部用于将装载有待测痰液样本的样本容器从所述第一容纳区运送至所述液化部，并且所述第二运送部用于将装载有经过前处理的待测痰液样本的样本容器从所述样本前处理机构运送至所述进样通道；和/或

所述第一样本吸移机构包括第一吸样管和第一驱动部，所述第一吸样管用于从位于所述吸样工位的样本容器中吸取经过前处理的待测痰液样本，并且所述第一驱动部用于驱动所述第一吸样管运动，以便将所吸取的待测痰液样本转移至所述核酸提取机构。

9.根据权利要求8所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述样本运送机构还包括第三运送部，该第三运送部独立于所述第一运送部，所述第三运送部用于将所述第一容纳区中的样本容器分别运送至设置于所述第一容纳区中的前处理工位，而所述第一运送部还用于将位于所述前处理工位的样本容器运送至所述液化部。

10.根据权利要求8或9所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述第一容纳区还用于容纳多个用于装载待测原始痰液的痰盒；并且

所述分子诊断分析仪还包括用于制备待测痰液样本的样本制备机构，所述样本制备机构包括第二吸样管和第二驱动部，该第二吸样管用于从痰盒中吸取待测原始痰液，并且所述第二驱动部用于驱动所述第二吸样管运动，以便将所吸取的待测原始痰液转移到相应的样本容器中，从而所吸取的待测原始痰液在该样本容器中与试剂混合形成待测痰液样本。

11.根据权利要求10所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述第一容纳区用于容纳多个样本架，在每个样本架上能放置至少一个用于装载待测原始痰液的痰盒、至少一个用于装载试剂的样本容器和至少一个吸嘴；并且

所述第二吸样管被构造成利用每个样本架上的吸嘴将该样本架上的痰盒中的待测原始痰液吸移到该样本架上的样本容器中，以便所吸移的待测原始痰液在该样本容器中与试剂混合形成待测痰液样本。

12.根据权利要求11所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述样本容纳机构还包括第二容纳区，所述第二容纳区用于容纳放置有被吸取了待测痰液样本的样本容器的样本架；并且

所述分子诊断分析仪还包括卸载机构，所述卸载机构用于将放置有被吸取了待测痰液样本的样本容器的样本架从所述第一容纳区卸载到所述第二容纳区中。

13.根据权利要求12所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述第三运送部用于将所述第一容纳区中的样本架运送至所述前处理工位，而所述第一运送部用于将位于所述前处理工位的样本架上的样本容器运送至所述液化部。

14.根据权利要求13所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述第一运送部还用于将被吸取了待测痰液样本的样本容器运送回到相应的位于所述前处理工位的样本架上；并且

所述卸载机构还用于将位于所述前处理工位的放置有被吸取了待测痰液样本的样本容器的样本架卸载到所述第二容纳区中。

15.根据权利要求10所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述第一容纳区包括用于容纳装载了试剂的样本容器的第一子容纳区、用于容纳痰盒的第二子容纳区以及用于容纳吸嘴的第三子容纳区；

所述第二吸样管被构造成利用第三子容纳区中的吸嘴将第二子容纳区中的痰盒中的待测原始痰液吸移到第一子容纳区中的样本容器中，以便所吸移的待测原始痰液在该样本容器中与试剂混合形成待测痰液样本。

16.根据权利要求1至9中任一项所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述样本容器被构造为用于装载待测原始痰液的痰盒；并且

所述分子诊断分析仪还包括样本量识别机构和试剂吸移机构，其中，所述样本量识别机构用于识别痰盒中的原始痰液量，所述试剂吸移机构用于根据原始痰液量将相应量的试剂吸移到痰盒中，以便所吸移的试剂与痰盒中的待测原始痰液混合形成待测痰液样本。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述液化部至少包括混匀单元，所述混匀单元用于对样本容器中的待测痰液样本进行混匀，以便使待测痰液样本液化。

18.根据权利要求17所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述液化部还包括静置单元，所述静置单元用于容纳装载有经混匀的待测痰液样本的样本容器，所述静置单元具有构造用于对经混匀的待测痰液样本进行加热的第一加热模块。

19.根据权利要求17或18所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述样本前处理机构还包括超声处理部，该超声处理部用于对经混匀的待测痰液样本进行超声处理；并且

所述样本运送机构还用于将装载有经混匀的待测痰液样本的样本容器从所述液化部转移至所述超声处理部。

20.根据权利要求19所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述样本前处理机构还包括离心部，该离心部用于对经混匀的待测痰液样本进行离心提纯处理；并且

所述样本运送机构还用于将装载有经混匀的待测痰液样本的样本容器从所述液化部转移至所述离心部，并且将装载有经混匀的待测痰液样本的样本容器从所述离心部转移至所述超声处理部。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述样本容纳机构还包括用于容纳多个用于装载不同于痰液样本的其他生物样本的其他样本容器的第三容纳区；

所述样本运送机构还用于将其他样本容器运送至所述进样工位；并且

所述运动机构还用于将位于所述进样工位的其他样本容器运送至所述吸样工位。

22.根据权利要求1至21中任一项所述的分子诊断分析仪，其特征在于，所述分子诊断分析仪还包括耗材管理机构、试剂存储机构、体系构建机构和数据处理机构，其中：

所述耗材管理机构用于存储和供应反应管和吸嘴；

所述试剂存储机构用于存储聚合酶链式反应所需要的试剂；

所述体系构建机构用于配制聚合酶链式反应体系并且包括第二样本吸移机构，所述第二样本吸移机构用于利用由所述耗材管理机构供应的第一吸嘴从所述试剂存储机构吸取试剂并将所吸取的试剂转移到由所述耗材管理机构供应的反应管中，所述第二样本吸移机构还用于利用由所述耗材管理机构供应的第二吸嘴将由所述核酸提取机构提取的核酸吸移到装有试剂的反应管中，以制备待测样本液；

所述聚合酶链式反应检测机构还用于对由所述体系构建机构制备的待测样本液进行聚合酶链式反应检测，以获得检测数据；并且

所述数据处理机构用于基于所述检测数据获取待测样本液的核酸检测结果，并输出该核酸检测结果。