一种样品溶液管及检测装置
技术领域
本实用新型涉及检测领域,具体涉及一种样品溶液管及检测装置。
背景技术
核酸诊断是未来IVD(体外诊断)行业中最具活力的细分领域之一。我国传染病防治力度的加大、血筛核酸检测的推广以及个体化医疗的发展是国内核酸诊断发展的主要动力。在这些因素的推动下,国内核酸诊断未来增速将在25-30%之间,明显超越国内IVD行业平均增速。核酸诊断一方面造福于大型医疗中心,实现病原体、基因病等早期、快速、特异、高通量的检测。
POCT(point-of-care testing),中文为“即时检验”,是体外诊断(IVD)的一个新兴细分行业,是在采样现场即刻进行分析,省去标本在实验室检验时的复杂处理程序,快速得到检验结果的一类新方法。POCT的主要标准是不需要固定的检测场所,试剂和仪器是便携式的,并且可及时操作。POCT承担了实验室的职能但又无需传统的医院实验室设备,可以不受时间、地点限制、24小时全方位为病人服务。
但是,这些核酸扩增方法存在扩增产物易交叉污染的问题,由产物污染产生的假阳性信号会造成检测结果的错误判读。在靶核酸扩增操作过程中常可见样本间的交叉污染,污染可能来自阴性样本处理过程中引入的已知或未知的阳性物质,其通过空气污染或气溶胶造成假阳性反应。
现有技术中已发展了一系列方法来防止扩增产物的交叉污染,如参考文献1(CN105199940A)中公开了一种防污染便携式基因检测方法及装置,通过该装置可以将含有扩增产物的PCR管放入装置内进行密封后,刺破PCR管实现检测。防止核酸扩增产物污染,避免假阳性。但是该装置中,由于PCR管放置在装置内密封后,刺破操作比较困难,并且测试完成后的扩增产物依旧残留在装置内,一旦破损,扩增产物同样可能扩散到空气中,造成假阳性反应。
此外,参考文献2(CN203241416U)中也公开一种封闭式的层析试纸塑料卡盒,参考文献3(CN205574438U)中也公开了一种含有破管机构的密封性试管组件,这些检测装置操作上较为便利,但是扩增产物在检测后同样残留在装置内,有造成污染的风险。
因此,提供一种检测前及检测后污染可能性都较小的核酸检测装置,成为本领域亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决现有技术中的封闭式检测装置操作不便,且检测后依旧存在污染可能性的问题。为了解决上述问题,本实用新型公开了一种全新结构的封闭式样品溶液管及封闭式检测装置,通过该装置操作方便,并且可以有效的避免扩增产物扩散至空气中,造成假阳性反应。
本实用新型中公开了一种样品溶液管,包括侧壁、底壁和上壁,以及由侧壁、底壁和上壁共同围成的密封的样品溶液存放腔,侧壁包括同轴且依次相连的上侧壁、中侧壁和下侧壁,上侧壁和下侧壁为圆柱形,且上侧壁的直径大于下侧壁的直径,中侧壁为圆台,且从与上侧壁相连的一端至与下侧壁相连的一端的直径逐渐减小,中侧壁的外表面上设有一个或多个第一凸部,下侧壁的外表面上设有外螺纹。
采用上述技术方案,检测过程更易于操作,扩增产物泄漏可能性更小,通过斜面与第一通道贴合,可以更好的保证密封效果,并且由于样品溶液管通过螺纹方式与检测装置的壳体相连,连接结构更稳定,不易脱落,进一步避免扩增产物暴露,造成污染的可能。
根据本实用新型的另一具体实施方式,样品溶液管上部为开盖结构或密闭结构。
根据本实用新型的另一具体实施方式,样品溶液管的中侧壁外设有弹性体制成的密封环。
本实用新型中还公开了一种检测装置,包括壳体和前述任一种的样品溶液管,
壳体内设有容纳腔,容纳腔内从下到上依次设有液体储存槽、液体密封件、层析试纸和刺破机构,液体储存槽上表面设有开口,且开口由液体密封件密封,液体密封件可打开,壳体上表面设有第一通道,第一通道被设置成用于供样品溶液管插入,密封容纳腔,
第一通道设有与样品溶液管中侧壁匹配的斜面,斜面上设有与第一凸部匹配的环形的第一凹槽,当样品溶液管插入第一通道内,第一凸部和第一凹槽相互配合限制样品溶液管相对于第一通道在轴向上移动,
刺破机构包括圆筒形的定位部和位于定位部中轴线上的刺穿部,刺破机构还设有流体通道,第一通道上在斜面下方的位置还设有第三限位部,定位部上设有第四限位部,第三限位部和第四限位部相互配合限制刺破机构旋转,定位部内表面上设有内螺纹,样品溶液管的外表面上设有与内螺纹配合的外螺纹,旋转样品溶液管,刺破机构向上移动,刺破样品溶液管,样品溶液从流体通道流入容纳腔内。
采用上述技术方案,在检测过程中,容纳腔始终保持密封,避免了扩增产物向外泄露。更进一步地,在记录检测结果后,可以打开液体密封件,层析试纸就可以和核酸破坏试剂反应,完全去除检测装置中残留的核酸。这样即使在后继过程中,样品溶液管不慎脱落,或者是检测装置破损,造成内部暴露,也不会造成任何污染。允许样品溶液管通在轴向上保持不动,而过旋转使刺破机构向上移动来刺破样品溶液管,在刺破过程中,壳体内的气压不变,扩增产物的气溶胶并不会向外界泄漏,可以更好的避免污染。并且样品溶液管和壳体通过螺纹连接,连接结构更稳定,不易脱落,进一步避免扩增产物暴露,造成污染的可能。并且最终采用核酸破坏试剂去除检测装置中残留的核酸,进一步避免和后继过程中可能的污染。
根据本实用新型的另一具体实施方式,第三限位部为沿轴向延伸的第二凹槽,第四限位部为第二凸部。
根据本实用新型的另一具体实施方式,液体密封件可以移动,以打开液体储存槽,定位部下端设有第三凸部,液体密封件上设有对应的第三凹槽,刺破机构未向上移动之前,第三凸部设置在第三凹槽内。
根据本实用新型的另一具体实施方式,层析试纸上方设置有弹性下压结构,当液体密封件打开后,弹性下压结构将至少部分层析试纸压入液体储存槽。
根据本实用新型的另一具体实施方式,第一通道的插入端设有由弹性体制成的密封环,或样品溶液管的侧壁外设有弹性体制成的密封环。
根据本实用新型的另一具体实施方式,壳体上还设有透明区域,用于观察检测结果。
根据本实用新型的另一具体实施方式,液体储存槽内存放有核酸破坏试剂。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地说明:
图1是本实用新型提供的一种样品溶液管的剖视图;
图2是本实用新型提供的一种样品溶液管的结构示意图;
图3是本实用新型提供的样品溶液管和检测装置一种配合状态下的剖视图;
图4是本实用新型提供的样品溶液管和检测装置另一种配合状态下的剖视图;
图5是本实用新型提供的样品溶液管和检测装置一种配合状态下的结构示意图;
图6是本实用新型提供的样品溶液管和检测装置爆炸示意图;
图7是本实用新型提供的刺破机构的结构示意图;
图8是本实用新型提供的刺破机构的结构示意图。
附图标记:
样品溶液管 100
侧壁 110
上侧壁 111
中侧壁 112
下侧壁 113
第一凸部 114
底壁 120
凹部 121
上壁 130
样品溶液存放腔 140
密封环 150
壳体 200
容纳腔 210
液体储存槽 220
液体密封件 230
层析试纸 240
刺破机构 250
定位部 251
第四限位部 2511
第三凸部 2512
刺穿部 252
流体通道 253
第一通道 260
第一凹槽 261
第三限位部 262
透明区域 270
弹性下压结构 280
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍,但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反,结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解,以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外,为了避免混乱或模糊本实用新型的重点,有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实施例的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“底”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,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,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实用新型的限制。
术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实施例的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。
如图1和图2所示,本实用新型中公开了一种样品溶液管100,包括侧壁110、底壁120和上壁130,以及由侧壁110、底壁120和上壁130共同围成的密封的样品溶液存放腔140,侧壁110包括同轴且依次相连的上侧壁111、中侧壁112和下侧壁113,上侧壁111和下侧壁113为圆柱形,且上侧壁111的直径大于下侧壁113的直径,中侧壁112为圆台,且从与上侧壁111相连的一端至与下侧壁113相连的一端的直径逐渐减小。
中侧壁112的外表面上设有一个或多个第一凸部114,如果是多个第一凸部114,则多个第一凸部114可以位于中侧壁112的同一横截面上,下侧壁113的外表面上设有外螺纹(图中未示出),外螺纹位于第一凸部114的下方。
其中,第一凸部114的结构没有特殊的限定,只要能够配合第一凹槽261,在轴向方向上限制样品溶液管100相对于第一通道260的位置即可,第一凸部114可以是一个凸点,也可以是沿周向延伸的凸条,或者是一个完整的圆形凸环。从更有效且更稳定的限制样品溶液管100沿的轴向方向的位置的角度出发,优选第一凸部114为一个完整的圆形凸环,或者多个沿侧壁110周向均匀分布的凸点或者是凸条。
根据本实用新型的另一具体实施方式,如图1和图2所示,样品溶液管100中侧壁112上的第一凸部114为圆形凸环,第一凸部114下方的样品溶液管100下侧壁110为圆柱形侧壁,该圆柱形侧壁上设置有与刺破机构250的定位部251的内螺纹配合的外螺纹。
根据本实用新型的另一具体实施方式,本实用新型中的样品溶液管100为特制的PCR管,样品溶液管100的侧壁110可由一系列材料组成,其优选为导热性好,强度高,流动性好的材料制成,如金属、合金、导热塑料以及有机复合材料,高度1-3cm,优选2cm,大致形状可以类似普通PCR管,但有所区别。
根据本实用新型的另一具体实施方式,为了便于样品溶液管100在插入检测装置后被刺破机构250刺破,可以在样品溶液管100的底壁120上设有切痕,在刺破机构250刺向样品溶液管100的底壁120时,样品溶液管100底壁120沿切痕所在的位置破裂;或者相对于样品溶液管100的其他部位,可以将底壁120设置得较薄,便于刺破机构250刺破样品溶液管100。
进一步地,由于样品溶液管100的底壁120上设置有切痕或者将底壁120设置得较薄,样品溶液管100在插入检测装置之前,在取放过程中就可能会沿切痕或者是较薄的位置破损。因此,根据本实用新型的另一具体实施方式,将样品溶液管100的底壁120设置有一个凹部121,将切痕设置在凹部121内;或者是仅凹部121内的样品溶液管100管壁较薄,优选至少样品溶液管100底壁120中心位置处较薄,这样可以有效的避免取放过程中样品溶液管100破损。
根据本实用新型的另一具体实施方式,一般的样品溶液管100都是开盖结构,即上壁130是一个可开合的盖子,将需要扩增的样品和与扩增反应体系相关的试剂放入样品溶液管100后,在盖上盖子,实现密封。此外,样品溶液管100上部也可以直接是密闭结构,即上壁130和侧壁110固定相连,甚至直接一体成型,不可打开。使用时带细针的注射器穿破样品溶液管100的上壁130,注射反应体系,然后以封口膜或者较高熔点的蜡滴密封破口,以此可以更好的实现样品溶液管100的密封。
进一步地,针对某些贫困或者是落后区域,由于贫困、卫生条件差、卫生意识低、营养不良等原因,一直是传染病肆虐的重灾区。传染病发病率高,病死率高,高昂的治疗费用一般家庭难以负担。但是在这些地区,先进的传染病检验方法却无法普及,主要原因在于大部分地区供电困难,无法运转大型仪器;无法负担大型医学设备费用以及相应的维护设备费用;场地限制;患者也无法承担高昂的检查费用等等。而样品溶液管100内的扩增反应需要在特定的温度区间内进行,在上述区域检测人员可能很难获取温度恒温设备,不能当场检测,限制了核酸检测的即时性。
根据本实用新型的另一具体实施方式,样品溶液管100表面涂覆有至少两种可逆温敏变色材料。温敏变色材料的变色温度可以根据实际情况需要设定,具体的可逆温敏变色材料可采用市售产品。针对某一种扩增反应,若需要反应温度在第一温度T1和第二温度T2之间时,可以选择在样品溶液管100表涂覆两种温敏变色材料,第一种温敏变色材料的变色温度为第一温度T1,第二种温敏变色材料的变色温度为第二温度T2。这样在进行该种扩增反应时,当第一温敏材料变色而第二温敏材料未变色时,表明该温度正适于样品溶液管100内扩增反应进行。这样的话,可以直接将样品溶液管100放入暖水瓶内,调节冷热水的量控制暖水瓶内的水的温度,即可维持扩增反应的进行,不需要恒温设备,可以随时随地对样品进行检测。
举例来说,如最佳反应温度在38度左右,温敏涂料针对的温度可以选用2种,分别大于38和小于38,优选为37和39度,如果最佳反应温度在63度,那么温敏涂料可以选为62和64,温敏涂料涂抹的形状可以任意,但是优选为与温度对应的阿拉伯数字,如38度变色的温敏材料,显示为“38”。这样可以更直接的反应样品溶液管100的温度。
进一步地,样品溶液管100若是用于多种温度不同的扩增反应体系时,可以设置多种温敏变色材料。
根据本实用新型的另一具体实施方式,如图3至图6所示,本实用新型中还公开了一种检测装置,包括壳体200和前述任一种的样品溶液管100,
壳体200内设有容纳腔210,容纳腔210内从下到上依次设有液体储存槽220、液体密封件230、层析试纸240和刺破机构250,液体储存槽220上表面设有开口,且开口由液体密封件230密封,液体密封件230可打开,液体储存槽220内可以储存有核酸破坏试剂,例如次氯酸钠溶液或者是商用DNA去污剂等。
壳体200上表面设有圆柱形的第一通道260,第一通道260被设置成用于供样品溶液管100插入,且第一通道260的形状与样品溶液管100相配合,以密封容纳腔210,第一通道260的设有与样品溶液管100中侧壁112匹配的斜面,斜面上设有与第一凸部114匹配的环形的第一凹槽261,当样品溶液管100插入第一通道260内,第一凸部114和第一凹槽261相互配合限制样品溶液管100相对于第一通道260在轴向上移动,
如图7和图8所示,刺破机构250包括圆筒形的定位部251、位于定位部251中轴线上的刺穿部252,刺破机构250还设有流体通道253,第一通道260设有第三限位部262,定位部251上设有第四限位部2511,第三限位部262和第四限位部2511相互配合限制刺破机构250以定位部251的中心轴为转轴旋转,定位部251内表面上设有内螺纹(图中未示出),样品溶液管100的外表面上设有与内螺纹配合的外螺纹。
当将样品溶液管100插入第一通道260内并旋转样品溶液管100时,如图3所示,由于第一凸部114和环形的第一凹槽261配合,样品溶液管100只能旋转,而不能够相对于第一通道260向内插入。并且随着样品溶液管100旋转,由于样品溶液管100侧壁110上的外螺纹与定位部251上的内螺纹相配合,定位部251会带动刺穿部252向样品溶液管100移动至图4所示的位置(图4中液体密封件230已经打开,但在检测未完成前液体密封件230不能打开,此处仅用图4来展示刺破机构250和样品溶液管100的相对位置关系),刺破样品溶液管100,样品溶液从流体通道253流入容纳腔210内。容纳腔210内的层析试纸240就可以对样品进行检测,检测人员可以通过检测结果观察区域270域观察检测结果。
采用上述技术方案,在检测过程中,容纳腔210始终保持密封,避免了扩增产物向外泄露。更进一步地,在记录检测结果后,如图4所示,可以打开液体密封件230,层析试纸240就可以和核酸破坏试剂反应,完全去除检测装置中残留的核酸。这样即使在后继过程中,样品溶液管100不慎脱落,或者是检测装置破损,造成内部暴露,也不会造成任何污染。
除此之外,在现有技术中向下插入样品溶液管100,而刺破机构250维持不动的方式中,由于壳体200内的气体受到压缩,可能会有扩增产物从样品溶液管100和壳体200连接的缝隙里泄漏,造成污染。而通过本实用新型提供的全新结构的封闭的检测装置,该装置允许样品溶液管100在轴向上保持不动,而是通过旋转使刺破机构250向上移动来刺破样品溶液管100,在刺破过程中,壳体200内的气压不变,扩增产物的气溶胶并不会向外界泄漏,可以更好的避免污染。并且样品溶液管100和壳体200通过螺纹连接,连接结构更稳定,不易脱落,进一步避免扩增产物暴露,造成污染的可能。并且最终采用核酸破坏试剂去除检测装置中残留的核酸,进一步避免和后继过程中可能的污染。
根据本实用新型的另一具体实施方式,第三限位部262为沿轴向延伸的第二凹槽,第四限位部2511为第二凸部。第二凸部可以是凸点,也可以是沿轴向延伸的凸条;并且第二凹槽的长度要允许刺破机构250向上移动至刺破样品溶液管100的位置。在样品溶液管100插入定位部251内并开始旋转前,第二凸部位于第二凹槽的最下端,随着样品溶液管100旋转,整个刺破机构250向上移动,第二凸部沿第二凹槽向上移动,直至刺破机构250刺穿样品溶液管100底壁120。
进一步地,从更可靠的角度出发,还可以设有多个第二凸部和与之配合的沿轴向延伸的第二凹槽,优选,多个第二凸部和与之配合的沿轴向延伸的第二凹槽沿第一通道260的周向均匀分布。
很容易可以想到的是,也可以将第三限位部262设置为第二凸部,第四限位部2511设置为沿轴向延伸的第二凹槽。
根据本实用新型的另一具体实施方式,如图3至图6所示,壳体200上设有通孔,液体密封件230通过通孔穿设在壳体200上,液体密封件230包括位于壳体200外的操作部和位于壳体200内的密封部,密封部密封液体储存槽220上表面,且液体密封件230具有第一位置和第二位置,当检测装置未使用时,液体密封件230位于图3所示的第一位置,通过操作部,可以将液体密封件230移动至图4所示的第二位置,打开液体储存槽220,在整个过程中,液体密封件230与壳体200始终密封连接,容纳腔210始终处于密封状态,扩增产物不会泄露。
根据本实用新型的另一具体实施方式,定位部251下端设有第三凸部2512,液体密封件230上设有对应的第三凹槽。刺破机构250未向上移动之前,第三凸部2512设置在第三凹槽内。由于第三凸部2512和第三凹槽的配合,液体密封件230始终处于第一位置,不能够被移动至第二位置,在样品溶液管100插入定位部251并旋转提升刺破机构250后,第三凸部2512也随之向上移动,从第三凹槽内脱离。此时,检测人员可以通过操作部将液体密封件230从第一位置移动至第二位置,打开液体储存槽220,层析试纸240可以和液体储存槽220内的破坏液体接触。
根据本实用新型的另一具体实施方式,层析试纸240上方设置有弹性下压结构280,当液体密封件230打开后,弹性下压结构280将至少部分层析试纸240压入液体储存槽220。弹性下压结构280没有特殊的限定,可以是弹簧也可以是一个弹片。
进一步地,实现容纳腔210密封的具体结构可以参照现有技中已有的任何方式,本实用新型中不在赘述,例如第一通道260可以通过将形状设置得与样品溶液管100相匹配,在样品溶液管100插入第一通道260后,二者的表面相贴合,实现容纳腔210的密封。根据本实用新型的另一具体实施方式,为了更有效的避免扩展产物泄露到空气中,还可以在第一通道260的插入端设有由弹性体制成的密封环,或样品溶液管100的侧壁110外设有弹性体制成的密封环150,如在样品溶液管100的中侧壁111上设置有密封环150。
根据本实用新型的另一具体实施方式,壳体上还设有透明区域270,用于观察检测结果。
综上所述,通过本实用新型提供的全新结构的封闭的检测装置,在检测过程中,容纳腔始终保持密封,避免了扩增产物向外泄露。更进一步地,该装置允许样品溶液管通在轴向上保持不动,而过旋转使刺破机构向上移动来刺破样品溶液管,在刺破过程中,壳体内的气压不变,扩增产物的气溶胶并不会向外界泄漏,可以更好的避免污染。并且样品溶液管和壳体通过螺纹连接,连接结构更稳定,不易脱落,进一步避免扩增产物暴露,造成污染的可能。并且最终采用核酸破坏试剂去除检测装置中残留的核酸,进一步避免和后继过程中可能的污染。
虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式,已经对本实用新型进行了图示和描述,但本领域的普通技术人员应该明白,以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变,包括做出若干简单推演或替换,而不偏离本实用新型的精神和范围。