CN215856086U - 一种核酸检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种核酸检测装置，所述的核酸检测装置包括壳体，所述的壳体内设置有电路板，所述的电路板上设置有驱动电机、扩增板和荧光检测模块，所述的驱动电机与扩增板电性连接，所述的驱动电机用于带动扩增板旋转，所述的扩增板上设置有至少一个扩增舱，所述的荧光检测模块对各个扩增舱进行实时检测。本实用新型实现了一次注样，多次检测的目的，同时也避免了多次注样产生的检测误差。

Description

一种核酸检测装置

技术领域

本实用新型属于核酸检测技术领域，涉及一种核酸检测装置。

背景技术

通常的病毒检测有三种手段：全基因测序、核酸检测、免疫蛋白检测。另外，CT技术也成为非常重要的检测技术，但价格昂贵并且不便捷不适用于室外，比如海关、普通诊所进行检测。

相比而言，核酸检测具有显著优势，包括自动化的检测流程、高通量化，样品进数据出的大型平台式检测方式、即时现场检测。因此核酸检测在疾病诊断、环境监测、食品安全等领域得到了广泛的应用。其检测过程主要包括三个步骤：核酸提取、核酸扩增、核酸检测。传统检测方法主要依赖于实验室大型仪器分析，如PCR仪、全基因组测序系统等。这些方法具有高灵敏度、高准确性的特点，但是其检测成本高昂、检测时间长、需要专业测试人员，因此这些方法很难推广应用到家庭或者社区环境中。

CN110452813A一种滑动核酸检测装置，包括底板；固定座，设于底板上，固定座上设有滑槽，滑槽的一端设有血液过滤装置，用于过滤血液以获取血清，滑槽的另一端设有恒温装置，用于在血清核酸扩增时提供恒温；滑杆，滑杆滑动连接于滑槽，滑杆的一端设有取样片，用于获取血液过滤装置过滤后的血清；试剂添加装置，设于滑槽上，用于对取样片添加试剂；驱动装置，设于滑杆的另一端，用于驱动滑杆滑动；荧光读取装置，用于对取样片的核酸扩增结果进行荧光读取。该方案涉及的一种滑动核酸检测装置，通过滑动的方式实现核酸样本的提取和扩增，并对能够扩增结果进行检测。

CN111979094A公开了一种核酸检测装置，包括：机架，设有样品放置位；图像采集器，设在所述机架上并位于样品放置位的上方；光源组件，设在所述机架上并位于样品放置位的上方；所述光源组件用于照射出仅用于激发荧光的光源；遮光部件，至少绕设在所述光源组件的出光面和所述图像采集器的镜头的外周一圈，并且所述遮光部件的底部至少部分延伸至所述样品放置位的外周。

CN212894754U公开了一种PCR荧光核酸检测装置，该装置包括微流体芯片、蓝光LED组件、黄光LED组件、PCR荧光检测仪、温控装置及控制电路板，其中，微流体芯片用于进行核酸的PCR核酸扩增反应，蓝、黄光LED组件位于微流体芯片上方，分别用于出射蓝光、黄光至微流体芯片表面；PCR荧光检测仪位于微流体芯片上方，并位于蓝、黄光LED组件之间，用于采集来自微流体芯片的荧光信号；温控装置位于微流体芯片下方，用于调节微流体芯片的温度；控制电路板与蓝、黄光LED组件、PCR荧光检测仪及温控装置连接。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种核酸检测装置，本实用新型提供的核酸检测装置实现了一次注样，多次检测的目的，同时也避免了多次注样产生的检测误差。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种核酸检测装置，所述的核酸检测装置包括壳体，所述的壳体内设置有电路板，所述的电路板上设置有驱动电机、扩增板和荧光检测模块，所述的驱动电机与扩增板电性连接，所述的驱动电机用于带动扩增板旋转，所述的扩增板上设置有至少一个扩增舱，所述的荧光检测模块对各个扩增舱进行实时检测。

本实用新型设置了可旋转的扩增板，待测样本经核酸提取后进入扩增板并分别进入不同的扩增舱，扩增舱内预先放入不同的扩增试剂，驱动电机带动扩增板旋转，在旋转过程中，荧光检测模块对扩增舱逐一进行实时荧光检测，由此实现了一次注样，多次检测的目的，同时也避免了多次注样产生的检测误差。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的扩增板设置于电路板的中心区域。

所述扩增板外缘沿周向设置有至少一个所述的扩增舱。

所述扩增板的中心处还开设有进液舱，所述进液舱独立连通各个扩增舱。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的核酸检测装置还包括配合使用的试剂管，所述的试剂管内预先放入提取试剂，待测样本与试剂管内的提取试剂进行核酸提取反应。

所述的壳体一端插入针管，所述的针管伸入壳体的一端与进液舱对接，所述的针管刺入试剂管，所述的试剂管内的反应物由试剂管流入进液舱，并经进液舱分流进入各个扩增舱，与扩增舱内的扩增试剂发生核酸扩增反应，在核酸扩增过程中通过荧光检测模块对反应物进行荧光检测。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的荧光检测模块包括激发光源、光电传感器和数据处理器，所述的激发光源、扩增舱和光电传感器位于同一光路上，所述的激发光源发出的激发光照射扩增舱内的反应物，反应物产生的荧光信号由光电传感器接收。

所述的光电传感器与数据处理器电性连接，所述的数据处理器将光电传感器传输的电信号转化为图像信号，并对荧光图像进行处理分析，判定核酸检测结果。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的光电传感器内部设置有光电转换模块、信号放大模块和信号去噪模块。

所述的光电转换模块用于将荧光信号转换为电信号，电信号传输至信号放大模块，所述的信号放大模块对电信号放大，放大后的电信号传输至信号去噪模块，进行电信号去噪。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的壳体内还设置有温控模块，所述的温控模块包括加热膜和测温电阻，所述的加热膜用于对扩增舱进行加热或降温，所述的测温电阻用于测量扩增舱内的反应温度，所述的测温电阻电性连接所述的数据处理器，所述的数据处理器反馈控制所述的加热膜，所述的测温电阻将反应温度传输至数据处理器，所述的数据处理器根据实时反应温度控制加热膜。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的加热膜位于扩增板和电路板之间，所述的加热膜为环形结构。

所述的激发光源位于环形加热膜的中心处，所述的光电传感器位于扩增板外周，所述的扩增板以激发光源为中心旋转。

本实用新型将激发光源设置于扩增板的中心区域，激发光源向四周发射的激发光照射至各个扩增舱，而光电传感器仅接收位置对应的扩增舱发出的荧光信号。随着扩增板的不断旋转，光电传感器逐一接收各个扩增舱发出的荧光信号，并进行实时检测。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的加热膜外周还设置有透光板，所述的透光板内部开设有光路通道，由中心向外周方向，所述的激发光源、扩增舱、光路通道和光电传感器位于同一条光路上，所述的激发光源发出的激发光照射扩增舱内的反应物，反应物激发后产生的荧光信号经光路通道引导进入光电传感器。

本实用新型设置透光板的目的在于：(1)将不同扩增舱发出的激发光聚拢，提高检测精度；(2)区分不同扩增舱发出的激发光，避免不同激发光相互影响，造成结果误判。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的壳体内还设置有上盖板，所述的上盖板与扩增板相互扣合。

所述的上盖板与扩增板的贴合面处设置有密封膜。

本实用新型的密封膜采用弹性材料，要求弹性材料具备疏水、不吸附核酸和耐高温等特性，对于所选弹性材料的具体种类不作要求和限定。密封膜设置于上盖板与扩增板之间，当上盖板与扩增板相互扣合时，通过密封膜提高上盖板与扩增板之间的密封效果。

所述的上盖板表面开设有进液口，所述的针管一端插入进液口，检测开始时，所述的针管穿过进液舱并捅破密封膜后伸入进液舱。

所述针管远离上盖板的一端设置有挡板，所述针管外周设置有密封件。

本实用新型提供的密封件为夹套结构，套内填充有弹性材料，密封件主要用于密封上盖板，确保整个核酸检测装置只能通过针管与外界环境接触。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的壳体上设置有指示灯阵列，所述的指示灯阵列电性连接所述的数据处理器，所述的数据处理器根据核酸检测结果控制指示灯阵列显示阳性或阴性。

示例性地，本实用新型提供的核酸检测装置的工作原理为：

(1)待测样本加入试剂管内，与试剂管内的提取试剂混合进行核酸提取反应得到反应物；检测针管刺破试剂管，试剂管内的反应物经针管流入进液舱，并由进液舱分流至各个扩增舱，反应物与扩增舱内的扩增试剂混合完成核酸扩增得到反应液；

(2)激发光源向扩增舱发出激发光，扩增舱内的反应液产生的荧光信号经光路通道引导进入光电传感器，光电转换模块将荧光信号转换为电信号，电信号经放大和去噪后传输至数据处理器，数据处理器将去噪后的电信号转化为图像信号，并对荧光图像进行处理分析，判定核酸检测结果；

(3)在驱动电机的带动下，扩增板持续旋转，荧光检测模块对各个扩增舱逐一进行实时检测。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型设置了可旋转的扩增板，待测样本经核酸提取后进入扩增板并分别进入不同的扩增舱，扩增舱内预先放入不同的扩增试剂，驱动电机带动扩增板旋转，在旋转过程中，荧光检测模块对扩增舱逐一进行实时荧光检测，由此实现了一次注样，多次检测的目的，同时也避免了多次注样产生的检测误差。

附图说明

图1为本实用新型一个具体实施方式提供的核酸检测装置的爆炸图；

图2为本实用新型一个具体实施方式提供的试剂管的结构示意图。

其中，1-挡板；2-针管；3-密封件；4-上盖板；5-密封膜；6-扩增板；7-加热膜；8-激发光源；9-光电传感器；10-上电路板；11-下电路板；12-试剂管。

具体实施方式

需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种核酸检测装置，所述的核酸检测装置如图1所示，包括壳体，壳体内设置有电路板，电路板上设置有驱动电机、扩增板6和荧光检测模块，驱动电机与扩增板6电性连接，驱动电机用于带动扩增板6旋转，扩增板6上设置有至少一个扩增舱，荧光模块对各个扩增舱进行实时检测。

本实用新型设置了可旋转的扩增板6，待测样本经核酸提取后进入扩增板6 并分别进入不同的扩增舱，扩增舱内预先放入不同的扩增试剂，驱动电机带动扩增板6旋转，荧光检测模块对扩增舱逐一进行实时荧光检测，由此实现了一次注样，多次检测的目的，同时也避免了多次注样产生的检测误差。

进一步地，扩增板6设置于电路板的中心区域。扩增板6外缘沿周向设置有至少一个扩增舱。扩增板6的中心处还开设有进液舱，进液舱独立连通各个扩增舱。可选地，电路板包括电性插接的上电路板10和下电路板11。

进一步地，核酸检测装置还包括配合使用的试剂管12(如图2所示)，试剂管12内预先放入提取试剂，待测样本与试剂管12内的提取试剂进行核酸提取反应。

壳体一端插入针管2，针管2伸入壳体的一端与进液舱对接，针管2刺入试剂管12，试剂管12内的反应物由试剂管12流入进液舱，并经进液舱分流进入各个扩增舱，与扩增舱内的扩增试剂发生核酸扩增反应，在扩增过程中通过荧光检测模块对反应物进行荧光检测。

进一步地，荧光检测模块包括激发光源8、光电传感器9和数据处理器，激发光源8、扩增舱和光电传感器9位于同一光路上，激发光源8发出的激发光照射扩增舱内的反应物，反应物产生的荧光信号由光电传感器9接收。

光电传感器9与数据处理器电性连接，数据处理器将光电传感器9传输的电信号转化为图像信号，并对荧光图像进行处理分析，判定核酸检测结果。

进一步地，光电传感器9内部设置有光电转换模块、信号放大模块和信号去噪模块。光电转换模块用于将荧光信号转换为电信号，电信号传输至信号放大模块，信号放大模块对电信号放大，放大后的电信号传输至信号去噪模块，进行电信号去噪。

进一步地，壳体内还设置有温控模块，温控模块包括加热膜7和测温电阻，加热膜7用于对扩增舱进行加热或降温，测温电阻用于测量扩增舱内的反应温度，测温电阻电性连接数据处理器，数据处理器反馈控制加热膜7，测温电阻将反应温度传输至数据处理器，数据处理器根据实时反应温度控制加热膜7。

进一步地，加热膜7位于扩增板6和电路板之间，加热膜7为环形结构。激发光源8位于环形加热膜7的中心处，光电传感器9位于扩增板6外周，扩增板6以激发光源8为中心旋转。

本实用新型将激发光源8设置于扩增板6的中心区域，激发光源8向四周发射的激发光照射至各个扩增舱，而光电传感器9仅接收位置对应的扩增舱发出的荧光信号。随着扩增板6的不断旋转，光电传感器9逐一接收各个扩增舱发出的荧光信号，并进行实时检测。

进一步地，加热膜7外周还设置有透光板，透光板内部开设有光路通道，由中心向外周方向，激发光源8、扩增舱、光路通道和光电传感器9位于同一条光路上，激发光源8发出的激发光照射扩增舱内的反应物，反应物激发后产生的荧光信号经光路通道引导进入光电传感器9。

本实用新型设置透光板的目的在于：(1)将不同扩增舱发出的激发光聚拢，提高检测精度；(2)区分不同扩增舱发出的激发光，避免不同激发光相互影响，造成结果误判。

进一步地，壳体内还设置有上盖板4，上盖板4与扩增板6相互扣合。上盖板4与扩增板6的贴合面处设置有密封膜5。

本实用新型的密封膜5采用弹性材料，要求弹性材料具备疏水、不吸附核酸和耐高温等特性，对于所选弹性材料的具体种类不作要求和限定。密封膜5 设置于上盖板4与扩增板6之间，当上盖板4与扩增板6相互扣合时，通过密封膜5提高上盖板4与扩增板6之间的密封效果。

上盖板4表面开设有进液口，针管2一端插入进液口，检测开始时，针管2 穿过进液舱并捅破密封膜5后伸入进液舱。针管2远离上盖板4的一端设置有挡板1，针管2外周设置有密封件3。

本实用新型提供的密封件3为夹套结构，套内填充有弹性材料，密封件3 主要用于密封上盖板4，确保整个核酸检测装置只能通过针管2与外界环境接触。

进一步地，壳体上设置有指示灯阵列，指示灯阵列电性连接数据处理器，数据处理器根据核酸检测结果控制指示灯阵列显示阳性或阴性。

示例性地，本实用新型提供的核酸检测装置的工作原理为：

(1)待测样本加入试剂管12内，与试剂管12内的提取试剂混合进行核酸提取反应得到反应物；检测针管2刺破试剂管12，试剂管12内的反应物经针管 2流入进液舱，并由进液舱分流至各个扩增舱，反应物与扩增舱内的扩增试剂混合完成核酸扩增得到反应液；

(2)激发光源8向扩增舱发出激发光，扩增舱内的反应液产生的荧光信号经光路通道引导进入光电传感器9，光电转换模块将荧光信号转换为电信号，电信号经放大和去噪后传输至数据处理器，数据处理器将去噪后的电信号转化为图像信号，并对荧光图像进行处理分析，判定核酸检测结果；

(3)在驱动电机的带动下，扩增板6持续旋转，荧光检测模块对各个扩增舱逐一进行实时检测。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种核酸检测装置，其特征在于，所述的核酸检测装置包括壳体，所述的壳体内设置有电路板，所述的电路板上设置有驱动电机、扩增板和荧光检测模块，所述的驱动电机与扩增板电性连接，所述的驱动电机用于带动扩增板旋转，所述的扩增板上设置有至少一个扩增舱，所述的荧光检测模块对各个扩增舱进行实时检测。

2.根据权利要求1所述的核酸检测装置，其特征在于，所述的扩增板设置于电路板的中心区域；

所述扩增板外缘沿周向设置有至少一个所述的扩增舱；

所述扩增板的中心处还开设有进液舱，所述进液舱独立连通各个扩增舱。

3.根据权利要求1所述的核酸检测装置，其特征在于，所述的核酸检测装置还包括配合使用的试剂管，所述的试剂管内预先放入提取试剂，待测样本与试剂管内的提取试剂进行核酸提取反应；

所述的壳体一端插入针管，所述的针管伸入壳体的一端与进液舱对接，所述的针管刺入试剂管，所述的试剂管内的反应物由试剂管流入进液舱，并经进液舱分流进入各个扩增舱，与扩增舱内的扩增试剂发生核酸扩增反应，在核酸扩增过程中通过荧光检测模块对反应物进行荧光检测。

4.根据权利要求1所述的核酸检测装置，其特征在于，所述的荧光检测模块包括激发光源、光电传感器和数据处理器，所述的激发光源、扩增舱和光电传感器位于同一光路上，所述的激发光源发出的激发光照射扩增舱内的反应物，反应物产生的荧光信号由光电传感器接收；

所述的光电传感器与数据处理器电性连接，所述的数据处理器将光电传感器传输的电信号转化为图像信号，并对荧光图像进行处理分析，判定核酸检测结果。

5.根据权利要求4所述的核酸检测装置，其特征在于，所述的光电传感器内部设置有光电转换模块、信号放大模块和信号去噪模块；

所述的光电转换模块用于将荧光信号转换为电信号，电信号传输至信号放大模块，所述的信号放大模块对电信号放大，放大后的电信号传输至信号去噪模块，进行电信号去噪。

6.根据权利要求4所述的核酸检测装置，其特征在于，所述的壳体内还设置有温控模块，所述的温控模块包括加热膜和测温电阻，所述的加热膜用于对扩增舱进行加热或降温，所述的测温电阻用于测量扩增舱内的反应温度，所述的测温电阻电性连接所述的数据处理器，所述的数据处理器反馈控制所述的加热膜，所述的测温电阻将反应温度传输至数据处理器，所述的数据处理器根据实时反应温度控制加热膜。

7.根据权利要求6所述的核酸检测装置，其特征在于，所述的加热膜位于扩增板和电路板之间，所述的加热膜为环形结构；

所述的激发光源位于环形加热膜的中心处，所述的光电传感器位于扩增板外周，所述的扩增板以激发光源为中心旋转。

8.根据权利要求6所述的核酸检测装置，其特征在于，所述的加热膜外周还设置有透光板，所述的透光板内部开设有光路通道，由中心向外周方向，所述的激发光源、扩增舱、光路通道和光电传感器位于同一条光路上，所述的激发光源发出的激发光照射扩增舱内的反应物，反应物激发后产生的荧光信号经光路通道引导进入光电传感器。

9.根据权利要求3所述的核酸检测装置，其特征在于，所述的壳体内还设置有上盖板，所述的上盖板与扩增板相互扣合；

所述的上盖板与扩增板的贴合面处设置有密封膜；

所述的上盖板表面开设有进液口，所述的针管一端插入进液口，检测开始时，所述的针管穿过进液舱并捅破密封膜后伸入进液舱；

所述针管远离上盖板的一端设置有挡板，所述针管外周设置有密封件。

10.根据权利要求4所述的核酸检测装置，其特征在于，所述的壳体上设置有指示灯阵列，所述的指示灯阵列电性连接所述的数据处理器，所述的数据处理器根据核酸检测结果控制指示灯阵列显示阳性或阴性。

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