CN217677573U - 样本检测处理装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种样本检测处理装置,装置本体,装置本体上设有加样口;第一中央腔室设于装置本体内;多个试剂腔室沿第一中央腔室的周向布置,加样口与其中一个试剂腔室连通;第二中央腔室设于装置本体内;中间腔室设于第一中央腔室和第二中央腔室之间;多个特殊试剂腔室沿第二中央腔室的周向布置;液路控制机构可转动地设于第一中央腔室以及所述第二中央腔室底部,用于为第一中央腔室、中间腔室、第二中央腔室之间提供流通通道;液路流通组件与液路控制机构连接;扩增反应组件通过液路流通组件与液路控制机构连通。本申请在一个耗材中实现样本前处理、分液、多个独立PCR扩增反应,减少交叉污染的风险,提高分液的精准度以及检测准确性。
Description
技术领域
本申请涉及生物检测技术领域,具体而言,涉及一种样本检测处理装置。
背景技术
基因检测(核酸检测)广泛应用于疾病检测、生物分析、生物医药等领域。核酸检测过程包括对样本采样、样品的前处理(样品裂解、洗涤、烘干、洗脱以及PCR扩增(对基因进行聚合酶链式反应)等)。在核酸检测过程中,经过前处理后的样本再转移到PCR反应管中进行荧光检测。
针对定量样本转移过程中,与PCR反应管相连的流道中通常布置特殊试剂,样本转移过程中存在交叉污染风险,将导致样本检测的精度降低。
实用新型内容
本申请的目的是提供一种样本检测处理装置,可根据检测需求定量转移样本,同时能够降低样本处理过程中的交叉污染风险,提高检测精度。
本申请的实施例是这样实现的:
一种样本检测处理装置,包括:
装置本体,所述装置本体上设有加样口;
第一中央腔室,设于所述装置本体内;
多个试剂腔室,沿所述第一中央腔室的周向布置,所述加样口与其中一个所述试剂腔室连通;
第二中央腔室,设于所述装置本体内;
中间腔室,设于所述第一中央腔室和所述第二中央腔室之间;
多个特殊试剂腔室,沿所述第二中央腔室的周向布置;
液路控制机构,可转动地设于所述第一中央腔室以及所述第二中央腔室底部,用于为所述第一中央腔室、所述中间腔室、所述第二中央腔室之间提供流通通道;
液路流通组件,设于所述装置本体内,与所述液路控制机构连接;
扩增反应组件,设于所述装置本体底部,所述扩增反应组件通过所述液路流通组件与所述液路控制机构连通。
在上述技术方案中,第一中央腔室、中间腔室、第二中央腔室、多个试剂腔室、多个特殊试剂腔室集成在一个样本检测处理装置本体内,通过将多个试剂腔室沿第一中央腔室周向布置,使样本前处理、消磁、裂解、洗涤、洗脱以及PCR扩增(对基因进行聚合酶链式反应)实现集中式处理,进而便于作业和节省作业时间,有利于提高样本的处理效率。其次,通过在第二中央腔室周向布置多个特殊试剂腔室,除了可以实现通用试剂检测外,还可以实现特殊试剂的检测。设置的多个扩增反应组件可以实现多个独立PCR 检测,由于所有试剂的提取和注射均在样本检测处理装置内部进行,从而可方便地杜绝外界因素的干扰,减少交叉污染的风险,提高检测准确性。
再者,在样本检测过程时,可根据样本使用体积的需求,将中间腔室的样本平均转移到每个特殊试剂腔室内,再借助液路流通组件,实现样本在特殊试剂腔室和扩增反应组件之间交换,实现样本一分多的功能,分液的精准度提高,分液体积可根据具体要求进行控制。
因此,采用本申请的样本检测处理装置不仅能够在一个耗材中实现样本前处理、分液、多个独立PCR扩增反应,同时可以根据样本使用体积的需求,实现样本一分多的功能,提高分液的精准度,试剂的提取和注射均在样本检测处理装置内部进行,减少了交叉污染风险。
于一实施例中,气路控制机构,可转动地设于所述第一中央腔室以及所述第二中央腔室上,用于为所述第一中央腔室、所述中间腔室、所述第二中央腔室之间提供气路通道。
在上述技术方案中,针对小体积样本分液检测处理过程,通过设置气路控制机构,使用气压源作为动力源驱动样本进行转移、分液,可以降低样本液体压强波动,使分液过程的精度提高;气压源与试剂不直接接触,可减少检测过程中交叉污染的风险。
于一实施例中,所述气路控制机构包括:
第一气路控制件,可转动地设于所述第一中央腔室上,所述第一气路控制件上设有第一进气孔一、第一进气孔二和第一出气孔,所述第一出气孔与所述第一中央腔室连接;
所述试剂腔室上设有第一试剂腔室孔,所述中间腔室上设有第一中间腔室孔,所述第一气路控制件能够相对于所述第一中央腔室转动,以使所述第一进气孔一择一地与所述第一试剂腔室孔、所述第一中间腔室孔连通;
第二气路控制件,可转动地设于所述第二中央腔室上,所述第二气路控制件上设有第二进气孔一、第二进气孔二和第二出气孔,所述第二出气孔与所述第二中央腔室连接;
所述特殊试剂腔室上设有第一特殊试剂腔室孔,所述中间腔室上设有第二中间腔室孔,所述第二气路控制件能够相对于所述第二中央腔室转动,以使所述第二进气孔一择一地与所述第一特殊试剂腔室孔、所述第二中间腔室孔连通;
第一气路组件,连接所述第一进气孔一和所述第二进气孔一,用于提供气源;
第二气路组件,连接所述第一进气孔二和所述第二进气孔二,用于提供气源。
在上述技术方案中,通过设置气路控制机构作为动力源,代替离心驱动,可使样本检测处理装置内的样本流通通道维持平衡压力(无压差或低压差),也可以保证整个装置的密闭性,防止样本泄漏或受潮,从而影响其使用。
于一实施例中,所述液路控制机构包括:
第一液路控制件,所述第一液路控制件内设有第一上表面液路通道;
所述第一液路控制件能够相对于所述第一中央腔室转动,以使所述第一上表面液路通道择一地与所述试剂腔室连通;或者,所述第一上表面液路通道与所述中间腔室连通;
第二液路控制件,所述第二液路控制件内设有第二上表面液路通道和第二下表面液路通道;
所述第二液路控制件能够相对于所述第二中央腔室转动,以使所述第二上表面液路通道与所述中间腔室连通;或者,所述第二上表面液路通道择一地与所述特殊试剂腔室连通,所述第二下表面液路通道与所述特殊试剂腔室连通。
在上述技术方案中,通过设置第一液路控制件,可以实现样本在第一中央腔室和试剂腔室,以及第一中央腔室和中间腔室之间的灵活转移;通过设置第二液路控制件,可以实现样本在中间腔室和特殊试剂腔室的灵活转移、精确分液,样本转移、分液过程处于密封无菌环境,减少污染,避免样本发生泄漏。
于一实施例中,所述第一上表面液路通道包括:第一液路孔一、第一液路孔二以及第一流路通道,所述第一液路孔一与所述第一中央腔室底部连接,所述第一流路通道连接所述第一液路孔一和第一液路孔二;
所述试剂腔室上设有第二试剂腔室孔,所述中间腔室上设有第三中间腔室孔,所述第一液路控制件能够相对于所述第一中央腔室转动,以使所述第一液路孔二择一地与所述第二试剂腔室孔、所述第三中间腔室孔连通;
所述第二上表面液路通道包括:第二液路孔一、第二液路孔二、第二流路通道一,所述第二液路孔一与所述第二中央腔室底部连接,所述第二流路通道一连接所述第二液路孔一和第二液路孔二;
所述特殊试剂腔室上设有第二特殊试剂腔室孔,所述中间腔室上设有第四中间腔室孔,所述第二液路控制件能够相对于所述第二中央腔室转动,以使所述第二液路孔二择一地与所述第二特殊试剂腔室孔、所述第四中间腔室孔连通;
所述第二下表面液路通道包括:第二液路孔三、第二液路孔四、第二流路通道二,所述第二流路通道二连接所述第二液路孔一和所述第二液路孔三;
所述特殊试剂腔室上设有第三特殊试剂腔室孔,所述第二液路控制件能够相对于所述第二中央腔室转动,以使所述第二液路孔四择一地与所述第三特殊试剂腔室孔连通。
在上述技术方案中,通过设置第一上表面液路通道,配合第一气路控制件,使样本能够在第一中央腔室和试剂腔室,以及第一中央腔室和中间腔室之间无泄漏转移;通过设置第二上表面液路通道,配合第二气路控制件,使样本能够在中间腔室和第二中央腔室之间无泄漏转移,通过设置第二下表面液路通道,使样本能够在特殊试剂腔室与扩增反应组件(PCR反应管) 之间转移。样本在中间腔室与特殊试剂腔室之间转移是通过第二上表面通道,先将样本从中间腔室转到第二中央腔室,再由第二中央腔室转到特殊试剂腔室。样本从第二中央腔室到特殊试剂腔室这个过程中多打空气,保证试剂全部打出第二中央腔室,防止交叉污染,整个过程中,中间腔室中的样本没有和特殊试剂腔室直接相连,避免交叉污染,提高了样本转移过程中的效率。
于一实施例中,所述扩增反应组件通过所述液路流通组件与所述第二液路控制件连通。
在上述技术方案中,通过在样本检测处理装置本体上设置用于扩增基因的扩增反应管,使得中间腔室内的样本通过第二液路控制件形成的通道以及液路通道组件,进入到扩增反应组件内,每个扩增反应管相互独立,可避免样本在混匀过程中,发生交叉污染,以便于后期对基因进行检测。
于一实施例中,所述特殊试剂腔室上还设有第三特殊试剂腔室孔;
所述液路流通组件具有液路入口和液路出口;
所述扩增反应组件具有扩增反应入口和扩增反应出口;
所述第二液路控制件转动到使所述第二液路孔四的入口与所述第三特殊试剂腔室孔连通,所述第二液路孔四的出口与所述液路入口连通,所述液路入口与所述扩增反应入口连通,所述扩增反应出口与所述液路出口连通,所述液路出口与所述第二液路孔三连通,以使样本在所述特殊试剂腔室与所述扩增反应组件内交换混合。
在上述技术方案中,采用上述流通通道的结构,使样本检测处理装置能够在封闭空间内完成样本的集中式处理工作,以减少样本在检测处理的过程中被污染的风险,且有利于优化样本处理的繁琐过程。
于一实施例中,所述第二流路通道一和所述第二流路通道二之间呈预设角度设置,以使其中一者处于流通状态时,另一者处于关闭状态。
在上述技术方案中,第二流路通道一和所述第二流路通道二之间呈现一定角度,保证样本在第二上表面液路通道流通状态下,第二下表面液路通道处于关闭状态,由此保证两者之间至多有一个处于流通状态。
于一实施例中,所述试剂腔室包括:消除磁珠液腔、前处理腔、磁珠腔、裂解液腔、洗涤液腔、洗脱液腔、密封腔;所述加样口与所述前处理腔连通;
所述消除磁珠液腔、所述前处理腔、所述磁珠腔、所述裂解液腔、所述洗涤液腔、所述洗脱液腔、所述密封腔依次沿所述第一中央腔室的周向布置。
在上述技术方案中,通过在第一中央腔室的周向布置依次设置消除磁珠液腔、前处理腔、磁珠腔、裂解液腔、洗涤液腔、洗脱液腔、密封腔,以便于对样品进行消磁、裂解、洗涤、洗脱,从而完成对样品的集中式处理。采用上述结构,使样本检测处理装置结构紧凑,节省空间,以降低加工成本。
于一实施例中,所述样本检测处理装置还包括:加热机构,设于所述装置本体底部,用于加热所述裂解液腔和所述洗脱液腔。
在上述技术方案中,在装置本体底部设置加热机构,用于加热样本检测处理装置中的裂解液腔和洗脱液腔,从而有利于提高样本在裂解液腔进行裂解的效果和在洗脱液腔内进行洗脱的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请一实施例提供的样本检测处理装置的结构示意图;
图2为本申请一实施例提供的样本检测处理装置的爆炸示意图;
图3为本申请一实施例提供的各腔室的俯视图一;
图4为本申请一实施例提供的各腔室的俯视图二;
图5为图4中A-A方向剖视图;
图6为本申请一实施例提供的第一气路控制件的剖视图;
图7为本申请一实施例提供的第二气路控制件的剖视图;
图8为本申请一实施例提供的第一液路控制件的俯视图;
图9为图8中B-B方向剖视图(第一上表面液路通道工作状态示意图一);
图10为本申请一实施例提供的第一上表面液路通道工作状态示意图二;
图11为本申请一实施例提供的第二液路控制件的俯视图;
图12为图11中C-C方向剖视图(第二上表面液路通道工作状态示意图一);
图13为本申请一实施例提供的第二上表面液路通道工作状态示意图二;
图14为图11中D-D方向剖视图(第二下表面液路通道工作状态示意图);
图15为本申请一实施例提供的液路流通组件的俯视图。
图标:100-样本检测处理装置;110-装置本体;1100-加样口;10-第一中央腔室;101-第一中央腔室进孔;102-第一中央腔室出孔;11-试剂腔室; 1101-第一试剂腔室孔;1102-第二试剂腔室孔;111-消除磁珠液腔;112-前处理腔;113-磁珠腔;114-裂解液腔;115-洗涤液腔;116-洗脱液腔;117-密封腔;12-中间腔室;121-第一中间腔室孔;122-第二中间腔室孔;123-第三中间腔室孔;124-第四中间腔室孔;13-第二中央腔室;131-第二中央腔室进孔; 132-第二中央腔室出孔;14-特殊试剂腔室;141-第一特殊试剂腔室孔;142- 第二特殊试剂腔室孔;143-第三特殊试剂腔室孔;15-气路控制机构;151-第一气路控制件;1511-第一进气孔一;1512-第一进气孔二;1513-第一出气孔;152-第二气路控制件;1521-第二进气孔一;1522-第二进气孔二;1523-第二出气孔;153-第一气路组件;1531-第一气泵口;1532-第一气路通道;154- 第二气路组件;1541-第二气泵口;1542-第二气路通道;16-液路控制机构; 161-第一液路控制件;1611-第一上表面液路通道;16111-第一液路孔一;16112-第一液路孔二;16113-第一流路通道;162-第二液路控制件;1621-第二上表面液路通道;16211-第二液路孔一;16212-第二液路孔二;16213-第二流路通道一;1622-第二下表面液路通道;16221-第二液路孔三;16222-第二液路孔四;16223-第二流路通道二;17-液路流通组件;171-液路入口;172- 液路出口;18-扩增反应组件;181-扩增反应入口;182-扩增反应出口;19- 加热机构。
具体实施方式
术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,并不表示排列序号,也不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“内”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”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,或者是该申请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申请和简化描述,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申请的限制。
在本申请的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“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。
核酸提取为基因检测的前处理过程,根据已知核酸的序列,进行特异性的引物和探针设计,并将设计好的引物进行合成,以提取的核酸为模板进行荧光定量PCR实验,根据荧光信号来判断目标样本的阴阳性。其处理过程一般为:先使用裂解液对样品进行裂解后通过磁珠吸附样品中的基因,然后通过洗涤液对磁珠进行洗涤,以对磁珠上残留的裂解液进行清洗,再通过洗脱液溶解磁珠上的基因,最后通过PCR扩增对洗脱液内的基因进行扩增,从而完成样本的基因检测处理工作。
本申请实施例提供一种样本检测处理装置100,不仅能够在一个耗材中实现样本前处理、分液、多个独立PCR扩增反应,同时可以根据样本使用体积的需求,实现样本一分多的功能,提高分液的精准度,试剂的提取和注射均在样本检测处理装置内部进行,减少了交叉污染风险,提高检测精度,以下结合附图对样本检测处理装置100的具体结构进行详细阐述。
请参照图1、图2,本申请实施例提供了一种样本检测处理装置100,包括:装置本体110、第一中央腔室10、多个试剂腔室11、中间腔室12、第二中央腔室13、多个特殊试剂腔室14、气路控制机构15、液路控制机构 16、液路流通组件17、扩增反应组件18以及加热机构19。第一中央腔室 10、多个试剂腔室11、中间腔室12、第二中央腔室13、多个特殊试剂腔室14、液路流通组件17均设置在装置本体110内。扩增反应组件18以及加热机构19设置在装置本体110底部。气路控制机构15可转动地设置在第一中央腔室10以及第二中央腔室13上,用于为第一中央腔室10、中间腔室12、第二中央腔室13提供气路通道;液路控制机构16可转动地设于第一中央腔室10以及第二中央腔室13底部,用于为第一中央腔室10、中间腔室12、第二中央腔室13提供流通通道;液路流通组件17与液路控制机构16连接。
请参照图3,多个试剂腔室11沿第一中央腔室10的周向布置,多个特殊试剂腔室14沿第二中央腔室13的周向布置,采用上述设置,使腔室之间的连接结构更紧凑,节省空间,以降低加工成本。在一个样本检测处理装置100中就可实现样本的前处理过程。
于一实施例中,试剂腔室11可以包括:消除磁珠液腔111、前处理腔 112、磁珠腔113、裂解液腔114、洗涤液腔115、洗脱液腔116、密封腔117;其中,消除磁珠液腔111、前处理腔112、磁珠腔113、裂解液腔114、洗涤液腔115、洗脱液腔116、密封腔117依次沿所述第一中央腔室10的周向布置。装置本体110上设有加样口1100,加样口1100与其中的一个试剂腔室11连通,加样口1100上可设置盖子进行密封。本实施例中,加样口1100 与前处理腔112连通。
请参照图1、图2,样本检测处理装置100的装置本体110底部设有加热机构19,用于加热样本检测处理装置100中的裂解液腔114和洗脱液腔 116,从而有利于提高样本在裂解液腔114进行裂解的效果和在洗脱液腔116 内进行洗脱的效果。加热机构19的具体结构可参见相关技术,在此不再赘述。
请参照图4、图5,第一中央腔室10顶部中心设有第一中央腔室进孔 101,第一中央腔室10底部中心设有第一中央腔室出孔102。第二中央腔室 13的顶部中心设有第二中央腔室进孔131,第二中央腔室13的底部中心设有第二中央腔室出孔132。
在第一中央腔室10和第二中央腔室13之间设置中间腔室12,中间腔室12是第一中央腔室10和第二中央腔室13之间的过渡腔室,中间腔室12 中放置有通用试剂。在中间腔室12靠近第一中央腔室10一侧的顶部设有第一中间腔室孔121,相应地底部设有第三中间腔室孔123;中间腔室12靠近第二中央腔室13的一侧的顶部设有第二中间腔室孔122,相应地底部设有第四中间腔室孔124。
多个特殊试剂腔室14依次沿第二中央腔室13的周向布置。
于一实施例中,请参照图3,多个试剂腔室11和多个特殊试剂腔室14 中均有一个腔室底部不设置孔。其余的试剂腔室11顶部均设有第一试剂腔室孔1101,底部均设有第二试剂腔室孔1102,其余的特殊试剂腔室14顶部中心设有第一特殊试剂腔室孔141,底部设有第二特殊试剂腔室孔142和第三特殊试剂腔室孔143,第二特殊试剂腔室孔142位于特殊试剂腔室14 的内圈,第三特殊试剂腔室孔143位于特殊试剂腔室14的外圈。示例性地,密封腔117上不设置孔,其中一个特殊试剂腔室14上也不设置孔。采用这样的设置,是为了当液路控制机构16转动到该腔室(指底部不设置孔的腔室)底部时,液路控制机构16将所有腔室的孔口封闭,便于样本检测处理装置进行运输的过程中,不发生泄漏。
请参照图1-图3、图5-图7,气路控制机构15包括:第一气路控制件 151、第二气路控制件152、第一气路组件153和第二气路组件154。第一气路控制件151可转动地设于第一中央腔室10上,请参照图6所示,第一气路控制件151上设有第一进气孔一1511、第一进气孔二1512和第一出气孔1513。第一出气孔1513始终与第一中央腔室10上的第一中央腔室进孔101连接。请参照图5,第一气路控制件151能够相对于第一中央腔室10转动,以使第一进气孔一1511择一地与第一试剂腔室孔1101、第一中间腔室孔121连通。第一气路控制件151以第一出气孔1513与第一中央腔室进孔 101的连接处为旋转中心进行转动。
如图7所示,第二气路控制件152可转动地设于第二中央腔室13上,第二气路控制件152上设有第二进气孔一1521、第二进气孔二1522和第二出气孔1523,第二出气孔1523与第二中央腔室13上的第二中央腔室进孔 131连接。请参照图5,第二气路控制件152能够相对于第二中央腔室13转动,以使第二进气孔一1521择一地与第一特殊试剂腔室孔141、第二中间腔室孔122连通。
需要说明的是,本实施例中的第一气路控制件151和第二气路控制件 152的结构可以一致。第一气路控制件151和第二气路控制件152可以是用于改变气路通道的气体切换阀。第一气路控制件151和第二气路控制件152 可分别通过两个电机驱动转动,两个电机设置在主机中,分别标记为第一电机和第二电机。
请参照图1,第一气路组件153连接第一进气孔一1511和第二进气孔一1521,第二气路组件154连接第一进气口二1512和第二进气孔二1522。
具体地,第一气路组件153包括:第一气泵口1531和第一气路通道 1532,第一气路通道1532连接第一进气孔一1511和第二进气孔一1521,在第一气路通道1532上设有第一气泵口1531,第一气泵口1531与气源连接。
第二气路组件154包括:第二气泵口1541和第二气路通道1542,第二气路通道1542连接第一进气口二1512和第二进气孔二1522,在第二气路通道1542上设有第二气泵口1541,第二气泵口1541与气源连接。
本实施例中,可设置1个正压气源与1个负压气源,根据实际操作需要,分别使第一气泵口1531连接正压气源或负压气源,使第二气泵口1541 连接正压气源或负压气源。以2个气压源作为驱动力,可以降低样本液体压强波动,使样本在各腔室内维持平衡压力,保证各腔室之间的密闭性,提高分液过程的精度;气压源与试剂不直接接触,可减少检测过程中交叉污染的风险,防止样本发生泄漏和受潮。
于一其他实施例中,也可以设有2个正压压源、2个压负压源分别进行控制。或者正负压力源可以采用活塞方式集成到样本检测处理装置100中。两个气泵口或者活塞均设为气压泵,避免腔室内的样本进入到泵内,导致交叉污染问题。
请参照图2、图5,以及图8-图10,液路控制机构16包括:第一液路控制件161、第二液路控制件162。如图5、图8所示,第一液路控制件161 内设有第一上表面液路通道1611,第一液路控制件161能够相对于第一中央腔室10转动,以使第一上表面液路通道1611择一地与试剂腔室11,或者第一上表面液路通道1611也可以与中间腔室12连通。具体地,如图8、图9、图10所示,第一上表面液路通道1611包括:第一液路孔一16111、第一液路孔二16112以及第一流路通道16113,第一液路孔一16111与第一中央腔室10底部的第一中央腔室出孔102连接,第一流路通道16113连接第一液路孔一16111和第一液路孔二16112,第一液路控制件161能够相对于第一中央腔室10转动,以使第一液路孔二16112择一地与第二试剂腔室孔1102、第三中间腔室孔123连通。
请参照图5、图11-图14,第二液路控制件162内设有第二上表面液路通道1621和第二下表面液路通道1622;第二液路控制件162能够相对于第二中央腔室13转动,以使第二上表面液路通道1621与中间腔室12连通,或者,第二上表面液路通道1621也可以择一地与特殊试剂腔室14连通,第二下表面液路通道1622与特殊试剂腔室14连通。
如图11、图12、图13所示,第二上表面液路通道1621包括:第二液路孔一16211、第二液路孔二16212、第二流路通道一16213,第二液路孔一16211与第二中央腔室13底部的第二中央腔室出孔132连接,第二流路通道一16213连接第二液路孔一16211和第二液路孔二16212。第二液路控制件162能够相对于第二中央腔室13转动,以使第二液路孔二16212择一地与第二特殊试剂腔室孔142、第四中间腔室孔124连通。
如图11、图14所示,第二下表面液路通道1622包括:第二液路孔三 16221、第二液路孔四16222、第二流路通道二16223;第二液路孔三16221 与第二中央腔室13底部的第二中央腔室出孔132连接,第二流路通道二 16223连接第二液路孔一16211和第二液路孔三16221。第二液路控制件162能够相对于第二中央腔室13转动,以使第二液路孔四16222择一地与第三特殊试剂腔室孔143连通。
于一实施例中,如图11所示,第二流路通道一16213和第二流路通道二16223之间呈预设角度设置,以使其中一者处于流通状态时,另一者处于关闭状态。
于一其他实施例中,第二流路通道一16213和第二流路通道二16223 也可以零角度布置,可以通过特殊试剂腔室14上第二特殊试剂腔室孔142 和第三特殊试剂腔室孔143孔位错开布局,来保证第二流路通道一16213 和第二流路通道二16223至多只有一个通道处于流通状态。
于一实施例中,第一液路控制件161和第二液路控制件162可以是用于改变液路通道的液体切换阀。第一液路控制件161和第二液路控制件162 可分别通过两个电机驱动转动,两个电机设置在主机中,分别标记为第三电机、第四电机。如前所述,第一气路控制件151和第二气路控制件152分别通过两个电机进行控制,也就是说在本实施例中,第一气路控制件151、第二气路控制件152、第一液路控制件161和第二液路控制件162结构相互独立,并通过4个电机分别独立控制第一气路控制件151、第二气路控制件 152、第一液路控制件161和第二液路控制件162。
于一其他实施例中,为了节约资源,降低能耗,第一气路控制件151和第一液路控制件161可以通过卡扣等方式连接于一体,然后通过一个电机驱动第一液路控制件161带动第一气路控制件151运动;第二气路控制件152和第二液路控制件162可以通过卡扣等方式连接于一体,然后通过一个电机驱动第二液路控制件162带动第一气路控制件151运动。也就是仅采用两个驱动电机进行驱动。
因此,通过设置第一液路控制件161,可以实现样本在第一中央腔室10 和试剂腔室11,以及第一中央腔室10和中间腔室12之间的灵活交换;通过设置第二液路控制件162,可以实现样本在中间腔室12和特殊试剂腔室 14的灵活转移、精确分液,样本转移、分液过程处于密封无菌环境,减少污染,避免样本发生泄漏。
请参照图15,液路流通组件17与液路控制机构16连接,液路流通组件17可为特殊试剂腔室14内的样本流入到多个扩增反应组件18内进行样本交换提供流通通道。扩增反应组件18通过液路流通组件17与第二液路控制件162连通。液路流通组件17中的各液路流道相互之间不会交叉,减少污染可能性。
液路流通组件17具有液路入口171和液路出口172。扩增反应组件18 具有扩增反应入口181和扩增反应出口182。
请参照图5、图11-图14,第二液路控制件162转动到使第二液路孔四 16222的入口与第三特殊试剂腔室孔143连通,第二液路孔四16222的出口与液路入口171一端连通,液路入口171另一端与扩增反应入口181连通,扩增反应出口182与液路出口172的一端连通,液路出口172的另一端与第二液路孔三16221连通,以使样本在特殊试剂腔室14与扩增反应组件18 内交换混合。
本实施例中,扩增反应组件18可以为多个相同结构,且互相连接的PCR 反应管。图1和图5中仅展示了6个PCR反应管,通过扩大第二液路控制件162的尺寸,即扩大第二液体切换阀的尺寸,在第二液体切换阀上设置更多阀位置接口来对应更多的PCR反应管。
根据样本使用量的需求,通过气路控制机构15和液路控制机构16相互配合,将中间腔室12的样本平均转移到每个特殊试剂腔室14内,分液精度提高,再通过液路流通组件17,实现样本在特殊试剂腔室14和扩增反应组件18之间交换,实现样本一分多的功能。样本在每个扩增反应管中是相互独立的,可避免样本在混匀过程中,发生交叉污染。
本申请中的样本检测处理装置100的结构采用2个中央腔室,1个中间腔室,2个气路控制件,2个液路控制件。当然,液路控制件的数量也可以进行扩展,并不仅局限于2个。
于一实施例中,设置n个液路控制件,n个中央腔室,n-1个中间腔室 12,中间腔室12为前后2个中央腔室的过渡腔,第一个液路控制件和最后一个液路控制件的中间腔室12不同(即第一个液路控制件和最后一个液路控制件采用并排扩展)。
于一其他实施例中,设置n个液路控制件,n个中央腔室,n个中间腔室12,第一个液路控制件和最后一个液路控制件的中间腔室为同一个(即第一个液路控制件和最后一个液路控制件采用首尾连接扩展)。
综上所述,请参照图1-图15,以核酸样本为例,采用四个电机作为驱动源,样本检测处理装置100进行核酸样本处理的工作过程如下:
首先将核酸样本沿着加样口1100加入到前处理腔112中,完成指定的前处理操作。第一电机驱动第一气路控制件151转动,使第一气路控制件 151上的第一进气孔一1511与前处理腔112顶部的第一试剂腔室孔1101对准,第三电机驱动第一液路控制件161转动,使第一液路控制件161上的第一液路孔二16112与前处理腔112底部的第二试剂腔室孔1102对准,此时,正压气源通过第一气泵口1531向前处理腔112中打入气体,负压气源通过第二气泵口1541对第一中央腔室10抽气,在两个腔室存在压差的作用下,将前处理腔112内的样本全部移动到第一中央腔室10中(样本在第一上表面液路通道1611的流动方向可参照图9中箭头所示方向,按照箭头由左向右方向流动,即由第一液路孔二16112流出,经过第一流路通道16113,从第一液路孔一16111流入第一中央腔室10)。
然后,通过第一电机驱动第一气路控制件151转动,使第一气路控制件151上的第一进气孔一1511与磁珠腔113顶部的第一试剂腔室孔1101 对准,第三电机驱动第一液路控制件161转动,使第一液路控制件161上的第一液路孔二16112与磁珠腔113底部的第二试剂腔室孔1102对准,此时,正压气源通过第二气泵口1541向第一中央腔室10泵入气体,负压气源通过第一气泵口1531向磁珠腔113中抽气,在两个腔室存在压差的作用下,将第一中央腔室10内的样本全部转移至磁珠腔113内(样本在第一上表面液路通道1611的流动方向可参照图9中箭头所示方向,按照箭头由右向左方向流动,即由第一液路孔一16111流出,经过第一流路通道16113,从第一液路孔二16112流入磁珠腔113),使样本与磁珠混合。
按照上述相同的方法,将核酸样本依次注入裂解液腔114、洗涤液腔115、洗脱液腔116,分别进行裂解、洗涤和洗脱处理。待裂解液腔114、洗涤液腔115、洗脱液腔116内的样本分别打入到第一中央腔室10后,由此完成样本前处理过程。对于样本的前处理、裂解、洗涤、洗脱过程可参考具体技术,在此不再赘述。
经过多个试剂腔室11的前处理后,进入到第一中央腔室10内的样本为纯化的核酸。此时,第一电机驱动第一气路控制件151转动,使第一气路控制件151上的第一进气孔一1511与中间腔室12顶部的第一中间腔室孔 121对准,第三电机驱动第一液路控制件161转动,使第一液路控制件161 上的第一液路孔二16112与中间腔室12底部的第三中间腔室孔123对准,此时,正压气源通过第二气泵口1541向第一中央腔室10泵入气体,负压气源通过第一气泵口1531向中间腔室12中抽气,从而将第一中央腔室10 内的样本全部转移至中间腔室12内(样本在第一上表面液路通道1611的流动方向可参照图10中箭头所示方向,即由第一液路孔一16111流出,经过第一流路通道16113,从第一液路孔二16112流入中间腔室12),进行缓存。此时,第二电机驱动第一液路控制件161转动到密封腔117处,由于密封腔117底部未设置孔,从而使第一液路控制件161处于关闭状态。
中间腔室12中预先放置有通用试剂,纯化后的核酸在中间腔室12进行缓存。请参照图11,当需要从中间腔室12取一定量样本转移至第二中央腔室13时,通过第三电机驱动第二气路控制件152转动,使第二气路控制件152上的第二进气孔一1521与中间腔室12顶部的第二中间腔室孔122 对准,第四电机驱动第二液路控制件162转动,使第二液路控制件162上的第二液路孔二16212与中间腔室12底部的第四中间腔室孔124对准,此时,正压气源通过第二气泵口1541向中间腔室12泵入气体,负压气源通过第一气泵口1531向第二中央腔室13中抽气,从而将中间腔室12内的一定量样本转移至第二中央腔室13内(样本在第二上表面液路通道1621的流动方向可参照图12中箭头所示方向,由第二液路孔二16212流出,经过第二流路通道一16213,从第二液路孔一16211流入第二中央腔室13)。
再通过第三电机驱动第二气路控制件152转动,使第二气路控制件152 上的第二进气孔一1521与特殊试剂腔室14顶部的第一特殊试剂腔室孔141 对准,第四电机驱动第二液路控制件162转动,使第二液路控制件162上的第二液路孔二16212与特殊试剂腔室14底部的第二特殊试剂腔室孔142 对准,此时,正压气源通过第二气泵口1541向第二中央腔室13泵入气体,负压气源通过第一气泵口1531向特殊试剂腔室14中抽气,从而将第二中央腔室13内的核酸样本转移至特殊试剂腔室14内(样本在第二上表面液路通道1621的流动方向可参照图13中箭头所示方向,由第二液路孔一 16211流出,经过第二流路通道一16213,从第二液路孔二16212流入特殊试剂腔室14),特殊试剂腔室14内放置不同的试剂,纯化核酸进入特殊试剂腔室14内与不同试剂混合。
需要说明的是,每次从第二中央腔室13转移样本至特殊试剂腔室14 时,正压气源通过第二气泵口1541向第二中央腔室13泵入气体都需要多打一部分气体,保证样本全部打出,减少交叉污染。
请参照图14,进入特殊试剂腔室14内的纯化核酸需要再转移至扩增反应组件18进行基因扩增反应。通过第四电机驱动第二液路控制件162转动,使第二液路孔四16222的入口与特殊试剂腔室14底部的第三特殊试剂腔室孔143连通,第二液路孔四16222的出口与液路流通组件17的液路入口 171一端连通,液路流通组件17的液路入口171另一端与扩增反应入口181 连通,扩增反应出口182与液路流通组件17的液路出口172一端连通,液路出口172另一端与第二液路孔三16221连通,从而使核酸样本从特殊试剂腔室14流入扩增反应组件18(样本在第二下表面液路通道1622的流动方向可参照图14中箭头所示方向,由第二液路孔四16222流出,经过液路流通组件17的液路入口171,扩增反应入口181,进入扩增反应组件18,从扩增反应出口182进入液路流通组件17的液路出口172,进入第二液路孔三16221,样本最终留在扩增反应组件18中)。此时,正压气源通过第二气泵口1541向第二中央腔室13泵入气体,负压气源通过第一气泵口1531 向特殊试剂腔室14中抽气,然后交换气源,使负压气源通过第二气泵口 1541向第二中央腔室13抽气,正压气源通过第一气泵口1531向特殊试剂腔室14中泵入气体,实现样本在特殊试剂腔室14和扩增反应组件18内的交换,实现样本充分混合。样本在混合过程中,样本不会进入到第二中央腔室13中,保证不产生交叉污染。最终样本在扩增反应组件18内完成检测。
需要说明的是,液路流通组件17上有多个液路入口171和液路出口 172,每一组液路入口171和液路出口172对应连通一个扩增反应组件18。
通过本申请的样本检测处理装置100,不仅能够在一个耗材中实现样本前处理、分液、多个独立PCR扩增反应,同时可以根据样本使用体积的需求,实现样本一分多的功能,提高分液的精准度,从而实现高准确性、低污染的多个PCR检测。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例中的特征可以相互结合。
以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种样本检测处理装置,其特征在于,包括:
装置本体,所述装置本体上设有加样口;
第一中央腔室,设于所述装置本体内;
多个试剂腔室,沿所述第一中央腔室的周向布置,所述加样口与其中一个所述试剂腔室连通;
第二中央腔室,设于所述装置本体内;
中间腔室,设于所述第一中央腔室和所述第二中央腔室之间;
多个特殊试剂腔室,沿所述第二中央腔室的周向布置;
液路控制机构,可转动地设于所述第一中央腔室以及所述第二中央腔室底部,用于为所述第一中央腔室、所述中间腔室、所述第二中央腔室之间提供流通通道;
液路流通组件,设于所述装置本体内,与所述液路控制机构连接;
扩增反应组件,设于所述装置本体底部,所述扩增反应组件通过所述液路流通组件与所述液路控制机构连通。
2.根据权利要求1所述的样本检测处理装置,其特征在于,还包括:
气路控制机构,可转动地设于所述第一中央腔室以及所述第二中央腔室上,用于为所述第一中央腔室、所述中间腔室、所述第二中央腔室之间提供气路通道。
3.根据权利要求2所述的样本检测处理装置,其特征在于,所述气路控制机构包括:
第一气路控制件,可转动地设于所述第一中央腔室上,所述第一气路控制件上设有第一进气孔一、第一进气孔二和第一出气孔,所述第一出气孔与所述第一中央腔室连接;
所述试剂腔室上设有第一试剂腔室孔,所述中间腔室上设有第一中间腔室孔,所述第一气路控制件能够相对于所述第一中央腔室转动,以使所述第一进气孔一择一地与所述第一试剂腔室孔、所述第一中间腔室孔连通;
第二气路控制件,可转动地设于所述第二中央腔室上,所述第二气路控制件上设有第二进气孔一、第二进气孔二和第二出气孔,所述第二出气孔与所述第二中央腔室连接;
所述特殊试剂腔室上设有第一特殊试剂腔室孔,所述中间腔室上设有第二中间腔室孔,所述第二气路控制件能够相对于所述第二中央腔室转动,以使所述第二进气孔一择一地与所述第一特殊试剂腔室孔、所述第二中间腔室孔连通;
第一气路组件,连接所述第一进气孔一和所述第二进气孔一,用于提供气源;
第二气路组件,连接所述第一进气孔二和所述第二进气孔二,用于提供气源。
4.根据权利要求1所述的样本检测处理装置,其特征在于,所述液路控制机构包括:
第一液路控制件,所述第一液路控制件内设有第一上表面液路通道;
所述第一液路控制件能够相对于所述第一中央腔室转动,以使所述第一上表面液路通道择一地与所述试剂腔室连通;或者,所述第一上表面液路通道与所述中间腔室连通;
第二液路控制件,所述第二液路控制件内设有第二上表面液路通道和第二下表面液路通道;
所述第二液路控制件能够相对于所述第二中央腔室转动,以使所述第二上表面液路通道与所述中间腔室连通;或者,所述第二上表面液路通道择一地与所述特殊试剂腔室连通,所述第二下表面液路通道与所述特殊试剂腔室连通。
5.根据权利要求4所述的样本检测处理装置,其特征在于,所述第一上表面液路通道包括:第一液路孔一、第一液路孔二以及第一流路通道,所述第一液路孔一与所述第一中央腔室底部连接,所述第一流路通道连接所述第一液路孔一和第一液路孔二;
所述试剂腔室上设有第二试剂腔室孔,所述中间腔室上设有第三中间腔室孔,所述第一液路控制件能够相对于所述第一中央腔室转动,以使所述第一液路孔二择一地与所述第二试剂腔室孔、所述第三中间腔室孔连通;
所述第二上表面液路通道包括:第二液路孔一、第二液路孔二、第二流路通道一,所述第二液路孔一与所述第二中央腔室底部连接,所述第二流路通道一连接所述第二液路孔一和第二液路孔二;
所述特殊试剂腔室上设有第二特殊试剂腔室孔,所述中间腔室上设有第四中间腔室孔,所述第二液路控制件能够相对于所述第二中央腔室转动,以使所述第二液路孔二择一地与所述第二特殊试剂腔室孔、所述第四中间腔室孔连通;
所述第二下表面液路通道包括:第二液路孔三、第二液路孔四、第二流路通道二,所述第二流路通道二连接所述第二液路孔一和所述第二液路孔三;
所述特殊试剂腔室上设有第三特殊试剂腔室孔,所述第二液路控制件能够相对于所述第二中央腔室转动,以使所述第二液路孔四择一地与所述第三特殊试剂腔室孔连通。
6.根据权利要求5所述的样本检测处理装置,其特征在于,所述扩增反应组件通过所述液路流通组件与所述第二液路控制件连通。
7.根据权利要求6所述的样本检测处理装置,其特征在于,所述特殊试剂腔室上还设有第三特殊试剂腔室孔;
所述液路流通组件具有液路入口和液路出口;
所述扩增反应组件具有扩增反应入口和扩增反应出口;
所述第二液路控制件转动到使所述第二液路孔四的入口与所述第三特殊试剂腔室孔连通,所述第二液路孔四的出口与所述液路入口连通,所述液路入口与所述扩增反应入口连通,所述扩增反应出口与所述液路出口连通,所述液路出口与所述第二液路孔三连通,以使样本在所述特殊试剂腔室与所述扩增反应组件内交换混合。
8.根据权利要求5所述的样本检测处理装置,其特征在于,所述第二流路通道一和所述第二流路通道二之间呈预设角度设置,以使其中一者处于流通状态时,另一者处于关闭状态。
9.根据权利要求1至8任一项所述的样本检测处理装置,其特征在于,所述试剂腔室包括:消除磁珠液腔、前处理腔、磁珠腔、裂解液腔、洗涤液腔、洗脱液腔、密封腔;所述加样口与所述前处理腔连通;
所述消除磁珠液腔、所述前处理腔、所述磁珠腔、所述裂解液腔、所述洗涤液腔、所述洗脱液腔、所述密封腔依次沿所述第一中央腔室的周向布置。
10.根据权利要求9所述的样本检测处理装置,其特征在于,所述样本检测处理装置还包括:加热机构,设于所述装置本体底部,用于加热所述裂解液腔和所述洗脱液腔。
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