CN218026075U - 一种两阶段核酸扩增用反应管以及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种两阶段核酸扩增用反应管以及装置，涉及分子诊断技术领域；所述反应管包括管身以及管盖，所述管身与所述管盖可拆卸安装、密封连接；所述管身内部具有反应空腔以及通向所述反应空腔的开口；所述开口位于所述管身的顶端，所述管盖用于开闭所述开口；其特征在于，还包括用于容纳第二反应阶段所需的第二反应组分的容纳腔，所述容纳腔连通所述反应空腔，所述容纳腔位于所述反应管的上半部分。本实用新型的两阶段核酸扩增用反应管，在核酸扩增中间添加反应组分时无需打开反应管的管盖，从而能够避免反应过程中开盖造成的反应管内物体的污染。

Description

一种两阶段核酸扩增用反应管以及装置

技术领域

本实用新型涉及分子诊断技术领域，特别是涉及一种两阶段核酸扩增用反应管以及装置。

背景技术

目前，常用的核酸检测方法主要包括经典PCR、实时荧光定量PCR、基因芯片和等温核酸扩增技术等。

聚合酶锁链反应(Polymerase Chain Reaction,以下简称PCR)是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得以迅速扩增，具有特异性强、灵敏度高、操作简便等特点。它不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究，还可用于疾病的诊断。PCR技术又称无细胞分子克隆或特异性DNA序列体外引物定向酶促扩增技术。

近年新发展起来的核酸等温扩增技术，无论是在实际操作还是仪器要求方面，都比PCR技术更为简单方便，它摆脱了对精良设备的依赖，在临床和现场快速诊断中显示了其良好的应用前景。

无论使用哪种核酸扩增技术，均需要使用反应管，反应管是核酸扩增反应实施中普遍使用的一个反应器皿；图1a给出了一个现有技术的反应管的结构示意图，也是一种比较常规使用的反应管，包括管身20以及管盖10，管身20与管盖10可拆卸安装、密封连接；管身20内部具有反应空腔21以及通向反应空腔21的开口，管盖10用于开闭所述开口；图1b是在图1a的反应管中加入了试剂或冻干试剂的情形。

一般核酸扩增反应是将各反应组分以及目的DNA全部放入图1a的反应管进行反应，但其存在核酸扩增反应时间过长的问题。因此随着科学的发展，逐渐衍生出了多个阶段进行核酸扩增的反应的技术，能够实现更快的实现核酸扩增；比如在第一阶段是将反应体系中的部分反应组分与目的DNA放入反应管中，然后盖紧反应管的管盖10，先反应一段时间；在第二阶段，打开反应管的管盖10，然后加入本阶段需要的反应组分，盖紧管盖10，继续第二阶段的反应；可知在第二阶段放入反应组分还需要打开管盖，在这个过程中可能会造成反应管内的物质受到污染，从而最终是PCR反应结果失准或者失败；还可能造成反应管内的无知遗撒而造成的对环境的污染。

实用新型内容

本实用新型的第一目的旨在提供一种两阶段核酸扩增用反应管，能够有效的避免反应管内混合物的接触污染；本实用新型的第一目的通过以下技术方案实现：

一种两阶段核酸扩增用反应管，包括具有反应空腔的一端开口的管身以及管盖，所述管身与所述管盖可拆卸的密封连接；所述管盖用于开闭所述开口；其特征在于，还包括用于容纳第二反应阶段所需的第二反应组分的容纳位，所述容纳位连通所述反应空腔，所述容纳位靠近所述反应管的所述开口处。

特别地，所述容纳位为容纳腔。

具体地，所述管盖具有盖体以及设置在所述盖体下方的容纳结构，所述容纳腔为所述容纳结构与所述盖体围成的空间；

或者，所述管身的反应空腔内壁设置有容纳结构，所述容纳腔为所述容纳结构与所述管身的内壁围成的空间，所述容纳结构靠近所述管身的所述开口处。

具体地，所述管身下端呈锥状，其底部是弧面。

进一步地，所述管身和所述管盖通过柔性的连接带连接。

本实用新型的第二目的旨在提供一种两阶段核酸扩增用装置，本实用新型的第二目的采用以下技术方案实现：

一种两阶段核酸扩增用装置，其特征在于，包括用于容置若干反应管的支架、转动件，所述转动件受控地在纵向实现180度翻转；所述支架与所述转动件固定连接；所述支架具有固定所述反应管的固定机构。

进一步地，还包括温度控制组件，所述温度控制组件与各个所述反应管的位置相对应。

进一步地，还包括控制所述支架上下移动的第一移动控制组件。

进一步地，还包括扩增检查组件，所述扩增检查组件包括荧光灯头，所述荧光灯头对准所述反应管内的反应区域。

进一步地，所述扩增检查组件还包括控制所述荧光灯头左右移动的第二移动控制组件。

具体地，所述第一移动控制组件包括第一控制电缸，所述翻转组件安装在所述第一控制电缸的推杆上；所述第二移动控制组件包括第二控制电缸，所述荧光灯头安装在所述第二控制电缸的推杆上。

进一步地，还包括控制主机，所述控制主机与所述第一移动控制组件、所述第二移动控制组件以及所述翻转组件电连接。

特别地，所述反应管为第一目的的技术方案所述的反应管。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型的两阶段核酸扩增用反应管，在核酸扩增中间添加反应组分时无需打开反应管的管盖，从而能够避免反应过程中开盖造成的反应管内物体的污染或者反应管内物质溢出对环境产生影响。

本实用新型的两阶段核酸扩增用装置能够实现两阶段核酸扩增的自动完成，中间无需人手干预，使用方便，稳定可靠，并且能够避免人工操作产生的污染而造成的扩增结果失准或者失败。

附图说明

图1a是现有技术的反应管的结构示意图；

图1b是现有技术的反应管内放入了反应组分的示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的反应管的结构示意图(开盖状态)；

图3是本实用新型各实施例提供的反应管在第一反应阶段的示意图；

图4是本实用新型各实施例提供的反应管在第二反应阶段的示意图；

图5是本实用新型实施例二提供的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。

需要指出的是，除非另有指明，本方案使用的所有技术和科学术语具有与本方案所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

实施例一

结合图2给出了一种两阶段核酸扩增用反应管，包括一端封闭的管身20以及管盖10，管身20与管盖10可拆卸密封连接；为了便于使用操作，一般管身20与管盖10还通过柔性连接件40连接(管身20与管盖10也可以没有连接)；管身20内部具有反应空腔21以及通向反应空腔21的开口，核酸扩增在反应空腔21内进行(如图2所示，在反应管底部已预装液体试剂/冻干试剂组分)，反应管底部已预装的液体试剂/冻干试剂组分为第一反应组分；所述开口位于管身20的一端，管盖10用于开闭所述开口。本实用新型的反应管还包括用于容纳第二反应组分30的容纳位，所述容纳位连通反应空腔21，所述容纳位位于所述反应管的上半部分。管身20下端呈锥状，其底部是弧面。

结合图2，本实施例中，所述容纳位为一个容纳腔，管盖10具有盖体以及设置在所述盖体下方的容纳结构，所述容纳腔为所述容纳结构与所述盖体围成的空间。

在另一个实施例中，在管身20靠近开口的内壁上设置有容纳结构，所述容纳腔为所述容纳结构与所述管身的内壁围成的空间。

作为其他的可能实现方式，所述容纳位可以被其他容纳方式替代，当第二反应组分为原本为固态反应组分时，可以简单地在管盖内侧或者反应空腔内壁选择一个位置将第二反应组分粘贴于管盖内侧；当第二反应组分原本为液态反应组分时，可以将液态反应组分通过干燥方式固定于管盖内侧，实现第二反应组分的容纳，此处所述的液态反应组分通过干燥方式固定于管盖内侧指的是通过干燥的方式，让液态反应组分干燥，从而将结晶析出的物质结晶在管盖内侧。

在本实用新型的反应管的所述容纳腔内预先放置第二反应阶段所需要的固态的反应组分，比如探针，当第一反应阶段反应完成，将反应管倒置，让第二阶段的反应组分与反管内的混合物充分融合，接着进行第二阶段的反应；具体地本实用新型的反应管的使用方法如下：

1、结合图3，在反应管的反应空腔21内放入第一反应阶段所需要的反应组分(可以是冻干试剂，加水或者稀释液形成，也可以是直接的液体试剂)以及目的DNA，盖紧管盖10之后反应一段时间。

2、结合图4，将反应管倒置，反应管底部的反应混合物从反应管的底端流到反应管的顶端，从而让容纳腔内的反应组分与反应管底部的混合物充分的融合，进行第二阶段的反应。

3、第二反应阶段反应一段时间，对结果进行测试。

本实用新型的反应管在应用在两阶段的核酸扩增场景时，加入第二反应阶段的反应组分的整个操作过程无需开盖，仅需将反应管倒置即可，操作方便且有效避免了反应管内的混合物被污染的可能性，从而检测结果更加准确，并且能够避免反应管内物质溢出对环境产生影响。

实施例二

结合实施例一以及图5，本实用新型还提供了一种两阶段酸算扩增用装置，包括容置若干反应管1的支架2，反应管1为实施例一所述的反应管；支架2具有固定各反应管1的固定机构，从而让各反应管1固定且可拆卸地安装在支架2上，以防止反应管1倒置时反应管1与支架2分离。

所述装置还包括转动件7、第一移动控制组件6、扩增检查组件、温度控制组件3、控制主机(图中未示)。

转动件7受控在纵向实现180度翻转；支架2与所述转动件固定连接，从而能够让支架2受控带动各反应管1在纵向实现180度翻转，从而带动反应管1在正置与倒置间切换。转动件7安装在第一移动控制组件6的移动端，第一移动控制组件6用于控制转动件7带动支架2上下移动。温度控制组件3对各反应管1的反应区域的温度进行控制；此处所述的反应区域指的是反应管1内的反应组分与目的DNA混合反应的区域。

扩增检查组件包括荧光灯头4以及第二移动控制组件5，荧光灯头4对准某一反应管1的反应空腔21内的反应区域，用于检查该反应管区内的目的DNA扩增的程度。荧光灯头4安装在所述第二移动控制组件5的移动端，第二移动控制组件5用于控制荧光灯头4左右移动以依次对准各个反应管1的反应空腔21。

反应管1在第一反应阶段的反应过程中处于正置的状态，此时温度控制组件3以及荧光灯头4均对准反应管1的下部分，及反应区域在反应管1的下部分；在第二反应阶段，反应管1受控180度翻转，为倒置的状态，此时各反应管1的位置与荧光灯头4以及温度控制组件3均分离，同时反应区域移动至反应管1的上部分；此处所述的反应管1的上部分与下部分均是相对于反应管1在正置状态时的位置。

本实施例中，第一移动控制组件6与第二移动控制组件5各自包括伺服电机、主动轮、从动轮以及同步皮带；伺服电机的驱动端连接主动辊的转轴，主动轮与从动轮通过同步皮带连接，各移动控制组件的移动端为同步皮带的一侧。

在另一个实施例中，第一移动过控制组件与第二移动控制组件各自包括一控制电缸，各移动控制组件的移动端为控制电缸的推杆；在进入第一反应阶段时，第一移动控制组件控制反应管的位置移动至反应管的下部对准温度控制组件3。

在另一个实施例中，第一移动过控制组件与第二移动控制组件各自包括一控制气缸，各移动控制组件的移动端为控制气缸的推杆。

所述控制主机分别与第一移动控制组件6、第二移动控制组件5、翻转组件7、荧光灯头4、温度控制组件3电连接。

本实用新型的装置，能够实现应用实施例一的反应管的两阶段核酸扩增的自动实现。

应用本实施例的两阶段核酸扩增用装置来实现核酸扩容的方法如下，(其中反应管1的容纳腔预置第二反应阶段所需的第二反应组分)：

S1、第一反应阶段：在反应管1内加入第一反应阶段所需的反应组分以及目的DNA，反应一段时间，比如1～7min。

S2、第二反应阶段：转动件受控在纵向180度翻转，实现各个反应管1倒置，从而让反应管内的混合物与容纳腔内的反应组分充分融合。

S3、反应完成：转动件受控在纵向180度翻转，从而实现各个反应管1正置；让荧光灯头4以及温度控制组件3对准反应管1中的底部，并通过第二移动控制组件5控制荧光灯头4左右移动，以便依次对各个反应管1内的核酸扩增情况进行检查并反馈给控制主机。

实施三

本实施例与上述实施例二的区别在于，本实施例没有控制支架2上下移动的第一移动控制组件，主要适用于在整个反应过程中对温度控制要求不高(比如整个反应是在常温下进行)的情形。

在这种情况下，应用本实施例的两阶段核酸扩增用装置来实现核酸扩容的方法如下，(其中反应管1的容纳腔预置第二反应阶段所需的第二反应组分)：

S1、第一反应阶段：在反应管1内加入第一反应阶段所需的反应组分以及目的DNA，反应一段时间，比如1～7min。

S2、第二反应阶段：转动件受控在纵向180度翻转，实现各个反应管1倒置，从而让反应管内的混合物与容纳腔内的反应组分充分融合。

S3、反应完成：转动件受控在纵向180度翻转，从而实现各个反应管1正置；让荧光灯头4以及温度控制组件3对准反应管1中的底部，并通过第二移动控制组件5控制荧光灯头4左右移动，以便依次对各个反应管1内的核酸扩增情况进行检查并反馈给控制主机。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，不经创造性所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种两阶段核酸扩增用反应管，包括具有反应空腔的一端开口的管身以及管盖，所述管身与所述管盖可拆卸的密封连接；所述管盖用于开闭所述开口；其特征在于，还包括用于容纳第二反应阶段所需的第二反应组分的容纳位，所述容纳位连通所述反应空腔，所述容纳位靠近所述反应管的所述开口处。

2.根据权利要求1所述的反应管，其特征在于，所述容纳位为容纳腔。

3.根据权利要求2所述的反应管，其特征在于，所述管盖具有盖体以及设置在所述盖体下方的容纳结构，所述容纳腔为所述容纳结构与所述盖体围成的空间；

或者，所述管身的反应空腔内壁设置有容纳结构，所述容纳腔为所述容纳结构与所述管身的内壁围成的空间，所述容纳结构靠近所述管身的所述开口处。

4.根据权利要求3所述的反应管，其特征在于，所述管身和所述管盖通过柔性的连接带连接。

5.一种两阶段核酸扩增用装置，其特征在于，包括用于容置若干反应管的支架、转动件；所述转动件受控地在纵向实现180度翻转；所述支架与所述转动件固定连接；所述支架具有固定所述反应管的固定机构；

所述反应管为权利要求1-4中任意一个所述的反应管。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括温度控制组件，所述温度控制组件与各个所述反应管的位置相对应。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括控制所述支架上下移动的第一移动控制组件。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括扩增检查组件，所述扩增检查组件包括荧光灯头，所述荧光灯头对准所述反应管内的反应区域。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述扩增检查组件还包括控制所述荧光灯头左右移动的第二移动控制组件。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一移动控制组件包括第一控制电缸，所述转动件安装在所述第一控制电缸的推杆上；所述第二移动控制组件包括第二控制电缸，所述荧光灯头安装在所述第二控制电缸的推杆上。

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