CN218811752U - 一种核酸提取检测分析一体化仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及生物检测领域，特别地，涉及一种核酸提取检测分析一体化仪器，包括机架，所述机架上设有用于存放试剂的试剂盒组件、用于移取试剂的移液泵、用于对试剂中样本进行扩增的扩增组件以及用于对试剂进行光学检测的荧光检测组件，所述移液泵位于所述试剂盒组件的上侧，所述移液泵连接有用于控制器升降的升降组件，所述试剂盒组件上设有用于对试剂进行检测的荧光检测组件；本实用新型目的是克服现有技术的不足而提供一种核酸提取检测分析一体化仪器可无需在设备外部移动试剂管，在本设备中对核酸样本完成提取纯化、扩增检测等步骤，做到样本进，结果出，避免核酸样本在外部发生污染。

Description

一种核酸提取检测分析一体化仪器

技术领域

本实用新型涉及生物检测领域，特别地，涉及一种核酸提取检测分析一体化仪器。

背景技术

生物检测广泛应用于医疗卫生机构、海关、农业、林业、食品等行业，其中PCR、LAMP、RPA等类别的生物检测试剂已大量用于病原检测、源性检测等检测项目。

生物检测需要经过核酸提取与纯化、扩增、检测及分析等步骤。目前市场上的一体化生物检测分析仪器设备通常是供医学检测中心使用的大型工作站，或者采用封闭的预埋试剂盒体系；由于大型工作站的工作成本较高，对于小批量检测不够友好。而对于小批量核酸检测操作，通常采用核酸提取仪进行核酸提取与纯化、采用荧光检测分析仪进行扩增检测及分析等操作，这一过程需要使用两个设备分步进行，在移动试剂管的过程中不仅降低了效率，而且增加了样本污染与泄露的风险。因此如何提供一种小型核酸提取检测分析一体化仪器，可无需在设备外部移动试剂管，在本设备中对核酸样本完成提取纯化、扩增检测等步骤，做到样本进，结果出，避免核酸样本在外部发生污染仍需不断研究。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型目的是克服现有技术的不足而提供一种核酸提取检测分析一体化仪器可无需在设备外部移动试剂管，在本设备中对核酸样本完成提取纯化、扩增检测等步骤，做到样本进，结果出，避免核酸样本在外部发生污染。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种核酸提取检测分析一体化仪器，包括机架，所述机架上设有试剂盒组件、所述试剂盒组件上设有多个吸头,检测管，所述检测管上连接有用于封闭所述检测管的管盖，用于存放试剂的单联管、用于提取样本的提取腔以及用于存放废液的废液腔,所述机架上设有用于固定所述提取腔内部的磁珠的磁吸组件；

还包括用于移取所述试剂盒组件中的试剂的移液泵以及用于开启所述管盖的开盖组件、用于对检测管中的样本进行扩增的扩增组件以及用于对检测管中的样本进行检测的荧光检测组件，所述机架上还设有用于驱动所述移液泵横向移动的第一驱动组件以及用于驱动所述试剂盒组件纵向移动的第二驱动组件，所述机架上还设有用于控制所述开盖组件与所述移液泵升降的升降组件。

(值得说明的是，吸头设有六个，单联管上设有六个空格，在使用之前，六个空格内部依次存放有混合有磁珠的裂解液、第一洗涤试剂、第二洗涤试剂、洗脱试剂、石蜡油、复溶剂，六个吸头对应六个空格中的试剂，在使用移液泵时按照移取对应的试剂进行更换；提取腔的内部存放有核酸样本，检测管的内部存放有荧光型扩增试剂；由于检测管中的荧光型扩增试剂冻干储存，复溶剂的作用在于帮助检测管内部的荧光型扩增试剂溶解)。

较之现有技术，本实用新型的优点在于：

本实用新型在使用时：

第一步进行核酸提取：使用移液泵连接吸头抽取单联管内部存放有混合有磁珠的裂解液并将其移动至提取腔的内部并对混合液进行吹打，在此过程中，磁珠吸附样本中的核酸，核酸吸附完成后，磁吸组件吸引粘附有核酸的磁珠，使用移液泵将提取腔内部的液体吸出并排放至废液腔的内部，由于磁铁吸引粘附有核酸的磁珠，粘附有核酸的磁珠留置于提取腔的内部，随后使用移液泵更换新的吸头；

重复以上向提取腔的内部加入裂解液与磁珠的步骤，分四次，依次向提取腔的内部加入第一洗涤试剂、第二洗涤试剂、洗脱试剂，对粘附有核酸的磁珠进行洗涤与洗脱，在此过程中，洗涤的废液排至废液腔的内部，核酸洗脱完成后，将洗脱的核酸试剂混合液吸取至单联管中存放有复溶剂的一格中，核酸分离提取完成；

第二步进行核酸扩增：移液泵通过吸头先吸取单联管中核酸试剂与复溶剂的混合液，再吸石蜡油并将其移取至检测管的内部，(先吸取单联管中核酸试剂与复溶剂的混合液，再吸石蜡油是为了节省动作，提高检测效率)，石蜡油漂浮于试剂的上方防止试剂蒸发，随后通过开盖组件与升降组件配合控制管盖封闭检测管,扩增组件对检测管中的核酸样本进行快速升降温或等温的核酸扩增，由于检测管内部的核酸在密闭环境中进行扩增，检测管内部的压强将会发生改变，管盖保证了检测管的密封性，避免了检测管内部的试剂与外界空气产生交叉污染；

第三步进行核酸检测，在进行核酸扩增的过程中，采用荧光检测组件定时采集核酸检测管内试剂的荧光数据，完成荧光检测。

本仪器通过移液泵、试剂盒组件及荧光检测组件的配合，在设备内部一次性完成了对核酸样本提取纯化与扩增的试剂加样的操作，无需在设备外移动试剂管，减少了人工参与，避免了在移动试剂管的过程中发生交叉污染，在本仪器中对核酸样本完成提取纯化、扩增检测操作；

此外本仪器中的试剂盒组件还可搭配PCR、LAMP、RPA等多个类型的检测试剂，在试剂盒中加载样本后，通过灵活组装与样本相匹配的核酸提取及检测试剂，可完成样本进样、核酸提取与纯化、扩增检测与检测结果分析、废液处理等各个功能，做到“样本进，结果出”。

本实用新型提出的全自动核酸提取与检测分析一体化仪器，结构紧凑，操作简便。在实现自动化的检测过程中，采用开放式通用的核酸检测试剂体系，可满足各行业的核酸检测需求。适用于海关、基层医疗卫生机构、农业、林业、食品等行业所需的高效、低成本的核酸检测。

优选地，所述废液腔与所述提取腔的开口处设有用于封闭二者的开口的密封胶垫，所述密封胶垫上开设有两个十字槽，两个所述十字槽分别位于所述废液腔与所述提取腔的开口处。

优选地，所述试剂盒组件上还设有用于固定所述密封胶垫的试剂压盖，所述试剂压盖与所述试剂盒组件可拆卸连接。

优选地，所述扩增组件包括用于安装所述检测管的套接座、用于改变所述套接座温度的温控片以及用于对所述温控片散热的散热器，所述温控片的两面分别与所述散热器和所述套接座贴合。

优选地，所述第二驱动组件上设有滑座，所述滑座上设有用于固定试剂盒组件的卡扣座。

优选地，所述磁吸组件设置于所述卡扣座上,所述磁吸组件包括磁铁以及用于控制其远离或靠近所述提取腔的第四驱动组件。

优选地，所述卡扣座上设有用于对所述提取腔进行温度控制的升温组件。

优选地，所述开盖组件包括步进电机，所述步进电机的输出轴上固设有用于旋转所述管盖的开合爪，所述检测管上竖直设有限位凸条，所述试剂盒组件上开设有用于容置所述检测管的管槽，所述管槽用于容置所述限位凸条。

优选地，所述荧光检测组件连接有用于驱动所述荧光检测组件横向移动的第三驱动组件。

优选地，所述机架上设有机壳,显示屏以及控制模块，所述控制模块与所述显示屏电性连接，所述控制模块与所述升降组件、所述第四驱动组件、所述第一驱动组件、所述第二驱动组件、升温组件、所述步进电机、所述开合爪、所述移液泵、所述荧光检测组件以及所述温控片均电性连接。

附图说明

图1为本实用新型的内部结构示意图；

图2为本实用新型的外部结构示意图；

图3为本实用新型的拆分结构示意图；

图4为滑座与扩增组件的结构示意图；

图5为试剂盒组件的局部拆分结构示意图；

图6为移液泵与荧光检测组件的局部放大示意图；

图7为试剂盒组件的剖视结构示意图。

附图标记：10、机架；11、滑座；12、第三驱动组件；13、第一驱动组件；14、第二驱动组件；15、卡扣座；16、机壳；17、仓门；18、显示屏；19、控制模块；20、试剂盒组件；21、试剂压盖；22、密封胶垫；23、废液腔；24、单联管；25、吸头；26、检测管；27、管盖；28、提取腔；30、开盖组件；31、步进电机；32、开合爪；33、移液泵；40、磁吸组件；41、磁铁；42、第四驱动组件；43、升温组件；44、限位凸条；45、管槽；46、限位槽；50、扩增组件；51、散热器；52、温控片；53、套接座；60、荧光检测组件。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详述，以使本实用新型技术方案更易于理解和掌握。

参照图1至5所示，本实施例提供一种核酸提取检测分析一体化仪器可无需在设备外部移动试剂管，在本设备中对核酸样本完成提取纯化、扩增检测等步骤，做到样本进，结果出，避免核酸样本在外部发生污染仍需不断研究。

结合图1、图3和图4所示，为了对核酸样本一次性完成提取提取、扩增检测等步骤，做到样本进，结果出，包括机架10，所述机架10上设有试剂盒组件20、所述试剂盒组件20上设有多个吸头25,检测管26，所述检测管26上连接有用于封闭所述检测管26的管盖27，用于存放试剂的单联管24、用于提取样本的提取腔28以及用于存放废液的废液腔23,所述机架10上设有用于固定所述提取腔28内部的磁珠的磁吸组件40；

还包括用于移取所述试剂盒组件20中的试剂的移液泵33以及用于开启所述管盖27的开盖组件30、用于对检测管26中的样本进行扩增的扩增组件50以及用于对检测管26中的样本进行检测的荧光检测组件60，所述机架10上还设有用于驱动所述移液泵30横向移动的第一驱动组件13以及用于驱动所述试剂盒组件20纵向移动的第二驱动组件14，所述机架10上还设有用于控制所述开盖组件30与所述移液泵33升降的升降组件。

(值得说明的是，吸头设有六个，单联管上设有六个空格，在使用之前，六个空格内部依次存放有混合有磁珠的裂解液、第一洗涤试剂、第二洗涤试剂、洗脱试剂、石蜡油、复溶剂，六个吸头对应六个空格中的试剂，在使用移液泵时按照移取对应的试剂进行更换；提取腔的内部存放有核酸样本，检测管的内部存放有荧光型扩增试剂；由于检测管中的荧光型扩增试剂冻干储存，复溶剂的作用在于帮助检测管内部的荧光型扩增试剂溶解)。

具体的：

第一步进行核酸提取：使用移液泵33连接吸头25抽取单联管24内部存放有混合有磁珠的裂解液并将其移动至提取腔28的内部并对混合液进行吹打，在此过程中，磁珠吸附样本中的核酸，核酸吸附完成后，磁吸组件40吸引粘附有核酸的磁珠，使用移液泵33将提取腔28内部的液体吸出并排放至废液腔23的内部，由于磁铁吸引粘附有核酸的磁珠，粘附有核酸的磁珠留置于提取腔28的内部，随后使用移液泵33更换新的吸头25；

重复以上向提取腔28的内部加入裂解液与磁珠的步骤，分四次，依次向提取腔28的内部加入第一洗涤试剂、第二洗涤试剂、洗脱试剂，对粘附有核酸的磁珠进行洗涤与洗脱，在此过程中，洗涤的废液排至废液腔23的内部，核酸洗脱完成后，将洗脱的核酸试剂混合液吸取至单联管24中存放有复溶剂的一格中，核酸分离提取完成；

第二步进行核酸扩增：移液泵通过吸头先吸取单联管中核酸试剂与复溶剂的混合液，再吸石蜡油并将其移取至检测管的内部，(先吸取单联管中核酸试剂与复溶剂的混合液，再吸石蜡油是为了节省动作，提高检测效率)，石蜡油漂浮于试剂的上方防止试剂蒸发，随后通过开盖组件30与升降组件配合控制管盖27封闭检测管26,扩增组件50对检测管26中的核酸样本进行快速升降温或等温的核酸扩增，由于检测管26内部的核酸在密闭环境中进行扩增，检测管26内部的压强将会发生改变，管盖27保证了检测管26的密封性，避免了检测管26内部的试剂与外界空气产生交叉污染；

第三步进行核酸检测，在进行核酸扩增的过程中，采用荧光检测组件定时采集核酸检测管26内试剂的荧光数据，完成荧光检测。

结合图5所示，为了避免附着于吸头25外侧的废液滴落，所述废液腔23与所述提取腔28的开口处设有用于封闭二者的开口的密封胶垫22，所述密封胶垫22上开设有两个十字槽，两个所述十字槽分别位于所述所述废液腔23与所述提取腔28的开口处。

使用时：移液泵33带动吸头25深入废液腔23或提取腔28的内部时，吸头25首先将十字槽推开吸取或排出核酸或试剂，在此过程中，十字槽与吸头25抵压，吸头25从废液腔23或提取腔28的内部离开时，十字槽复原，在此过程中，十字槽将吸头25外侧的核酸试剂弹落至废液腔23或提取腔28的内部，有效的避免了废液与试剂的交叉污染。

结合图5所示，为了便于在生产时在试剂盒组件20上安装密封胶垫25，所述试剂盒组件20上还设有用于固定所述密封胶垫22的试剂压盖21，所述试剂压盖21与所述试剂盒组件20可拆卸连接。

在进行生产制造时：由于密封胶垫25与试剂架10的材质不同，试剂架10与密封胶垫25需要分别进行制造，在二者制造完成后，需要将其进行组装，压盖22与试剂架10之间的卡扣设置有助于将密封胶垫25快速安装于试剂架10上并保持密封胶垫25与试剂架10连接的稳定性。

结合图6所示，为了对检测管26内部的核酸进行扩增，所述扩增组件50包括用于安装所述检测管26的套接座53、用于改变所述套接座53温度的温控片52以及用于对所述温控片52散热的散热器51，由于半导体制冷片对于温度的改变较为迅速，所述温控片52采用半导体制冷片进行制作，所述温控片52的两面分别与所述散热器51和所述套接座53贴合。

使用时：半导体制冷片52工作根据核酸扩增所需的温度条件控制套接座53的进行迅速升温与降温，套接座53将温度传导于检测管26上，散热器51对制冷片52进行散热，检测管26内部的样本试剂混合液在特定的温度下完成扩增。

结合图4所示，为了便于安装试剂盒组件20，所述第二驱动组件14上设有滑座11，所述滑座11上设有用于固定试剂盒组件20的卡扣座15，卡扣座15上设有卡扣，安装试剂盒组件20时，卡扣将试剂盒组件20固定于卡扣座15上。

使用时：试剂盒组件20与卡扣座15通过卡扣连接，卡扣座15通过卡扣对试剂盒左键20进行固定。

结合图1、图4和图5所示，为了在便于排出排出核酸洗涤液，所述磁吸组件40设置于所述卡扣座15上,所述磁吸组件40包括磁铁41以及用于控制其远离或靠近所述提取腔28的第四驱动组件42。

使用时：提取腔28内部的核酸样本与混合有磁珠的裂解液在移液泵的吹打下吸附于磁珠的外侧，核酸吸附完成后，通过第四驱动组件42控制磁铁41移动靠近提取腔28吸引磁珠，吸附有核酸的磁珠被固定，通过移液泵将提取腔28内部的液体移取至废液腔23的内部；

随后通过移液泵向提取腔28的内部加入洗涤试剂，通过第四驱动组件42控制磁铁41移动远离提取腔28，磁铁41不再吸引磁珠，移液泵对洗涤试剂与粘附有核酸的磁珠进行吹打洗涤，洗涤完毕后，再次控制磁铁41吸引固定磁珠，通过移液泵将提取腔28内部的洗涤试剂移取至废液腔23的内部。

结合图4所示，为了加速提取腔28内部的核酸提取，所述卡扣座15上设有用于对所述提取腔28进行温度控制的升温组件43，所述升温组件43采用纯电阻电热丝作为加热源。

使用时：通过对升温组件通电对提取腔28内部的核酸样本与裂解液加热，实现加速核酸提取的效果。

结合图1和图3所示，为了实现自动对检测管26进行开盖，所述开盖组件30包括步进电机31，所述步进电机31的输出轴上固设有用于旋转所述管盖27的开合爪32，所述检测管26上竖直设有限位凸条44，所述试剂盒组件20上开设有用于容置所述检测管26的管槽45，所述管槽45用于容置所述限位凸条44。

使用时：通过开合爪32夹持管盖27，步进电机31控制开合爪32转动，开合爪32带动管盖27转动，升降组件根据步进电机的转速同步控制步进电机31、开合爪32与管盖27上升或下降，实现对检测管26的开启与封闭。

结合图1和图3所示，为了控制荧光检测组件60逐个对检测管26进行检测，所述荧光检测组件60连接有用于驱动所述荧光检测组件60横向移动的第三驱动组件12。

使用时：需要对检测管26内部扩增后的核酸进行检测时，通过第三驱动组件12控制荧光检测组件60横向移动定时对检测管26逐个进行核酸荧光检测。

结合图1、图2和图3所示，为了便于控制设备的工作，所述机架10上设有机壳16,显示屏18以及控制模块19，所述控制模块19与所述显示屏18电性连接，所述控制模块19与所述升降组件、所述第四驱动组件42、所述第一驱动组件13、所述第二驱动组件14、升温组件43、所述步进电机31、所述开合爪32、所述移液泵33、所述荧光检测组件60以及所述温控片52均电性连接，所述温控片52采用帕尔贴。

使用时：通过在显示屏18上进行人机交互操作，通过控制模块19内置的程序控制所述第四驱动组件42、所述第一驱动组件13、所述第二驱动组件14、升温组件43、所述步进电机31、所述开合爪32、所述移液泵33的工作，所述荧光检测组件60，通过控制模块19控制温控片52发热对样本试剂混合液进行扩增，通过控制模块19处理所述荧光检测组件60检测试剂所反馈的光信号并将数据在显示屏18上呈现，完成荧光采集和处理。

以上只是本实用新型的典型实例，除此之外，本实用新型还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种核酸提取检测分析一体化仪器，包括机架(10)，其特征在于，所述机架(10)上设有试剂盒组件(20)、所述试剂盒组件(20)上设有多个吸头(25),检测管(26)，所述检测管(26)上连接有用于封闭所述检测管(26)的管盖(27)，用于存放试剂的单联管(24)、用于提取样本的提取腔(28)以及用于存放废液的废液腔(23)，所述机架(10)上设有用于固定所述提取腔(28)内部的磁珠的磁吸组件(40)；

还包括用于移取所述试剂盒组件(20)中的试剂的移液泵(33)以及用于开启所述管盖(27)的开盖组件(30)、用于对检测管(26)中的样本进行扩增的扩增组件(50)以及用于对检测管(26)中的样本进行检测的荧光检测组件(60)，所述机架(10)上还设有用于驱动所述开盖组件(30)与所述移液泵(33)横向移动的第一驱动组件(13)以及用于驱动所述试剂盒组件(20)纵向移动的第二驱动组件(14)，所述机架(10)上还设有用于控制所述开盖组件(30)与所述移液泵(33)升降的升降组件。

2.根据权利要求1所述的一种核酸提取检测分析一体化仪器，其特征在于：所述废液腔(23)与所述提取腔(28)的开口处设有用于封闭二者的开口的密封胶垫(22)，所述密封胶垫(22)上开设有两个十字槽，两个所述十字槽分别位于所述废液腔(23)与所述提取腔(28)的开口处。

3.根据权利要求2所述的一种核酸提取检测分析一体化仪器，其特征在于：所述试剂盒组件(20)上还设有用于固定所述密封胶垫(22)的试剂压盖(21)，所述试剂压盖(21)与所述试剂盒组件(20)可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的一种核酸提取检测分析一体化仪器，其特征在于：所述扩增组件(50)包括用于安装所述检测管(26)的套接座(53)、用于改变所述套接座(53)温度的温控片(52)以及用于对所述温控片(52)散热的散热器(51)，所述温控片(52)的两面分别与所述散热器(51)和所述套接座(53)贴合。

5.根据权利要求4所述的一种核酸提取检测分析一体化仪器，其特征在于：所述第二驱动组件(14)上设有滑座(11)，所述滑座(11)上设有用于固定试剂盒组件(20)的卡扣座(15)。

6.根据权利要求5所述的一种核酸提取检测分析一体化仪器，其特征在于：所述磁吸组件(40)设置于所述卡扣座(15)上,所述磁吸组件(40)包括磁铁(41)以及用于控制其远离或靠近所述提取腔(28)的第四驱动组件(42)。

7.根据权利要求6所述的一种核酸提取检测分析一体化仪器，其特征在于：所述卡扣座(15)上设有用于对所述提取腔(28)进行温度控制的升温组件(43)。

8.根据权利要求7所述的一种核酸提取检测分析一体化仪器，其特征在于：所述开盖组件(30)包括步进电机(31)，所述步进电机(31)的输出轴上固设有用于旋转所述管盖(27)的开合爪(32)，所述检测管(26)上竖直设有限位凸条(44)，所述试剂盒组件(20)上开设有用于容置所述检测管(26)的管槽(45)，所述管槽(45)用于容置所述限位凸条(44)。

9.根据权利要求1所述的一种核酸提取检测分析一体化仪器，其特征在于：所述荧光检测组件(60)连接有用于驱动所述荧光检测组件(60)横向移动的第三驱动组件(12)。

10.根据权利要求8所述的一种核酸提取检测分析一体化仪器，其特征在于：所述机架(10)上设有机壳(16),显示屏(18)以及控制模块(19)，所述控制模块(19)与所述显示屏(18)电性连接，所述控制模块(19)与所述升降组件、所述第四驱动组件(42)、所述第一驱动组件(13)、所述第二驱动组件(14)、升温组件(43)、所述步进电机(31)、所述开合爪(32)、所述移液泵(33)、所述荧光检测组件(60)以及所述温控片(52)均电性连接。

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