CN219117434U - 一种封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于生物实验仪器技术领域，尤其涉及一种封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管，包括管体、与管体配合密封的管盖及隔离件，所述管盖为能盛放反应液的半球形结构，所述隔离件设于管体内，隔离件与管体连为一体并将管体分为左右两个半封闭腔室，左右两个半封闭腔室分别为第一腔室和第二腔室，在管盖与管体扣紧密封后，第一腔室与第二腔室的顶部能相互连通。该反应管内可连续进行RPA反应及Cas12a反应，整个过程全封闭进行，无需中途开盖转移反应液，翻转倒置反应管将反应液流入管盖即可实现两种反应体系的混合，操作简便，易于控制，避免了开盖移液导致交叉污染，结构简单，成本低廉，具有较好的应用和推广价值。

Description

一种封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管

技术领域

本实用新型属于生物实验仪器技术领域，尤其涉及一种封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管。

背景技术

不同病原物的核苷酸序列，可以作为高灵敏、高选择性检测病原体的标志物，为临床或农业病原菌诊断带来了便捷。目前，聚合酶链式反应（PCR）技术可以扩增极少量的靶标核酸，因此，该技术是核酸检测的黄金标准。但是靶标扩增仅适用于核酸，分析和测量的范围受限。此外，PCR通常需要专门的实验室条件、仪器设备及技术人员进行操作，并不能作为一种快速、及时的检测方法。因此，新型的灵敏、快速、可靠的核酸检测平台仍有待开发。

根据这些需求，CRISPR-Cas介导的检测策略应运而生。其中基于CRISPR-Cas12a系统的检测原理如下：Cas12a核酸酶与gRNA预结合形成核糖核蛋白复合物；在靶标序列存在的情况下，与gRNA碱基互补配对结合并激活Cas12a蛋白的外切酶活性，对ssDNA荧光报告分子进行非特异性切割；激活的Cas12a蛋白会降解ssDNA报告分子，使荧光基团和猝灭基团分开，从而产生荧光信号。与其他方法相比，CRISPR-Cas12a诊断平台的实验装置简便、无热循环、测定时间相对较短、对目标的选择性较高，并且在复杂的生物介质中保持高灵敏度。这些优势导致CRISPR诊断技术用于各种应用，包括检测细菌感染、病毒病原体、单核苷酸错配和癌症生物标志物等。

然而，若想以足够低的检测限度进行检测，CRISPR-Cas12a诊断平台常常需要先对检测目标进行预扩增，放大Cas12a的检测底物。目前重组酶聚合酶扩增（RecombinasePolymerase Amplification，RPA）是较为常用的扩增技术之一，它的反应温度在37℃左右，与Cas12a的活性温度相近。目前CRISPR-Cas12a的检测流程主要分两步：首先在一个EP管内采用RPA扩增技术对靶标进行扩增；随后利用移液枪，将扩增产物转移到装有Cas12a反应体系的EP管中，从而激活检测反应。但是，这种两步法需要中途开盖将反应液从一个反应管转移到另一个反应管中，不仅操作过程复杂繁琐，还会造成交叉污染，干扰最终的检测结果。公开号为CN212199260U的专利提供的一种封闭式耗材可在第一步反应时间满足后通过外力作用（如离心）把第二步的试剂与第一步的试剂混合，避免了开放式操作引起的缺陷，但该封闭式耗材不仅结构复杂，生产难度大、成本高，而且对外力作用的力度要求较高，需要混合的试剂极易因为外力的力度不够而发生大量残留，影响最终实验结果。

因此，亟需一种不仅可避免实验中途开盖污染，而且结构简单、操作方便易控制的反应管应用于Crispr/Cas12a核酸检测。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述不足，本实用新型提供一种封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管，包括管体、与管体配合密封的管盖及隔离件，所述管盖为能盛放反应液的半球形结构，所述隔离件设于管体内，隔离件与管体连为一体并将管体分为左右两个半封闭腔室，左右两个半封闭腔室分别为第一腔室和第二腔室，在管盖与管体扣紧密封后，第一腔室与第二腔室的顶部能相互连通。

优选地，所述隔离件为倾斜设置的弧形板，弧形板的两侧边及底边均与管体的内壁相连，弧形板的顶面低于管体的顶面。

更为优选地，所述弧形板的外切面与管体侧面的夹角为55-65度。

优选地，所述管盖内表面设有密封套，管盖与管体扣紧时，密封套与管体的管口密封配合。

优选地，所述管体的管口设有软连接桥，管体通过软连接桥与管盖相连。

其次，本实用新型还提供了该技术方案的第二种实现方式：

一种封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管，包括管体、与管体配合密封的管盖及隔离件，所述管盖为能盛放反应液的半球形结构，所述隔离件设于管体内，隔离件与管体连为一体并将管体分为左右两个半封闭腔室，左右两个半封闭腔室分别为第一腔室和第二腔室，在管盖与管体扣紧密封后，第一腔室与第二腔室的顶部能相互连通。

优选地，所述隔离件为“L”型板，“L”型板的两侧边及底边均与管体内壁相连，“L”型板的顶面低于管体的顶面。

优选地，所述管盖内表面设有密封套，管盖与管体扣紧时，密封套与管体的管口密封配合。

优选地，所述管体的管口设有软连接桥，管体通过软连接桥与管盖相连。

再次，本实用新型还提供了该技术方案的第三种实现方式：

一种封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管，包括管体、与管体配合密封的管盖及隔离件，所述管盖为能盛放反应液的半球形结构，所述隔离件设于管体内，隔离件与管体连为一体并将管体分为左右两个半封闭腔室，左右两个半封闭腔室分别为第一腔室和第二腔室，在管盖与管体扣紧密封后，第一腔室与第二腔室的顶部能相互连通。

优选地，所述隔离件为竖直板，竖直板的两侧边与管体内壁相连、底边与管体底部相连，竖直板的顶面低于管体的顶面。

优选地，所述管盖内表面设有密封套，管盖与管体扣紧时，密封套与管体的管口密封配合。

优选地，所述管体的管口设有软连接桥，管体通过软连接桥与管盖相连。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管的三种实现方式，三者的管盖内均能盛放反应液，且管体内均设有将管体分为两个半封闭腔室的隔离件，在管盖与管体扣紧密封后，两个腔室的顶部均能相互连通，使得该反应管内连续进行RPA反应及Cas12a反应，整个过程全封闭进行，无需中途开盖转移反应液，翻转倒置反应管将反应液流入管盖，即可实现两种体系的混合，反应液不易大量残留在腔室内，操作简便，易于控制，有效减少了操作步骤和实验时间，同时也避免了开盖移液导致的交叉污染，避免出现假阳性等，保证了检测结果的准确性，而且该反应管结构简单，工艺难度低，成本低廉，因此具有较好的应用和推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为实施例1封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管的侧面剖面结构示意图。

图2为实施例1添加不同反应液时封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管的侧面剖面示意图。

图3为实施例1反应液混合反应时封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管的侧面剖面示意图。

图4为实施例1反应结束时封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管的侧面剖面示意图。

图5为实施例2封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管的侧面剖面结构示意图。

图6为实施例3封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管的侧面剖面结构示意图。

图中，1-管体、2-管盖、3-隔离件、4-第一腔室、5-第二腔室、6-密封套、7-软连接桥。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本申请中，除非另有说明，否则本文中使用的科学术语及技术名词具有本领域科研技术人员所通常理解的含义。并且，本文中所用的实验室操作均为相应领域内广泛使用的常规操作。

实施例1

一种封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管，如图1所示，包括管体1、与管体1配合密封的管盖2及隔离件3，所述管盖2与管体1为分体式结构，均由聚丙烯材料制成，管体2包括管状的主体和与主体相连接的锥形底，锥形底的下端面为圆弧面，管体2总容积为0.5毫升，能满足绝大部分反应体系所需容量；所述管盖2为能盛放反应液的半球形结构。所述隔离件3设于管体1内，隔离件3与管体1连为一体并将管体1分为左右两个半封闭腔室，左右两个半封闭腔室分别为第一腔室4和第二腔室5；隔离件3由聚丙烯材料制成，宽度与管体1的内径一致，高度低于管体1高度，颜色透明，不影响反应过程中的荧光值读取；在管盖2与管体1扣紧密封后，第一腔室4与第二腔室5的顶部能相互连通，当管盖2盖上后，形成两个顶部连通的半封闭腔体，此时该反应管处于密封状态。

优选地，所述隔离件3为倾斜设置的弧形板，弧形板的两侧边及底边均与管体1的内壁相连，弧形板的内弧面与管体1之间形成的腔体即为第一腔室4，弧形板的外弧面与管体1之间形成的腔体即为第二腔室5；弧形板的顶面低于管体1的顶面，便于第一腔室4与第二腔室5的顶部相互连通。更为优选地，所述弧形板的外切面与管体1侧面的夹角为55-65度，使得第一腔室4能够容纳反应液，且不阻碍第二腔室5内反应液的进出。

优选地，所述管盖2内表面设有密封套6，密封套6呈环状结构，其直径等于或略小于管体1的管口的直径，因此管盖2与管体1扣紧时，密封套6与管体1的管口密封配合，从而实现管盖2与管体1之间的密封效果。所述管体1的管口设有软连接桥7，管体1通过软连接桥7与管盖2相连，其中，管体1、管盖2和软连接桥7为一体成型，管盖2通过利用软连接桥3的柔韧性可相对管体1作方向开合动作。

实际应用时，首先往第一腔室4内加入RPA反应试剂、第二腔室5内加入Cas12a反应试剂后扣紧管盖2，如图2所示，并在37℃下反应10分钟，启动RPA反应扩增靶标序列；然后将反应管翻转倒置，第一腔室4内的RPA反应试剂与第二腔室5内的Cas12a反应试剂均流入管盖2内，如图3所示，将两者混合，即可启动Cas12a反应；当Cas12a反应结束后，将反应管翻转正放，同时使得大部分反应液进入同一腔室，如图4所示，打开管盖2，通过荧光检测或侧向流动试纸条对检测结果进行可视化读出。该反应过程中管体1始终为封闭状态，无需中途打开管盖2转移液体，操作简单，避免了交叉污染，有效提高了最终检测结果的准确度。

实施例2

一种封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管，如图5所示，包括管体1、与管体1配合密封的管盖2及隔离件3，所述管盖2与管体1为分体式结构，均由聚丙烯材料制成，管体2包括管状的主体和与主体相连接的锥形底，锥形底的下端面为圆弧面，管体2总容积为0.5毫升，能满足绝大部分反应体系所需容量；所述管盖2为半球形，管盖2内可盛装反应液。所述隔离件3设于管体1内，隔离件3与管体1连为一体并将管体1分为左右两个半封闭腔室，即第一腔室4和第二腔室5；隔离件3由聚丙烯材料制成，宽度与管体1的内径一致，高度低于管体1高度，颜色透明，不影响反应过程中的荧光值读取；在管盖2与管体1扣紧密封后，第一腔室4与第二腔室5的顶部能相互连通，当管盖2盖上后，形成两个顶部连通的半封闭腔体，此时该反应管处于密封状态。

优选地，所述隔离件3为“L”型板，“L”型板的两侧边及底边均与管体1内壁相连，“L”型板的内表面与管体1之间形成的腔体即为第一腔室4，“L”型板的外表面与管体1之间形成的腔体即为第二腔室5，“L”型板的顶面低于管体1的顶面，便于第一腔室4与第二腔室5的顶部相互连通，隔离件3的竖直面位于管体1的中心轴线位置，以便减小第一腔室4和第二腔室5的容量差，使得两个腔室均能容纳较多的反应液。

优选地，所述管盖2内表面设有密封套6，密封套6呈环状结构，其直径等于或略小于管体1的管口的直径，因此管盖2与管体1扣紧时，密封套6与管体1的管口密封配合，从而实现管盖2与管体1之间的密封效果。所述管体1的管口设有软连接桥7，管体1通过软连接桥7与管盖2相连，其中，管体1、管盖2和软连接桥7为一体成型，管盖2通过利用软连接桥3的柔韧性可相对管体1作方向开合动作。

实际应用时，首先，往第一腔室4内加入RPA反应试剂、第二腔室5内加入Cas12a反应试剂后扣紧管盖2，在37℃下反应10分钟以启动RPA反应扩增靶标序列；然后将反应管翻转倒置，第一腔室4内的RPA反应试剂与第二腔室5内的Cas12a反应试剂均流入管盖2内，将两者混合，即可启动Cas12a反应；当Cas12a反应结束后，将反应管翻转正放，同时使得大部分反应液进入同一腔室，打开管盖2，通过荧光检测或侧向流动试纸条对检测结果进行可视化读出。该反应过程中管体1始终为封闭状态，无需中途打开管盖2转移液体，操作简单，避免了交叉污染，有效提高了最终检测结果的准确度。

实施例3

一种封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管，如图6所示，包括管体1、与管体1配合密封的管盖2及隔离件3，所述管盖2与管体1为分体式结构，均由聚丙烯材料制成，管体2包括管状的主体和与主体相连接的锥形底，锥形底的下端面为圆弧面，管体2总容积为0.5毫升，能满足绝大部分反应体系所需容量；所述管盖2为半球形，管盖2内可盛装反应液。所述隔离件3设于管体1内，隔离件3与管体1连为一体并将管体1分为左右两个半封闭腔室，即第一腔室4和第二腔室5；隔离件3由聚丙烯材料制成，宽度与管体1的内径一致，高度低于管体1高度，颜色透明，不影响反应过程中的荧光值读取；在管盖2与管体1扣紧密封后，第一腔室4与第二腔室5的顶部能相互连通，当管盖2盖上后，形成两个顶部连通的半封闭腔体，此时该反应管处于密封状态。

优选地，所述隔离件3为竖直板，竖直板的两侧边与管体1内壁相连、底边与管体1底部相连，由此将管体1分隔为左右两个腔室，即第一腔室4和第二腔室5；竖直板的顶面低于管体1的顶面，便于第一腔室4与第二腔室5的顶部相互连通；隔离件3位于管体1的中心轴线位置，以便减小第一腔室4和第二腔室5的容量差，使得两个腔室均能容纳较多的反应液。

优选地，所述管盖2内表面设有密封套6，密封套6呈环状结构，其直径等于或略小于管体1的管口的直径，因此管盖2与管体1扣紧时，密封套6与管体1的管口密封配合，从而实现管盖2与管体1之间的密封效果。所述管体1的管口设有软连接桥7，管体1通过软连接桥7与管盖2相连，其中，管体1、管盖2和软连接桥7为一体成型，管盖2通过利用软连接桥3的柔韧性可相对管体1作方向开合动作。

实际应用时，首先，往第一腔室4内加入RPA反应试剂、第二腔室5内加入Cas12a反应试剂后扣紧管盖2，在37℃下反应10分钟以启动RPA反应扩增靶标序列；然后将反应管翻转倒置，第一腔室4内的RPA反应试剂与第二腔室5内的Cas12a反应试剂均流入管盖2内，将两者混合，即可启动Cas12a反应；当Cas12a反应结束后，将反应管翻转正放，同时使得大部分反应液进入同一腔室，打开管盖2，通过荧光检测或侧向流动试纸条对检测结果进行可视化读出。该反应过程中管体1始终为封闭状态，无需中途打开管盖2转移液体，操作简单，避免了交叉污染，有效提高了最终检测结果的准确度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管，包括管体（1）、与管体（1）配合密封的管盖（2）及隔离件（3），其特征在于：所述管盖（2）为能盛放反应液的半球形结构，所述隔离件（3）设于管体（1）内，隔离件（3）与管体（1）连为一体并将管体（1）分为左右两个半封闭腔室，左右两个半封闭腔室分别为第一腔室（4）和第二腔室（5），在管盖（2）与管体（1）扣紧密封后，第一腔室（4）与第二腔室（5）的顶部能相互连通；

所述隔离件（3）为倾斜设置的弧形板，弧形板的两侧边及底边均与管体（1）的内壁相连，弧形板的顶面低于管体（1）的顶面；

或者，所述隔离件（3）为“L”型板，“L”型板的两侧边及底边均与管体（1）侧壁相连，“L”型板的顶面低于管体（1）的顶面；

或者，所述隔离件（3）为竖直板，竖直板的两侧边与管体（1）侧壁相连、底边与管体（1）底部相连，竖直板的顶面低于管体（1）的顶面。

2.根据权利要求1所述的封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管，其特征在于：所述弧形板的外切面与管体（1）侧面的夹角为55-65度。

3.根据权利要求1或2所述的封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管，其特征在于：所述管盖（2）内表面设有密封套（6），管盖（2）与管体（1）扣紧时，密封套（6）与管体（1）的管口密封配合。

4.根据权利要求3所述的封闭式Crispr/Cas12a核酸检测反应管，其特征在于：所述管体（1）的管口设有软连接桥（7），管体（1）通过软连接桥（7）与管盖（2）相连。

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