一种基于磁珠和阀控移液的核酸提取扩增卡盒的制作方法

1.本实用新型属生物样本分析检测技术领域，特别是涉及一种基于磁珠和阀控移液的核酸提取扩增卡盒。

背景技术：

2.核酸检测的物质是病毒的核酸，查患者的呼吸道标本中是否存在外来入侵的病毒核酸，以确认是否被病毒感染，一旦检测为核酸“阳性”，即可证明患者体内有病毒存在。因此在许多生化分析检测领域如临床医学、法医鉴定、遗传检验等等有着十分重大的作用，已经广泛应用于生物医疗及疫情防控等领域中。
3.现有技术中核酸提取一般采用离心柱法或磁珠法，一般步骤为裂解、结合、清洗、洗脱。具体到每个步骤则流程复杂，操作人员需要在实验室内分别操作多个仪器进行处理，费时费力，且难以充分、高效地将样本转移。此外人工操作难以标准化，易收到污染而影响检测结果的准确性。即使对于核酸提取自动化的研究已经有了较大的发展，仍未有小体积的自动化方案面世，其主要难点就在于将核酸提取的多个步骤浓缩并控制体积的同时保证高效的液体转运。

技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于磁珠和阀控移液的核酸提取扩增卡盒，将核酸提取的多个步骤集合在一个小体积卡盒中，并为下一步扩增操作进行准备。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于磁珠和阀控移液的核酸提取扩增卡盒，包括片状的卡盒壳体，其特征在于，所述卡盒壳体内包括样本舱、提取舱、若干试剂舱、废液舱、若干反应管及阀控移液系统，
6.所述提取舱中设有搅拌杆，所述若干试剂舱中分别预置有用于提取核酸的提取试剂，所述反应管中预置有用于扩增核酸的扩增试剂，
7.所述阀控移液系统包括若干液体管道及通气气路，所述样本舱通过底部的液体管道一与所述提取舱中部相连，所述提取舱通过底部的液体管道二与试剂舱底部相连，所述液体管道二中段的一侧通过液体管道三与反应管顶部相连，所述提取舱通过底部的废液管道与所述废液舱相连，所述各液体管道中均设有若干可控制开闭的阀门以控制流向；
8.所述卡盒壳体的顶面设有若干通气口，所述通气口外接气泵、内部通过所述通气气路分别与废液舱、提取舱及反应管相连，所述样本舱、提取舱及试剂舱的舱盖上也设有通气口，所述通气气路可通过外接气泵控制产生压力，用于推动液体在各舱室间流动。
9.进一步地，所述试剂舱的数量为七根，所述提取试剂包括自左向右第一根试剂舱中所设的裂解液及磁珠、第六根试剂舱中所设的洗脱液，第二至五根试剂舱中根据待测对象的情况依序配置不同组分的洗液或空置，所述第七根试剂舱中设有石蜡油。
10.进一步地，所述反应管内预置的扩增试剂包括反应酶、引物及底物。
11.进一步地，所述阀门分别设置于液体管道一靠近提取舱的一端、各试剂舱底部液
体管道二的入口处、液体管道三靠近通气气路的一端及废液管道靠近提取舱的一端，所述液体管道二靠近提取舱的一端设有可控制通断的双向阀。
12.进一步地，所述反应管的数量为四根，所述反应管可拆卸地固定在卡盒壳体的底部。
13.进一步地，所述液体管道一靠近样本舱的一端设有样本液过滤器，所述液体管道二靠近提取舱的一端设有洗脱液过滤器。
14.进一步地，所述若干通气口中均设有空气过滤器。
15.进一步地，所述卡盒壳体侧面的三个角落设有用于外部固定的定位孔，所述卡盒壳体的顶面设有凹陷式的固定位。
16.进一步地，所述通气口包括位于卡盒壳体顶部左端的通气口一、位于顶部中部的通气口二及位于顶部右端的通气口三；所述通气口一通过通气气路一与废液舱相连，所述通气气路一的中段通过通气气路二与提取舱侧面上端相连；所述通气口二通过通气气路三与提取舱顶部相连，所述通气口三通过通气气路四与液体管道三相连，所述通气气路二及通气气路四中设有可控制开闭的阀门。
17.进一步地，所述液体管道三中对应于若干反应管的位置分别设有若干定量池，所述定量池的底部分别通过可控制开闭的阀门与反应管相连，所述液体管道三的另一端与溢出池相连，所述溢出池与通气气路四相连。
18.有益效果
19.本实用新型将核酸提取的所有步骤集合在一张片状的卡盒中，通过阀控移液系统转运液体。各舱室及反应管间通过带有阀门的液体管道相连，通过通气气路提供的气压控制液体管道内液体的流动，只需对外部设备通气及阀门开闭的时间及顺序进行电控，即可实现对核酸提取的自动化处理。
20.通常情况下，通过一般的移液装置转移磁珠进行提取的同时会将提取试剂中的残渣一同转移，而采用本实用新型的卡盒时会对磁珠进行磁吸固定，而将残渣与其他废液一同压入废液舱，从而有效避免残渣进入最后一步的反应管，影响后续的扩增及检测效果。
21.此外，由于卡盒壳体为尺寸仅10cm(长)*8cm(宽)*1cm(厚)的片状，可同时并排布置多套卡盒便于与外部设备配合，在提高测试准确性的同时极大地提高了核酸的检测效率。
22.核酸提取完成后自动将提取液转移至反应管，可在反应管位置继续通过外部设备进行核酸扩增反应及检测。而使用卡盒时只需输入样本即可，测试完成无异常的卡盒可随用随弃，操作简单安全方便，有极高的推广价值。
附图说明
23.图1为一种基于磁珠和阀控移液的核酸提取扩增卡盒立体图。
24.图2为一种基于磁珠和阀控移液的核酸提取扩增卡盒内部结构示意图。
25.其中，1-通气气路一；2-通气口一；3-通气气路二；4-固定位；5-样本舱；6-通气口二；7-通气气路三；8-搅拌杆；9-提取舱；10-试剂舱；11-通气口三；12-通气气路四；13-阀门；14-液体管道二；15-溢出池；16-定量池；17-液体管道三；18-定位孔；19-反应管；20-双向阀；21-洗脱液过滤器；22-液体管道一；23-样本液过滤器；24-废液管道；25-废液舱。
26.各图中相同标记代表同一部件。
具体实施方式
27.下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
28.如图1、2所示，本实用新型提供了一种基于磁珠和阀控移液的核酸提取扩增卡盒，包括片状的卡盒壳体，外形尺寸为10cm(长)*8cm(宽)*1cm(厚)。所述卡盒壳体内包括样本舱5、提取舱9、若干试剂舱10、废液舱25、若干反应管19及阀控移液系统。所述卡盒壳体的一侧侧壁为半透明材质，便于人工观察，或是通过软件来自动观察、计算液体移动速度及有无气泡等情况。
29.所述提取舱9中设有搅拌杆8，所述搅拌杆8为电动搅拌杆8，开关设于卡盒壳体顶部，所述磁珠数量根据待测样本情况可预置不同规格。所述若干试剂舱10中分别预置有用于提取核酸的提取试剂。
30.在本实施例中：所述试剂舱10的数量为七根，所述提取试剂包括自左向右第一根试剂舱10中所设的裂解液及磁珠、第六根试剂舱10中所设的洗脱液，第二至五根试剂舱10中根据待测对象的情况依序配置不同组分的洗液或空置，所述第七根试剂舱10中设有石蜡油。所述磁珠也可以单独放置在一根试剂仓10中，在对样本舱5中压入裂解液后再压入磁珠。在其他实施例中可根据空间及实验流程中所需要的试剂数量进行增减。
31.在本实施例中，所述反应管19的数量为四根，所述反应管19可拆卸地固定在卡盒壳体的底部。所述反应管19中预置有用于扩增核酸的扩增试剂，所述扩增试剂具体来说：包括反应酶、引物及底物。
32.所述阀控移液系统包括若干液体管道及通气气路，各舱室及反应管19间通过带有阀门13的液体管道相连，通过通气气路提供的气压控制液体管道内液体的流动，只需对外部设备通气及阀门13开闭的时间及顺序进行电控，即可实现对核酸提取的自动化处理。
33.在本实施例中，所述样本舱5通过底部的液体管道一22与所述提取舱9中部相连；所述提取舱9通过底部的液体管道二14与试剂舱10底部相连，所述液体管道二14中段的一侧通过液体管道三17与反应管19顶部相连；所述提取舱9通过底部的废液管道24与所述废液舱25相连，所述各液体管道中均设有若干可控制开闭的阀门13以控制流向，所述阀门13分别设置于液体管道一22靠近提取舱9的一端、各试剂舱10底部液体管道二14的入口处、液体管道三17靠近通气气路的一端及废液管道24靠近提取舱9的一端，所述液体管道二14靠近提取舱9的一端设有可控制通断的双向阀20。
34.所述卡盒壳体的顶面设有若干通气口，所述通气口外接气泵、内部通过所述通气气路分别与废液舱25、提取舱9及反应管19相连，所述样本舱5、提取舱9及试剂舱10的舱盖上也设有通气口。所述通气气路可通过外接气泵控制产生压力，用于推动液体在各舱室间流动。
35.在本实施例中，所述通气口包括位于卡盒壳体顶部左端的通气口一2、位于顶部中部的通气口二6及位于顶部右端的通气口三11；所述通气口一2通过通气气路一1与废液舱
25相连，所述通气气路一1的中段通过通气气路二3与提取舱9侧面上端相连；所述通气口二6通过通气气路三7与提取舱9顶部相连，所述通气口三11通过通气气路四12与液体管道三17相连，所述通气气路二3及通气气路四12中设有可控制开闭的阀门13。
36.进一步地，所述液体管道一22靠近样本舱5的一端设有样本液过滤器23，所述液体管道二14靠近提取舱9的一端设有洗脱液过滤器21，分别用于过滤采样中混入的杂质以及提取后洗脱液中混入的杂质，可避免管道堵塞及杂质进入反应管19。
37.进一步地，所述若干通气口中均设有空气过滤器，通过过滤片防止大气中的污染物进入阀控移液系统影响实验的准确性。
38.进一步地，所述卡盒壳体侧面的三个角落设有用于外部固定的定位孔18，所述卡盒壳体的顶面设有凹陷式的固定位4，通过所述定位孔18及固定位4便于外部设备装载本卡盒，防止晃动。
39.进一步地，所述液体管道三17中对应于若干反应管19的位置分别设有若干定量池16，所述定量池16的体积可根据需求设置不同的尺寸。所述定量池16的底部分别通过可控制开闭的阀门13与反应管19相连，所述液体管道三17的另一端与溢出池15相连，所述溢出池15与通气气路四12相连。通过所述定量池16保证进入每根反应管19内的洗脱液存量相同。
40.进一步地，所述卡盒壳体壁薄，可通过外部设备通过侧壁对提取舱9进行磁珠吸附及加热。
41.进一步地，所述阀门13可根据需求设置为无需控制的单向阀，减少待控制步骤，进一步提高效率。
42.如下详述本实用新型的操作流程：
43.s1：将可控气泵与各通气口相连，将需要控制的阀门13与控制系统相连，控制确认各阀门13常闭；
44.s2：将采集到的样本加入样本舱5中，并盖上样本舱5盖；
45.s3：通过样本舱5盖顶部的通气口加压使样本经液体管道一22进入提取舱9；
46.s4：启动搅拌杆8，定时控制使提取舱9内待测液体充分混匀；
47.s5：对试剂舱10顶端的通气口通气加压，将提取试剂经液体管道二14压入提取舱9内；
48.s6：启动外部设备对提取舱9侧壁进行加热，加速反应；
49.s7：反应完成后启动外部设备经提取舱9侧壁对提取舱9内的磁珠进行磁吸固定，废弃的液体通过提取舱9顶部的通气口提供气压经废液管道24压入废液舱25；
50.s8：根据核酸提取需求及流程，重复s5-s7；
51.s9：核酸提取完成后，通过提取舱9顶端的通气口将洗脱液压入定量池16中，多余的洗脱液进入溢出池15；
52.s10：打开定量池16底部的阀门13，使洗脱液按量进入反应管19；
53.s11：反应管19内的反应酶、引物、底物与洗脱液混合后；
54.s12：通过外部设备进行核酸扩增反应；
55.s13：检测全部完成后，根据检测结果决定是否保留卡盒，或全部置入医疗垃圾处理区。
56.其中，在所述s5中转运提取试剂时，控制通气气路一1的阀门13打开而通气气路四12及废液管道24中的阀门13关闭，由于通向反应管19的液体管道三17内存在气压，提取试剂只能通过液体管道二14进入提取舱9。
57.在所述s7中排出废液时，控制废液管道24中的阀门13开启而液体管道二14中的阀门13关闭，废液只能通过废液管道24进入废液舱25。
58.在所述s10后，可通过溢出池15顶端的通气口加压，将多余的洗脱液压入废液舱25中统一储存。
59.在所述s11及s12之间，可根据核酸扩增反应实验的需要，选择是否将试剂舱10中的石蜡油压入反应管19中。

技术特征：

1.一种基于磁珠和阀控移液的核酸提取扩增卡盒，包括片状的卡盒壳体，其特征在于，所述卡盒壳体内包括样本舱(5)、提取舱(9)、若干试剂舱(10)、废液舱(25)、若干反应管(19)及阀控移液系统，所述提取舱(9)中设有搅拌杆(8)，所述若干试剂舱(10)中分别预置有用于提取核酸的提取试剂，所述反应管(19)中预置有用于扩增核酸的扩增试剂，所述阀控移液系统包括若干液体管道及通气气路，所述样本舱(5)通过底部的液体管道一(22)与所述提取舱(9)中部相连，所述提取舱(9)通过底部的液体管道二(14)与试剂舱(10)底部相连，所述液体管道二(14)中段的一侧通过液体管道三(17)与反应管(19)顶部相连，所述提取舱(9)通过底部的废液管道(24)与所述废液舱(25)相连，所述各液体管道中均设有若干可控制开闭的阀门(13)以控制流向；所述卡盒壳体的顶面设有若干通气口，所述通气口外接气泵、内部通过所述通气气路分别与废液舱(25)、提取舱(9)及反应管(19)相连，所述样本舱(5)、提取舱(9)及试剂舱(10)的舱盖上也设有通气口，所述通气气路可通过外接气泵控制产生压力，用于推动液体在各舱室间流动。2.根据权利要求1所述的一种基于磁珠和阀控移液的核酸提取扩增卡盒，其特征在于，所述试剂舱(10)的数量为七根，所述提取试剂包括自左向右第一根试剂舱(10)中所设的裂解液及磁珠、第六根试剂舱(10)中所设的洗脱液，第二至五根试剂舱(10)中根据待测对象的情况依序配置不同组分的洗液或空置，所述第七根试剂舱(10)中设有石蜡油。3.根据权利要求1所述的一种基于磁珠和阀控移液的核酸提取扩增卡盒，其特征在于，所述反应管(19)内预置的扩增试剂包括反应酶、引物及底物。4.根据权利要求1所述的一种基于磁珠和阀控移液的核酸提取扩增卡盒，其特征在于，所述阀门(13)分别设置于液体管道一(22)靠近提取舱(9)的一端、各试剂舱(10)底部液体管道二(14)的入口处、液体管道三(17)靠近通气气路的一端及废液管道(24)靠近提取舱(9)的一端，所述液体管道二(14)靠近提取舱(9)的一端设有可控制通断的双向阀(20)。5.根据权利要求1所述的一种基于磁珠和阀控移液的核酸提取扩增卡盒，其特征在于，所述反应管(19)的数量为四根，所述反应管(19)可拆卸地固定在卡盒壳体的底部。6.根据权利要求1所述的一种基于磁珠和阀控移液的核酸提取扩增卡盒，其特征在于，所述液体管道一(22)靠近样本舱(5)的一端设有样本液过滤器(23)，所述液体管道二(14)靠近提取舱(9)的一端设有洗脱液过滤器(21)。7.根据权利要求1所述的一种基于磁珠和阀控移液的核酸提取扩增卡盒，其特征在于，所述若干通气口中均设有空气过滤器。8.根据权利要求1所述的一种基于磁珠和阀控移液的核酸提取扩增卡盒，其特征在于，所述卡盒壳体侧面的三个角落设有用于外部固定的定位孔(18)，所述卡盒壳体的顶面设有凹陷式的固定位(4)。9.根据权利要求1至8中任意一项所述的一种基于磁珠和阀控移液的核酸提取扩增卡盒，其特征在于，所述通气口包括位于卡盒壳体顶部左端的通气口一(2)、位于顶部中部的通气口二(6)及位于顶部右端的通气口三(11)；所述通气口一(2)通过通气气路一(1)与废液舱(25)相连，所述通气气路一(1)的中段通过通气气路二(3)与提取舱(9)侧面上端相连；所述通气口二(6)通过通气气路三(7)与提取舱(9)顶部相连，所述通气口三(11)通过通气
气路四(12)与液体管道三(17)相连，所述通气气路二(3)及通气气路四(12)中设有可控制开闭的阀门(13)。10.根据权利要求9所述的一种基于磁珠和阀控移液的核酸提取扩增卡盒，其特征在于，所述液体管道三(17)中对应于若干反应管(19)的位置分别设有若干定量池(16)，所述定量池(16)的底部分别通过可控制开闭的阀门(13)与反应管(19)相连，所述液体管道三(17)的另一端与溢出池(15)相连，所述溢出池(15)与通气气路四(12)相连。

技术总结

本实用新型涉及一种基于磁珠和阀控移液的核酸提取扩增卡盒，包括片状的卡盒壳体。所述卡盒壳体内包括样本舱、提取舱、若干试剂舱、废液舱、若干反应管及阀控移液系统，所述阀控移液系统包括若干液体管道及通气气路，各舱室及反应管间通过带有阀门的液体管道相连，通过通气气路提供的气压控制液体管道内液体的流动。本实用新型将核酸提取的所有步骤集合在一张片状的卡盒中，只需对外部设备通气及阀门开闭的时间及顺序进行电控，即可实现对核酸提取的自动化处理。由于卡盒为片状，可同时并排布置多套卡盒便于与外部设备配合，在提高测试准确性的同时极大地提高了核酸的检测效率。确性的同时极大地提高了核酸的检测效率。确性的同时极大地提高了核酸的检测效率。