粪便样品收集和提取装置的制作方法

本发明涉及实验器具领域，特别是一种粪便样品收集和提取装置。
背景技术：
：与血液和尿液一样，粪便也是临床诊断试验中非常宝贵的样本，尤其针对于胃肠道疾病。用于测试粪便样品中的分析物的两种常用方法是：化学方法，在这种方法下粪便样品中的分析物与化学试剂反应以产生显色产物从而说明存在目标分析物，其二是免疫学方法，其中，特定的特异性抗体用于捕获粪便样品中的分析物，一旦分析物与特异性抗体结合，就会产生彩色/荧光/发光信号。免疫法比化学法具有更高的特异性和敏感性，是首选的方法。在进行分析之前从患者处收集确定量的粪便样品对于这两种分析方法是十分重要的。传统的采样方法是手工采集粪便样本，并在分析天平上称重。称重法耗时长，使用不便，操作大量样品还需要使用大量的标签。但是，它可以通过精确测量样品重量来收集粪便样品，从而以精准的稀释因子提取出准确的样品。称重法虽然操作困难，但由于其采样精度高，仍是粪便样品定量分析最常用的采样方法。另一种采样方法是使用具有刷子状或沟槽状结构的收集棒收集粪便，并将收集棒插入通孔中，以清除过量的粪便(美国专利号5882942，欧洲专利号1366715)。如图5所示，取样装置包括用来容纳提取溶液的主容器、主容器下端的开口部分、放置在主容器上端的盖子和安装在主容器上端的收集棒，放置在主容器中的分离装置，并在分离装置中形成一个通孔，以通过通孔容纳收集杆，其中，所述收集棒的前端具有凹槽或整根覆盖以绒毛。该采样装置利用通孔去除多余粪便，可采集约等量的粪便样本，但采样精度不如称重法。这些方法通常用于定性免疫色谱试验，但其无法达到定量免疫分析所需的取样精度，例如elisa(酶联免疫吸附测定)。该方法的另一缺点是，分离装置固定在主容器的一端，用于接合安装在上盖上的收集棒，而主容器的另一端具有开口或滴落部分，用于接触提取的粪便样品。由此主容器具有两个开口端。由于悬浮液和粪便样品的提取通常需要剧烈摇动或涡旋，因此两个开口端，尤其是下端开口，可能在操作期间导致样品泄漏。在ep1366715(图5)的取样装置中，在主容器的下端使用一个螺丝帽。样品提取后，可从下端开口处提取所需提取液。然而，在剧烈摇晃或涡流时，如果操作失误或密封盖不封闭，粪便提取液可能会从螺旋盖中泄漏，从而造成测试材料损失和环境污染。在提取过程之后，通常需要一次离心步骤以从可溶性提取物中分离不溶性粪便物质。由于该装置采用下开口回收提取液，在离心和溶液回收过程中需要将该装置倒置，这对收集棒和收集装置、分离装置之间的密封性能要求较高。这种密封的破裂或泄漏会导致提取液的损失，还可能过度提取分离装置空腔中的粪便。对于us5882942的粪便取样装置(图6)，它使用刷子或刷状结构收集粪便样本，据称这有助于收集粪便表面的潜血。刷子或类刷状结构的一个缺点是很难使每把刷子都附着完全相同体积的粪便样本，不利于定量提取和分析。充其量，它可用于提取专利中所述的“大约恒定量的粪便”。另一个缺点是装置下端设有滴落部分，但在剧烈的提取过程中容易破碎。滴落部分用于输送提取液滴，便于免疫条带检测。然而，不合适用于需要精确和定量回收粪便提取溶液的测定，如基于板的elisas或基于磁珠的化学发光免疫测定。市场需要一种能够实现与称重法相同精度的定量取样的粪便收集和提取装置，但是市场上的技术仍然未能解决，本发明解决这样的问题。技术实现要素：为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种粪便样品收集和提取装置，用本装置采样得到的多个样品体积具有一致性，能够实现与称重法相同精度的定量取样。为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：粪便样品收集和提取装置，包括：用于容纳缓冲液和样品的样品瓶，伸入样品瓶内的取样杆，与取样杆上端嵌套连接的顶盖，与样品瓶和顶盖连接的双通连接管，挤压取样杆内的样品并除去取样杆上多余的样品的弹力限位件；弹力限位件让取样杆穿过并嵌套于双通连接管。前述的粪便样品收集和提取装置，样品瓶组成有：容纳缓冲液和样品的瓶体本体，设置于瓶体本体的瓶口位置并和双通连接管连接的样品瓶外螺纹。前述的粪便样品收集和提取装置，瓶体本体为标准试管。前述的粪便样品收集和提取装置，弹力限位件组成有：密封套于取样杆外的窄口部，延伸于窄口部上的宽口部，延伸于宽口部上的外缘。前述的粪便样品收集和提取装置，窄口部为圆柱形，高度为0.1-20mm。前述的粪便样品收集和提取装置，窄口部的内径小于等于取样杆的外径。前述的粪便样品收集和提取装置，取样杆组成有：圆柱杆，设置在圆柱杆上的螺旋槽。前述的粪便样品收集和提取装置，双通连接管组成有：螺纹密封连接于样品瓶上的瓶口连接圈，嵌套于瓶口链接圈内的密封圈，延伸于瓶口连接圈上并螺纹密封连接于顶盖的顶盖连接圈；所述瓶口连接圈的内壁设置有对应于样品瓶外螺纹的双通连接管内螺纹，所述顶盖连接圈的外壁设置有对应于顶盖内螺纹的双通连接管外螺纹。前述的粪便样品收集和提取装置，用途在于：各实验室或临床机构检测中溶解于粪便提取液中的靶向待测物的收集和提取，所述靶向待测物包括：钙卫蛋白、血红蛋白、溶菌酶、α1-抗胰蛋白酶。本发明的有益之处在于：本发明弹力限位件的结构设计，当将取样杆插入弹力限位件时，弹力限位件的窄口部与取样杆形成紧密密封，实现挤压取样杆内的样品并除去取样杆上多余的样品，以确保填充在取样杆凹槽中的粪便量恒定，达到与传统称重法相同采样精度；弹力限位件放置在双通连接管上而不是样品瓶上，这允许在样品瓶设置一个瓶口来接收粪便样品和取出提取溶液，这就消除了现有技术两开口粪便收集管的第二个开口可能泄漏的问题；由于只有一个开口，瓶体本体可以是任何标准或非标准形式的试管/容器，适用于任何自动振动机和免疫分析仪；这样，即使不转移提取液，也能在振动机上同时提取多个粪便样本，随后在自动免疫分析仪上进行检测，大大简化了检测程序，最大限度地减少了人为操作失误。附图说明图1是本发明的一种实施例的结构示意图；图2是本发明的一种实施例的爆炸图；图3是本发明的使用示意图；图4是本发明实验二的结果对比图；图5是现有技术的一种实施例；图6是现有技术的另一种实施例。图中附图标记的含义：1样品瓶，101瓶体本体，10样品瓶外螺纹，2取样杆，201圆柱杆，202螺旋槽，3弹力限位件，301窄口部，302宽口部，303外缘，4双通连接管，401瓶口连接圈，402顶盖连接圈，403密封圈，5顶盖。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。如图1、2所示，粪便样品收集和提取装置，包括：用于容纳缓冲液和样品的样品瓶1，伸入样品瓶1内的取样杆2，与取样杆2上端嵌套连接的顶盖5，与样品瓶1和顶盖5分别螺纹连接的双通连接管4，挤压取样杆2内的样品并除去取样杆2上多余的样品的弹力限位件3；弹力限位件3让取样杆2穿过并嵌套于双通连接管4。样品瓶1组成有：容纳缓冲液和样品的瓶体本体101，设置于所述瓶体本体101的瓶口位置并和双通连接管4连接的样品瓶外螺纹10。样品瓶1可由固体材料制成，优选透明材料，例如塑料和玻璃。瓶体本体101的形状没有限制。作为一种实施例，瓶体本体101可以是任何标准或非标准形式的试管/容器，适用于任何自动振动机和免疫分析仪，作为一种优选，瓶体本体101为标准试管，这样可以方便地用于振动和涡流。它也可以设计成适合任何自动振动或涡流机的样品架和/或用于多样品分析的免疫分析仪的样品架，同样的试管最好可以安装在自动振动器和自动免疫分析仪的样品架上。这样，相同的收集和提取装置可以直接用于两个设备，而无需转移溶液。只要容器的上部能够与双通连接管4相匹配，就不会对底部容器的体积有特殊限制。例如，底部容器的体积可以是5到500ml，最好是10到50ml。弹力限位件3组成有：密封套于所述取样杆2外的窄口部301，延伸于所述窄口部301上的宽口部302，进一步延伸于所述宽口部302上的外缘303。作为一种优选，弹力限位件3为弹力漏斗。外缘303的直径略大于双通连接管4上部的直径，将弹力漏斗插入双通连接管4时，可以将其固定在双通连接管4顶部的边缘上，由于其弹性性质，当顶盖5拧到双通连接管4上时，也有助于形成密封。作为一种实施例，宽口部302可以是圆柱形。宽口部302也可以是锥形，直径向着窄口部301的位置逐渐变细。作为一种优选，宽口部302首选圆柱形状，宽口部302的外径与双通连接管4上部的内径相同，这样使弹力漏斗几乎没有移动空间、牢固地安装在双通连接管4内。窄口部301是圆柱形的，窄口部301的内径小于等于取样杆2的外径，这样的设计可以使得窄口部301紧密密封在取样杆2外。当取样杆2被推入弹力漏斗时，窄口部301与取样杆2之间形成紧密密封。严密的密封对样品的提取非常重要，它保证取样杆2凹槽中只有粪便能够穿过弹力漏斗进入样品瓶1。取完样后，取样杆2被挤压通过弹力漏斗的窄口部301时，粪便样品便被推动螺旋槽202内的空间，凹槽空间外的多余样品便从取样杆2中清除并留在弹力漏斗内。另外，这样的设计可以实现紧密密封防止提取缓冲液流入弹力漏斗，保证填充在螺旋槽202内的是完全等量的样品。同时也就确保了每次提取样品的稀释因子是相同的。作为一种实施例，窄口部301为圆柱形，高度为0.1-20mm，作为一种优选，高度为1-5mm，这样的高度能将多余的样品清除干净。作为一种优选，窄口部301的上端开口的内径略小于取样杆2的直径。当取样杆2到达窄口部301的上端时，需要额外的力来推动取样杆2穿过，从而形成紧密密封。顶盖5可以使用本领域普通技术人员已知的任何机械装置活动密封到双通连接管4，包括但不限于拧紧，卡扣和堵塞。作为一种实施例，顶盖5可以用螺钉密封在双通连接管4上，且它们具有匹配的螺纹。例如，顶盖5具有内螺纹，该内螺纹与设置在双通连接管4顶部的外螺纹相匹配；或者顶部的帽部分可以具有外螺纹，该外螺纹与设置在中帽上的内螺纹相匹配。取样杆2组成有：圆柱杆201，设置在所述圆柱杆201上的螺旋槽202。需要说明的是：本发明不仅可以应用在螺旋槽202的取样杆2，也可以是其他凹槽结构的取样杆2，凹槽体积一定，用于精准定量采取粪便样品；只要应用本发明的原理的结构都在本发明的保护范围内。作为一种实施例，取样杆2是圆柱杆201，其前端具有用于收集粪便的螺旋槽202。取样杆2的沟槽区域的外形也是圆柱形的，螺旋槽202靠近取样杆2的端部。圆柱杆201的直径，包括螺旋槽202的外径，可以在取样杆2的整个长度范围内保持恒定，或者，在朝向取样杆2的前端逐渐变细，这有助于与弹力漏斗形成更紧密的密封。取样杆2可以有不同的尺寸，根据凹槽的空间有不同的体积。螺旋槽202的间距最好保持均匀，并且对于相同尺寸的单个取样杆2，其沟槽空间的体积应保持相同。取样杆2的凹槽空间体积可以是5至100μl，最好是5-20μl,这决定了用于提取粪便样品的体积。通过改变凹槽的宽度，深度和/或数量，可以制造不同尺寸的凹槽体积。如果需要也可以改变采样棒的直径。例如，与直径较小的取样杆2相比，直径较大的取样杆2可以容纳更深的凹槽。取样杆2可由任何固体材料制成，包括但不限于塑料、硅酮、陶瓷、玻璃和金属。取样杆2的表面最好光滑，以防止粪便粘在表面上。双通连接管4组成有：螺纹密封连接于样品瓶1上的瓶口连接圈401，嵌套于瓶口连接圈401内的密封圈403，延伸于瓶口连接圈401上并螺纹密封连接于顶盖5的顶盖连接圈402；瓶口连接圈401的内壁设置有对应于样品瓶外螺纹10的双通连接管4内螺纹，顶盖连接圈402的外壁设置有对应于顶盖5内螺纹的双通连接管4外螺纹。作为一种优选，瓶口连接圈401、顶盖连接圈402都是圆柱体。作为一种实施例，密封圈403为弹性圈，作为一种优选，橡胶o形圈，用于密封样品瓶1，防止样品和试剂泄漏；瓶口连接圈401内壁设置有对应于样品瓶外螺纹10的双通连接管4内螺纹，顶盖连接圈402外壁设置有对应于顶盖5内螺纹的双通连接管4外螺纹。如图3所示，双通连接管4固定在样品瓶1上，取样杆2的顶盖5固定在双通连接管4上，弹力限位件3放置在双通连接管4上而不是样品瓶1上，弹力限位件3嵌套入顶盖连接圈402；这允许在样品瓶1设置一个瓶口来接收粪便样品和取出提取溶液，这就消除了现有技术两开口粪便收集管的第二个开口可能泄漏的问题。当顶盖5被旋转到双通连接管4上，双通连接管4旋转固定在样品瓶1上时，取样杆2通过弹力限位件3到达瓶体本体101中；再旋转拧开顶盖5，将与顶盖5嵌套连接的取样杆2抽出弹力限位件3，用取样杆2进行采样，将采样后的取样杆2缓慢地通过弹力限位件3插入底部容器的提取缓冲液过程中，螺旋槽202的外边缘被弹力限位件3的窄口部弹性壁挤压，将粪便样本填充至凹槽的最大容量，同时将多余的粪便挤入弹力限位件3的宽口部空腔内。这就确保了提取的粪便和缓冲液的混合物完全相同量，稀释因子相同；另外，紧密密封可以防止提取缓冲液进入密封漏斗；取样杆2和弹力漏斗间的密封使得取样杆2的取样精度与传统称重法相当，且与传统方法相比，本发明的方法更容易且能更快地操作。装置用途在于：各实验室或临床机构检测中溶解于粪便提取液中的靶向待测物的收集和提取，所述靶向待测物包括：钙卫蛋白、血红蛋白、溶菌酶、α1-抗胰蛋白酶等。本发明装置的使用方法如下：a)将取样杆2浸入粪便的多个部位以采集粪便样品；b)将取样杆2缓慢地通过密封漏斗插入底部容器的提取缓冲液中，并将顶盖5202密封在双通连接管4上；c)旋转或摇动装置，使用提取缓冲液提取粪便样本；d)从样品瓶11中拧下双通连接管4，并取出粪便提取物进行后续测定。当将取样杆2浸入粪便时，注意要浸入粪便的多个部位以获得代表性的粪便样本。将弹力漏斗插入取样杆2的速度应相对较慢，以确保凹槽所有空间均匀填充，并且使多余的粪便保留在密封漏斗内。在提取过程中，凹槽区域应完全浸入到提取缓冲液中。根据粪便样品中分析物的丰度，粪便和提取缓冲液可以按照1：100至1：1600倍稀释，首选1：300至1：800的体积稀释因子混合。其中提取缓冲液的体积除以取样杆2的凹槽体积为稀释因子。以下用实验验证本发明的效果：用花生糊代替粪便进行样品采集实验。实验一，利用本发明装置对样品采集的定量一致性进行评估为评估本发明粪便样品采集装置的定量一致性，采用分析天平对该装置取样杆2凹槽内采集的样品量进行单独测量。用花生糊作为粪便样品的替代品。首先从顶盖5202上切下取样杆2，将无盖取样杆2置于分析天平上，并将天平皮重降至零。将取样杆2浸入花生糊的多个部位以收集大量样品，并将其推过双通连接管4上的密封漏斗。在分析天平上测量此时的取样杆2，从而获得在凹槽中收集的样品的净重。假设花生糊的密度为1.059g/ml，将测量凹槽中采集样品的重量换算成相应的体积。共收集了21个样品，计算体积如表1所示，不同样品体积之间的偏差仅为3.2％。表1.使用本发明的装置测量收集的样品体积变异系数(％)3.2。no.samplevolume(ul)111.43211.52311.99412.18511.33611.52711.33811.61912.651011.711111.331211.051311.711411.331511.331611.801711.991812.091911.802011.802111.43平均值(μl)11.7sd(μl)0.37结果分析：取样杆2的凹槽中包含的样品体积的装置间变化小于5％，表明采样精度与称重方法相当。实验二，使用本发明的装置和传统称重方法测量粪便钙卫蛋白使用传统称重方法和本发明的装置收集并提取120个临床粪便样品。利用特异的免疫分析法定量检测人粪便中钙卫蛋白的含量(粪便钙卫蛋白酶联免吸附分析试剂盒，epitopediagnostics，inc.圣地亚哥，加州)，本试剂盒应用双抗体夹心法，基于不同位点的两种单克隆抗-人钙卫蛋白抗体。简言之，将标准品、空白对照品、患者样品提取物加入到涂有钙卫蛋白抗体包被的微孔板。在第一次孵育后，清洗微孔板然后在各孔中添加hrp标记的人钙卫蛋白特异单克隆抗体。经过第二个孵育期，形成了“固相抗体-人钙卫蛋白-hrp标记的单克隆抗体”的“双抗体夹心”结构，游离的单抗和缓冲基质则在洗涤过程中被冲走。将微孔板在基质溶液中进行一段时间的孵育反应，并在微量分光光度计中测量该免疫复合体的吸光度。微孔板内壁的免疫复合体的酶活性与测试样本中的钙卫蛋白的浓度成比例。根据标准品中不同的人钙卫蛋白浓度的吸光度值，按照“点到点”或者“4-参数法”绘制标准曲线，待测样品中的钙卫蛋白浓度可以根据其测量到的吸光度值，直接从标准曲线上得到。采用本发明方法和传统法，对每个样品中的钙卫蛋白进行两次收集和测量。两种方法的钙卫蛋白平均值如图4所示。两种方法得到的结果高度相关，测定系数r2高达0.93，线性相关斜率为1.006。这表明本发明方法的采样精度与传统称重法的采样精度相当。本发明提供一种粪便样品收集和提取装置，用本装置采样得到的多个样品体积具有一致性，能够实现与称重法相同精度的定量取样；本发明装置获得的粪便提取物可以应用于多种分析测定，包括但不限于粪便钙卫蛋白检测，粪便潜血检查，粪便幽门螺杆菌抗原检验，粪便轮状病毒抗原检验和粪便贾第虫抗原检验。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。当前第1页12