一体化诊断试剂盒及其应用的制作方法

本发明涉及生命医学检测、诊断技术领域，具体为一种一体化诊断试剂盒及其应用。

背景技术：

在传染病领域，为了控制传染的蔓延，需要快速得出致病原因，或者快速得出人员是否被传染，需要非常快速和准确的分子诊断产品。

biofire公司的filmarray产品是目前已经成功商业化经典之作，该产品采用巢式多重pcr分析技术。整个filmarray试剂可以简单分为两个部分，上面的储液管组和下面的反应层。在专利us8409508中公开了这种储液管组的基本结构以及使用真空吸取液体的原理和过程，单个储液管通过热塑封的方式与柔性袋贴合在一起，其中储液管底部与柔性袋内的反应池连通。储液管壁有两个开口，上面的开口为排气口，用于储液管封装时抽取内部的空气形成真空腔，下面的开口为试剂入口，一般为密封状态，刺破后试剂可被真空吸入。

与其他poct产品一样，filmarray也是采用测试仪器和一次性测试芯片的模式来进行检测，其产品相对于市面上其他疾病检测芯片来说，具有非常明显的竞争优势，可以对导致症状的多种病菌和病毒进行同时检测，最终定位导致疾病的原因，主要得益于多重pcr技术。

但由于试剂盒的制作工艺非常复杂，导致filmarray的产品价格高昂，因此有必要针对性的设计一种一体化诊断试剂盒，在满足多种类检测要求以及不改变产品性能和便捷性的前提下，解决工艺复杂度的问题，降低产品的成本。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种一体化诊断试剂盒，在满足多种类检测要求以及不改变产品性能和便捷性的前提下，解决工艺复杂度的问题，降低产品的成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种一体化诊断试剂盒，包括圆盘形试剂盒本体，以及分布于本体上的样本加样槽、清洗液存储槽、裂解液存储槽、洗脱液存储槽、油存储槽、裂解清洗槽、洗脱槽、扩增槽、废液存放槽；

其中：

所述样本加样槽位于试剂盒的中部，所述清洗液存储槽、裂解液存储槽、洗脱液存储槽、油存储槽与所述样本加样槽同心布置；所述扩增槽的位置靠近试剂盒边缘，所述裂解清洗槽与洗脱槽靠近液体存储区；

所述样本加样槽通过与裂解清洗槽由加样流道连通；所述裂解清洗槽与废液存放槽由清洗废液流道连通；所述裂解清洗槽与所述洗脱槽由磁珠移动通道连通；所述洗脱槽与所述扩增槽由毛细流道连通；

所述清洗液存储槽、裂解液存储槽、洗脱液存储槽、油存储槽各至少一个；

所述清洗液存储槽设有清洗液溢流口，所述清洗液溢流口与清洗液流道连通，所述清洗液流道与裂解清洗槽连通；

所述裂解液存储槽的设有裂解液溢流口，所述裂解液溢出口与裂解清洗槽连通；

所述洗脱液存储槽的设有洗脱液溢流口，所述洗脱液溢出口与洗脱槽连通；

所述油存储槽的设有便于油流出的扩增流道，所述扩增流道与扩增槽连通。

进一步地，所述样本加样槽为圆形，

进一步地，所述样本加样槽位于试剂盒本体的中心；

进一步地，所述所述清洗液存储槽、裂解液存储槽、洗脱液存储槽、油存储槽环绕所述样本加样槽布置，且均为扇形；

进一步地，所述清洗液存储槽有两个以上，所述清洗液存储槽均设有溢流口，所述清洗液存储槽分别与清洗液流道连通，所述清洗液流道为环形，并且位于所述清洗液存储槽的外壁；

进一步地，所述扩增槽包含两个以上，并依次连通；所述扩增槽与样本加样槽同心布置；

进一步地，所述废液存放槽与样本加样槽同心布置，并靠近试剂盒的边缘；

进一步地，所述清洗废液流道呈u型或s型；

进一步地，所述毛细流道呈u型或s型。

本发明还有一个目的在于，提供利用一体化诊断试剂盒检测目标基因的方法，包括以下步骤：

1.将试剂盒置于相匹配、带有电机的工作台上，将pcr样本加入样本加样槽，将试剂盒与匹配的电机连接，将裂解液加入裂解液存储槽，启动电机，试剂盒同步旋转，在离心力的作用下，样本和裂解液进入裂解清洗槽，并加入pcr磁珠，对样本进行裂解反应；反应完后，加磁力，电机离心力将反应后裂解液离心流入废液存放槽；

2.撤去磁力，向清洗液存储槽中加入清洗液，启动电机，清洗液流入裂解清洗槽后停止电机，在震荡搅拌下进行清洗；清洗完毕后加磁力，聚集磁珠沿磁珠通道进入洗脱槽；启动电机，清洗废液离心流入废液存放槽；

3.向洗脱液存储槽中加入洗脱液，随电机旋转进入洗脱槽，撤去磁力、停止电机，进行振动搅拌洗脱操作，完成后加磁力将磁珠移去，启动电机，洗脱液通过毛细流道进入扩增槽；

4.向油存储槽加入油，随电机旋转进入扩增槽，控制其腔体变温循环进行扩增反应，反应结束后检测扩增槽的荧光信号，得出检测结果。

优先地，所述步骤2可以根据需要重复两次及以上；

进一步地，所述步骤4中所述扩增槽中预先存有pcr扩增所需要的冻干试剂，所述冻干试剂包含扩增反应所需的引物及pcr扩增需要的其他成分；

进一步地，所述步骤4可以根据需要进行多次扩增。

本发明提供的一体化诊断试剂盒的工作原理为：在匹配电机旋转离心力的作用下，试剂盒的中的对应的试剂会随溢流口流入连通的区域分别先后进入裂解清洗槽、洗脱槽与扩增槽，并借助磁力吸附或释放pcr磁珠完成裂解清洗及洗脱，最后进入扩增并反应，检测扩增荧光信号获得检测结果。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

1、本发明的方案采用盘式结构，能够解决工艺复杂度的问题，不改变产品性能和便捷性的前提下很大程度降低产品的成本，另外在检测时间上缩短至20到30分钟；

2、利用该试剂盒进行多重pcr扩增，可以对导致症状的多种病菌和病毒进行同时检测。

附图说明

图1为本发明一体化诊断试剂盒的一个实施例示意图。

图2为本发明一体化诊断试剂盒一个实施例局部放大示意图。

图中：1样本加样槽、2清洗液存储槽、3裂解液存储槽、4洗脱液存储槽、5油存储槽、6裂解清洗槽、7洗脱槽、8扩增槽、9废液存储槽、10清洗废液流道、11毛细流道、12裂解液溢流口、13加样流道、14清洗液溢流口、15清洗液流道、16磁珠移动通道、18扩增流道、19试剂盒本体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1和图2(图2为图1中a部分的放大图)，本实施例提供一种一体化诊断试剂盒，试剂盒本体(19)为圆盘形，分布于本体上的有：样本加样槽(1)，由清洗液存储槽(2)、裂解液存储槽(3)、洗脱液存储槽(4)、油存储槽(5)组成的液体存储区，裂解清洗槽(6)，洗脱槽(7)，扩增槽(8)、废液存放槽(9)；

样本加样槽(1)为圆形，位于试剂盒的中部，优选中心位置；液体存储区环绕所述样本加样槽(1)同心布置；扩增槽(8)和废液存放槽(9)的位置靠近试剂盒的边缘；扩增槽(8)至少一个(本实施例及附图为5个，依次连通，与样本加样槽(1)同心且呈扇形布置，实际可以根据需要调整个数)；废液存放槽(9)与样本加样槽(1)同心布置；裂解清洗槽(6)与洗脱槽(7)靠近液体存储区；

样本加样槽(1)通过与裂解清洗槽(6)之间有加样流道(13)，当样本加样槽(1)中加入样本后，可通过加样流道(13)进入裂解清洗槽(6)；裂解清洗槽(6)与废液存放槽(9)之间有清洗废液流道(10)；裂解清洗槽(6)与所述洗脱槽(7)之间有磁珠移动通道(16)；所述洗脱槽(7)与所述扩增槽(8)之间有毛细流道(11)；所述清洗废液流道(10)及所述毛细流道(11)均呈u型(本实施例及附图结构均为u型；根据实际需要，其中之一可以设计成s型，也可以均设计成s型)；

液体存储区包含清洗液存储槽(2)、裂解液存储槽(3)、洗脱液存储槽(4)、油存储槽(5)各至少一个(在本实施例及附图中，清洗液存储槽4个、裂解液存储槽1个、洗脱液存储槽1个，油存储槽1个；实际可以根据各程序的需要调整个数)，且均为扇形(本实施例及附图为扇形结构，也可以设计为其他多种形状)；

清洗液存储槽(2)的设有清洗液溢流口(14)，清洗液溢流口(14)与清洗液流道(15)连通；清洗液流道(15)位于所述清洗液存储槽的外壁，并与裂解清洗槽(6)连通；

裂解液存储槽(3)的设有裂解液溢流口(12)，裂解液溢出口(12)与裂解清洗槽(6)连通；

洗脱液存储槽(4)的设有洗脱液溢流口(17)，所述洗脱液溢出口(17)与洗脱槽(7)连通；

油存储槽(5)的设有便于油流出的扩增流道(18)，所述扩增流道(18)与扩增槽(8)连通。

对于以上清洗液溢流口(14)，裂解液溢流口(12)，洗脱液溢流口(17)，扩增流道(18)，在本实施例及附图中溢流口设置在相应的存储槽弧形一边，便于液体流出。

本实施例中所涉及的样本加样槽(1)、清洗液存储槽(2)、裂解液存储槽(3)、洗脱液存储槽(4)、油存储槽(5)为凹槽，相邻之间包含或不包含有间隙；相同的清洗液存储槽(2)之间包含或不包含有间隙；

本实施例中所涉及的多个扩增槽(8)之间包含或不包含有间隙。

以下结合该一体化诊断试剂盒的使用方法阐述其工作原理：

a)将试剂盒置于相匹配、带有电机的工作台上，将pcr样本加入样本加样槽(1)，接着将试剂盒放入检测仪器中，试剂盒与电机连接形成一个整体。裂解液存储槽(3)中加入裂解液(本实施例中，裂解液可以预先包装于裂解液袋中置于裂解液存储槽，使用时通过扎破或者挤压的方式打开液体包释放液体)，启动电机带动试剂盒进行旋转，在离心力的作用下，样本和裂解液分别从从加样流道(13)和裂解液溢流口(12)进入裂解清洗槽(6)，pcr中的磁珠预先放在裂解清洗槽或者裂解液中，也一同进入。此时裂解清洗槽(6)中有样本，裂解液和磁珠，采用振荡搅拌的方式让磁珠分散开来，样本充分裂解后基因片段被磁珠吸附；裂解清洗槽(6)的下方的设置一块永磁铁或者电磁铁，基因片段充分吸附后，永磁铁上升或者电磁铁通电，对裂解清洗槽(6)里的磁珠产生磁力，磁珠聚团并靠近裂解清洗槽(6)的底部，电机旋转，此时将裂解清洗槽(6)里的裂解液通过清洗废液流道(10)输送到废液存放槽(9)中。

b)清洗液存储槽(2)中加入清洗液(本实施例中，清洗液可以预先包装于清洗液袋中置于清洗液存储槽，使用时通过扎破或者挤压的方式打开液体包释放液体)，电机离心力将清洗液从清洗液溢流口(14)输送到裂解清洗槽(6)中，永磁铁下降或者电磁铁断电，通过电机带动试剂盒振荡搅拌的方式让磁珠分散开，与清洗液充分接触进行清洗；再次升高永磁铁或者电磁铁通电，磁珠聚集并靠近底部，电机离心力将清洗废液通过清洗废液流道(10)输送到废液存放槽(9)中，完成一个清洗流程。清洗流程根据需要可以重复多次，以达到清洗要求为准。

c)清洗步骤完成后，磁力将磁珠吸附并移动，通过磁珠移动通道(16)进入洗脱槽(7)，洗脱液存储槽(4)中加入洗脱液(本实施例中，洗脱液可以预先包装于洗脱液袋中置于洗脱液存储槽，使用时通过扎破或者挤压的方式打开液体包释放液体)，电机离心力带动洗脱液从洗脱液溢流口(17)进入洗脱槽(7)，磁铁释放磁珠，并进行振动搅拌，磁珠分散开并与洗脱液充分混合进行洗脱；再次启动磁力将磁珠聚集，移动磁铁将磁珠通过磁珠移动通道(16)返回裂解清洗槽(6)，此时启动电机，洗脱液带着基因片段通过毛细流道(11)进入扩增槽(8)。

d)油存储槽(5)中加入油，电机旋转，油从扩增流道(18)进入扩增槽(8)(本实施例中，油可以预先包装于油袋中置于油存储槽，使用时通过扎破或者挤压的方式打开液体包释放油)，此时电机持续旋转，扩增槽(8)通过升降温的控制，使得pcr扩增体系进行升降温的循环。变温循环结束后检测扩增槽的荧光信号，来确定样本中是否有目标基因片段。其中，根据是否需要进行多重pcr设置扩增槽(8)的个数，多个扩增槽(8)中预先存有pcr扩增所需要的冻干试剂成分，包含扩增反应所需的引物及pcr扩增需要的其他成分，不同的扩增槽(8)中引物不同。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。