一站式反应器及核酸检测分析仪的制作方法

本发明涉及核酸检测技术，具体涉及一站式反应器及核酸检测分析仪。

背景技术：

核酸检测技术是一种分子生物学的检测方法，需要先从样本中提取出核酸片段(dna或rna)，然后通过聚合酶链式反应对核酸片段进行复制扩增，最后对核酸进行检测，从而确定样本中核酸的具体类别或来源。

核酸检测方法简单易行，应用极为广泛，只需要少量的样本就可以得到一个精确的结果。检测时首先需要进行取样，通常使用拭子将样本收集至采样管中，再从采样管中提取至试剂盒，最后放入仪器中进行反应。

在核酸提取和扩增过程中，需要分步骤加入第一试剂、第二试剂等试剂与样本进行混合，这也增大了操作量。

中国专利cn201520594082.7公开了一种新型荧光定量pcr试剂盒，该试剂盒将pcr反应所需的试剂溶液集成在一起，且各试剂之间通过管道相连，利用活塞阀实现各管路的通断，使复杂的聚合酶链式反应简单化。该专利中由于使用了多个活塞阀使得试剂盒体积较大，严重影响加热速率，增加了检测的时间。且该试剂盒无法直接通过拭子取样，操作过程中会造成样本污染或损失，降低检测准确度。

技术实现要素：

本发明提供一站式反应器及核酸检测分析仪，以解决试剂盒体积大、内部结构复杂、加热速率低、检测时间长、核酸提取过程中损失较大、容易被污染等问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术手段：

一站式反应器，所述一站式反应器内部开设有反应腔体，所述一站式反应器上开设有用于连通反应腔体的加样孔和加试剂孔；所述加试剂孔中安装有试剂存放管，所述试剂存放管中装有第二试剂；所述一站式反应器上具有密封加样孔和加试剂孔的密封膜。

一站式反应器包括管盖和反应管，反应腔体设置在反应管内部，所述管盖和反应管配合连接使反应腔体处于密封状态；所述加样孔和加试剂孔设置在管盖上。

所述管盖的横截面为圆形或者方形。

所述管盖的外壁上设有第一凸起。所述第一凸起用于与仪器的安装孔位相适配，从而对一站式反应器进行定位。

所述反应管的下半部为扁平状，所述反应管的下半部具有透明的检测窗口。

所述检测窗口位于反应管的底部。

所述反应管的上半部横截面为圆形或矩形，所述反应管的上半部与管盖配合连接，所述反应管开口处设有密封膜使得加样孔和加试剂孔的一端密封，所述管盖的上表面上设有密封膜使得加样孔和加试剂孔的另一端密封。

所述密封膜是易穿刺膜。(此处所提到的易穿刺膜，指的是试剂存放管能够刺穿密封膜并且不会影响试剂存放管的正常使用。)

所述一站式反应器上具有扁平状的反应部，所述反应部上具有透明的检测窗口。

所述加样孔中安装有橡胶密封塞。

所述加样孔的内壁上设有第二凸起，所述橡胶密封塞上具有与第二凸起相适配的第二凹槽。

所述试剂存放管活动安装在加试剂孔中。

所述试剂存放管滑动设置在加试剂孔中。

所述试剂存放管为管状，所述试剂存放管一端封闭，另一端开口。

所述试剂存放管的开口端具有斜刃。

所述试剂存放管的封闭端设有第一凹槽。

所述试剂存放管中还具有重力球，所述第二试剂为冻干球，所述重力球置于冻干球上方。

所述重力球由高分子材料制成。

所述试剂存放管中还具有弹性件，所述第二试剂为冻干球，所述弹性件下端与冻干球相抵、上端与试剂存放管相抵。

所述弹性件为塑料弹簧。

塑料弹簧预压紧在试剂存放管中，可以减少运输过程中冻干球的震动，且在反应管上的密封膜被刺破时，可以给冻干球一个弹出的力，使其更顺利的落入溶液中。

所述加样孔的两端开口、加试剂孔的两端开口均具有密封膜。

所述加样孔和试剂孔均为圆形通孔。

所述反应腔体中具有第一试剂。

一种核酸检测分析仪，包括温控模块、检测模块，还包括如一站式反应器，所述温控模块控制所述一站式反应器的反应腔体中的温度，所述检测模块对一站式反应器的反应腔体中的反应液进行检测。

本发明的有益效果在于：

(1)由于本发明的一站式反应器中同时具有第一试剂和第二试剂，并且能够分别与样本反应，使得核酸的提取和聚合酶链式反应均能够在一站式反应器中进行，避免了核酸的转移，大幅降低了仪器的成本和复杂程度；

(2)由于在一站式反应器不打开的情况下就能够加入第二试剂，减少了操作步骤，也降低了样本被污染的风险；

(3)由于一站式反应器的加样孔中具有橡胶密封塞，便于注射器加样，并且加样后通过橡胶塞的弹性自动封闭，提高了反应管的密封性；加样孔和试剂孔的密封膜能够保证一站式反应器内部处于密封状态，避免被污染，提高检测的准确性；

(4)第二凸起与橡胶密封塞的第二凹槽配合，保证了橡胶密封塞不会在加样孔中滑动，从了保证了加样针的穿刺能够顺利进行，也避免了橡胶密封塞55移动损坏密封膜的情况；

(5)管盖外壁上的第一凸起用于和仪器配合，实现定位，便于安装，并保证一站式反应器能够安装在指定的位置反应和检测；

(6)由于密封膜仅有与斜刃的刃尖接触的一点被刺破，刃尖远端的膜不会被撕裂，而是与原有膜体连接，保证密封膜不会脱落至试剂中；

(7)使用冻干球与试剂存放管配合，由于不用考虑液体试剂容易流动、渗出的情况，也无效冷冻保存，能够便于第二试剂的装入、密封、保存和运输，提升一站式反应器和仪器的便利性；

(8)重力球置于冻干球上方，可填补试剂存放管中的间隙，防止在运输过程中冻干球在管中震动导致的碎裂；重力球可以通过重力下压冻干球，使冻干球顺利从试剂存放管中落下，且下落后可以将冻干球压住，增加冻干球与第一试剂的接触面积，使得试剂充分溶解；

(9)反应管下部设计为扁平状使得加热模块可以完全贴合，且此处为薄壁结构，更增加了加热效率，最终使得检测时间大幅缩短；

(10)本发明的一站式反应器整体结构简单，体积较小。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的剖视图。

图中标号分别表示：

5-一站式反应器，51-管盖，52-反应管，53-反应腔体，54-试剂存放管，55-橡胶密封塞，56-第一凸起，57-重力球，58-冻干球，59-斜刃，510-第一凹槽。

具体实施例

实施例1

如图1、图2所示，一站式反应器，包括管盖51和反应管52，

管盖51上开设有加样孔和加试剂孔；加试剂孔中安装有试剂存放管54，试剂存放管中装有第二试剂，管盖51上具有用于密封加样孔和加试剂孔的密封膜；

反应管52内具有反应腔体53；

管盖51和反应管52配合连接使反应腔体处于密封状态。

管盖51的横截面为圆形或者方形。圆柱形方便抓取。

管盖的外壁上设有第一凸起56。第一凸起用于与仪器的安装孔位相适配，从而对一站式反应器进行定位。

加样孔中安装有橡胶密封塞55。

加样孔的内壁上设有第二凸起，橡胶密封塞55上具有与第二凸起相适配的第二凹槽。

试剂存放管54活动安装在管盖51的加试剂孔中。

试剂存放管54滑动设置在管盖51的加试剂孔中。

试剂存放管为管状，试剂存放管一端封闭，另一端开口。

试剂存放管54的开口端具有斜刃59，封闭端设有第一凹槽510。

试剂存放管54中还具有重力球57，第二试剂为冻干球58，重力球57置于冻干球58上方。

重力球为一个表面光滑的固体，由高分子材料制成。

本实施例中的重力球可用弹性件代替，第二试剂为冻干球58，弹性件下端与冻干球相抵、上端与试剂存放管相抵。

弹性件为塑料弹簧。

塑料弹簧预压紧在试剂存放管中，可以减少运输过程中冻干球的震动，且在反应管上的密封膜被刺破时，可以给冻干球一个弹出的力，使其更顺利的落入溶液中。

加样孔的两端开口、加试剂孔的两端开口均具有密封膜。

加样孔和试剂孔均为圆形通孔。

反应管中具有第一试剂。

反应管52的下半部为扁平状，反应管的下半部具有透明的检测窗口。

检测窗口位于反应管52的底部。

反应管52的上半部横截面为圆形或矩形，反应管52的上半部与管盖51配合连接，反应管52开口处设有密封膜使得加样孔和加试剂孔的一端密封，管盖51的上表面上设有密封膜使得加样孔和加试剂孔的另一端密封。

圆形或矩形便于加工，并且方便取放，另外，圆形的管壁能够保证厚度均匀，有利于通过加热保证反应管内部的温度稳定在目标值。这种结构上部较宽，能够保证试剂和样本充分接触和反应，并且保证冻干球的溶解，下部结构较窄保证导热速度和pcr扩增速度。

密封膜是易穿刺膜。(此处所提到的易穿刺膜，指的是试剂存放管能够刺穿密封膜并且不会影响试剂存放管的正常使用。)

下文详细阐述本实施例的工作原理。

加样时，通过注射器刺穿管盖51上的密封膜、橡胶密封塞和反应管52上密封膜，进入到反应腔体中进行加样，取出注射器时，橡胶密封塞通过弹性自行封闭。

由于反应管中具有第一试剂，样本可先与第一试剂反应，由于管盖中具有第二试剂，可适时的将第二试剂加入反应管中，对样本进行下一步反应。待反应完成后，检测装置通过反应管底部的检测窗口进行检测。

将第二试剂加入反应管的工作原理是：推动试剂存放管，试剂存放管的斜刃会刺破反应管上的密封膜，使得第二试剂进入试剂反应管中，与第一试剂、样本混合。

在仪器上可设置顶杆，一站式反应器安装在反应腔体中，顶杆移动即可实现推动试剂存放管。

本实施例中的第二试剂以冻干球的形式保存，冻干球的好处：

当试剂存放管的斜刃刺破密封膜时，冻干球和重力球均会掉入反应管中，重力球的重力会保证冻干球能够掉下并且完全侵入第一试剂中。

待冻干球完全溶解后，仪器会对反应管下部薄壁处进行加热，开始pcr反应，最后通过反应管底部的检测窗口进行检测。

本实施例的有益效果在于：

由于本发明的一站式反应器中同时具有第一试剂和第二试剂，并且能够分别与样本反应，使得核酸的提取和pcr扩增反应均能够在一站式反应器中进行，避免了核酸的转移，大幅降低了仪器的成本和复杂程度；

由于在一站式反应器不打开的情况下就能够加入第二试剂，减少了操作步骤，也降低了样本被污染的风险；

由于一站式反应器的加样孔中具有橡胶密封塞，便于注射器加样，并且加样后通过橡胶塞的弹性自动封闭，提高了反应管的密封性；

加样孔和试剂孔的密封膜能够保证一站式反应器内部处于密封状态，避免被污染，提高检测的准确性；

第二凸起与橡胶密封塞55的第二凹槽配合，保证了橡胶密封塞55不会在加样孔中滑动，从了保证了加样针的穿刺能够顺利进行，也避免了橡胶密封塞55移动损坏密封膜的情况。

管盖外壁上的第一凸起用于和仪器配合，实现定位，便于安装，并保证一站式反应器能够安装在指定的位置反应和检测。

试剂存放管用于存放和释放第二试剂，释放第二试剂时，斜刃的刃尖刺破密封膜的一个点，试剂存放管继续移动，斜刃边缘撕裂密封膜，使得试剂存放管能够穿过密封膜，进而使第二试剂进入反应管中。密封膜仅有与斜刃的刃尖接触的一点被刺破，而刃尖远端的膜不会被撕裂，与原有膜体连接，保证密封膜不会脱落至试剂中。

使用冻干球与试剂存放管配合，由于不用考虑液体试剂容易流动、渗出的情况，也无效冷冻保存，能够便于第二试剂的装入、密封、保存和运输，提升一站式反应器和仪器的便利性。

重力球置于冻干球上方，可填补试剂存放管中的间隙，防止在运输过程中冻干球在管中震动导致的碎裂。重力球可以通过重力下压冻干球，使冻干球顺利从试剂存放管中落下，且下落后可以将冻干球压住，增加冻干球与第一试剂的接触面积，使得试剂充分溶解。

反应管下部设计为扁平状使得加热模块可以完全贴合，且此处为薄壁结构，更增加了加热效率，最终使得检测时间大幅缩短。

本实施例的一站式反应器整体结构简单，体积较小。

实施例2

一站式反应器，一站式反应器内部开设有反应腔体，一站式反应器上开设有加样孔和加试剂孔；加试剂孔中安装有试剂存放管54，试剂存放管中装有第二试剂；一站式反应器上具有密封加样孔和加试剂孔的密封膜。

一站式反应器的外壁上设有第一凸起56。第一凸起用于与仪器的安装孔位相适配，从而对一站式反应器进行定位。

加样孔中安装有橡胶密封塞55。

加样孔的内壁上设有第二凸起，橡胶密封塞55上具有与第二凸起相适配的第二凹槽。

试剂存放管54活动安装在加试剂孔中。

试剂存放管54滑动设置在管盖51的加试剂孔中。

试剂存放管为管状，试剂存放管一端封闭，另一端开口。

试剂存放管54的开口端具有斜刃59，封闭端设有第一凹槽510。第一凹槽510以便于推动试剂存放管进行运动。

试剂存放管54中还具有重力球57，第二试剂为冻干球58，重力球57置于冻干球58上方。

重力球为一个表面光滑的固体，由高分子材料制成。

本实施例中的重力球可替换为弹性件，第二试剂为冻干球58，弹性件下端与冻干球相抵、上端与试剂存放管相抵。

弹性件为塑料弹簧。

塑料弹簧预压紧在试剂存放管中，可以减少运输过程中冻干球的震动，且在反应管上的密封膜被刺破时，可以给冻干球一个弹出的力，使其更顺利的落入溶液中。

加样孔的两端开口、加试剂孔的两端开口均具有密封膜，

加样孔和试剂孔均为圆形通孔。

反应腔体中具有第一试剂。

一站式反应器上具有扁平状的反应部，反应部上具有透明的检测窗口。

本实施例和实施例1的区别仅在于：本实施例的一站式反应器一体成型，而实施例1的一站式反应器具有管盖和反应管。本实施例和实施例1的工作原理和技术效果均相同。

实施例3

一种核酸检测分析仪，包括温控模块、检测模块，还包括如一站式反应器，温控模块控制所述一站式反应器的反应腔体中的温度，检测模块对一站式反应器的反应腔体中的反应液进行检测。