一种核酸提纯及检测反应液配制装置的制作方法

本技术涉及生物医学，特别是涉及一种核酸提纯及检测反应液配制装置。

背景技术：

1、早期，快速和准确的疾病检测对于最大限度地提高危机管理效率、治疗效果和经济稳定至关重要。然而，目前的检测做法主要局限于集中中央实验室，通常病人的样本会被带到医院或诊所进行检测，检测结果会在几天内反馈，在发展中国家或地区，由于缺乏熟练的人员和医疗基础设施，疾病检测往往会更久。因此，对便携、易于使用和即时诊断检测(poct)的需求正在迅速增加。

2、分子诊断学正在革新感染性疾病的临床检测，其中一个显著的进步是减少了诊断感染性疾病所需的时间。聚合酶链反应(pcr)是最常用的分子诊断技术，但热循环需要一个耗能的仪器，为了简化及缩短热循环的时间，有发展出各种等温扩增反应，如环介导等温扩增(lamp)、滚环扩增(rca)和重组聚合酶扩增(rpa)，在这些技术的基础上，开发了许多商业化试剂盒，可以实现高灵敏和快速的检查病原体。然而，这些试剂盒在样本制备和核酸提取方面的操作步骤比较多，限制了其在临床诊断中的广泛应用。因此，开发一种将分子诊断的所有步骤都集成到一个小型化设备中的片上实验室系统已成为一种趋势。在poct诊断中，患者可以自己收集样本，无需医务人员的帮助，采集的样本可以在采样点立即进行分析和疾病筛查，而且只需要非常小的样本量就可以实现对生物标志物的检测。

3、在现有技术中通常使用离心柱法或磁珠法进行核酸提取，一般需要进行裂解、结合、洗脱等步骤，使得整个“样本进结果出”的全自动化仪器非常难以实现。就各步骤中有效成分的转移而言，现有技术中多采用手动转移的方式，不仅操作繁琐、费时费力，且样本很难充分、高效第转移，人工操作极易导致结果不稳定，检测实现难度大。而且，现有技术都基本是采用复杂的液路阀门转移不同功能的液体，对于大规模采用会增加耗材的使用成本，对于技术的把控也会大大增加操作难度和不稳定性。此外，分子检测的主流技术为荧光定量pcr技术，由于pcr技术具有指数级扩增模板的特点，现有的开放式耗材使整个操作过程容易造成pcr气溶胶污染。例如公开号为cn101452003a的中国专利申请公开了一种完全集成于微流控芯片的液池微泵，该液池微泵由集成于微流控芯片上的密闭过滤液池、泵液池以及微通道组成，其只能实现核酸检测的部分功能，且没有考虑临床用户的实际需求，很难实用化。

技术实现思路

1、本实用新型的一目的是，提供一种核酸提纯及检测反应液配制装置，该装置能够在全封闭式环境下实现样本裂解、核酸吸附、核酸清洗、核酸洗脱以及检测反应液的全流程操作，且该装置整体结构简单，操作简单，可以兼容多种形式的样本。

2、本实用新型在一方面提供了一种核酸提纯及检测反应液配制装置，包括：

3、上盖层，所述上盖层包括上盖主体和间隔设置于所述上盖主体的样本密封盖和硅胶套；和

4、试剂储存层，所述试剂储存层可转动地设置在所述上盖层之下，包括试剂储存主体和间隔设置于所述试剂储存层的多个液池，所述液池用于储存对样本核酸进行处理的处理液；

5、其中所述样本密封盖用于向所述试剂储存层的所述液池投送样本并保持所述试剂储存层的密封性；所述硅胶套为具有弹性的伸缩管状结构，用于上下伸缩来与插入的磁棒和磁棒套配合实现吸附有核酸的磁珠在对应液池中的吸引和转移，从而实现全封闭式的核酸提纯处理和核酸检测反应液的配制。

6、在本实用新型的一实施例中，所述试剂储存层与所述上盖层之间采用传动卡齿的结构形成可转动连接；所述试剂储存层的每次转动角度范围为15～90°。

7、在本实用新型的一实施例中，所述上盖层还包括延伸自所述上盖主体的具有中心槽的凸部，所述硅胶套安装于所述凸部的中心槽内；所述试剂储存主体具有圆柱状结构和延伸自所述圆柱状结构的柱状结构，所述柱状结构的直径小于所述圆柱状结构，所述柱状结构与所述液池一一对应。

8、在本实用新型的一实施例中，多个所述液池包括用于储存吸附核酸的磁珠的磁珠保存液池、用于储存样本裂解液的裂解液池、用于储存核酸清洗液的清洗液池和用于储存核酸洗脱液与由石蜡包裹的检测试剂冻干球的洗脱液及检测试剂保存液池。

9、在本实用新型的一实施例中，所述清洗液池为三个，包括依次设置的第一清洗液池、第二清洗液池以及第三清洗液池。

10、在本实用新型的一实施例中，其中所述磁珠保存液池、所述裂解液池、所述第一清洗液池、所述第二清洗液池、所述第三清洗液池和所述洗脱液及检测试剂保存液池依次沿所述试剂储存层的周向均匀间隔设置。

11、在本实用新型的一实施例中，所述硅胶套为具有弹性的伸缩管状结构，所述上盖层和所述试剂储存层之间设置有密封硅胶垫。

12、在本实用新型的一实施例中，所述上盖主体和所述试剂储存层均通过注塑成型的方式制备得到。

13、在本实用新型的一实施例中，所述样本为痰液、组织、血液或粪便；所述检测试剂冻干球中的检测试剂为pcr、rpa或lamp试剂；所述核酸提纯及检测反应液配制装置的整体长度为35mm，宽度为35mm，高度为43mm。

14、本实用新型在另一方面还提供了一种核酸提纯及检测反应液配制方法，包括采用所述核酸提纯及检测反应液配制装置执行的以下步骤：

15、s1、打开样本密封盖在裂解液池中投送样本，实现样本裂解；

16、s2、在上盖层的硅胶套中插入磁棒和磁棒套，通过磁棒将磁珠保存液中的磁珠吸引在硅胶套上；

17、s3、依次按照预设角度转动所述试剂储存层，使得所述硅胶套依次与所述试剂储存层的对应液池对齐，并在所述硅胶套每次与对应的液池对齐时，通过从磁棒套中抽离磁棒的方式，实现磁珠在对应的液池中的释放，然后再次通过插入磁棒并带动所述硅胶套伸入对应的液池中的方式，实现对磁珠的吸引，然后以此通过重复对磁珠的释放和吸引操作，依次实现磁珠对应液池中的转移，从而依次实现磁珠对样本核酸的吸附、核酸清洗、核酸洗脱以及核酸检测反应液制备的过程。

18、在本实用新型的一实施例中，所述试剂储存层的每次转动角度设置为15～90°。

19、在本实用新型的一实施例中，所述步骤s2具体包括步骤：

20、s21、将磁棒及磁棒套插入上盖层的硅胶套中，通过磁棒和磁棒套带动所述硅胶套向下伸缩进入磁珠保存液池中，将磁珠吸引到所述硅胶套的顶部，完成吸引后，将磁棒及磁棒套往上运动至所述硅胶套的初始位置状态。

21、在本实用新型的一实施例中，所述试剂储存层还包括用于储存样本裂解液的裂解液池、用于储存核酸清洗液的清洗液池和用于储存核酸洗脱液与由石蜡包裹的检测试剂冻干球的洗脱液及检测试剂保存液池，所述清洗液池包括依次设置的第一清洗液池、第二清洗液池以及第三清洗液池；步骤s3包括步骤：

22、s31、将所述试剂储存层转动60°，使得所述硅胶套位于所述裂解液池正上方，将磁棒和磁棒套带动所述硅胶套向下伸缩进入所述裂解液池中，将磁棒抽离磁棒套，使得磁场消失而使得所述硅胶套吸附的磁珠释放进所述裂解液池中，通过磁珠吸附所述裂解液池中的核酸；

23、s32、再次将磁棒插入磁棒套并带动所述硅胶套伸入所述裂解液池，将所述裂解液池中的吸附有核酸的磁珠吸引到所述硅胶套的顶部，完成吸引后，将磁棒及磁棒套往上运动至所述硅胶套的初始位置状态；

24、s33、将所述试剂储存层转动60°，使得插有磁棒及磁棒套的所述硅胶套位于第一清洗液池正上方，将磁棒和磁棒套带动所述硅胶套向下伸缩进入所述第一清洗液池中，将磁棒抽离磁棒套，使得磁场消失而使得所述硅胶套吸附的磁珠进入所述清洗液池中，实现核酸清洗；

25、s34、再次将磁棒插入磁棒套并带动所述硅胶套伸入所述第一清洗液池，将清洗后的磁珠吸引到所述硅胶套的顶部，完成吸引后，将磁棒及磁棒套往上运动至所述硅胶套的初始位置状态；

26、s35、按照与步骤s33和s34同样的操作，完成磁珠在所述第二清洗液池和所述第三清洗液池中的清洗过程；

27、s36、将所述试剂储存层转动60°，使得所述硅胶套位于洗脱液及检测试剂保存液池正上方，再次通过磁棒和磁棒套带动所述硅胶套向下伸缩进入所述洗脱液及检测试剂保存液池中，将磁棒抽离磁棒套，使得磁场消失而使得所述硅胶套吸附的磁珠进入所述洗脱液及检测试剂保存液池中，实现核酸洗脱；

28、s37、再次将磁棒插入磁棒套并带动所述硅胶套伸入所述洗脱液及检测试剂保存液池，将洗脱出核酸的磁珠吸引到所述硅胶套的顶部，完成吸引后，将磁棒及磁棒套往上运动至所述硅胶套的初始位置状态；

29、s38、加热所述洗脱液及检测试剂保存液池，使得所述洗脱液及检测试剂保存液池中包裹检测试剂冻干球的石蜡溶解，溶解后的石蜡漂浮到所述洗脱液及检测试剂保存液池最上层，检测试剂冻干球溶解到核酸洗脱液中对核酸进行处理，以此完成检测反应液的配制。

30、在本实用新型的一实施例中，步骤s1还包括步骤：在样本裂解时，还对所述裂解液池进行加热和超声处理，样本裂解时间为1～5min。

31、在本实用新型的一实施例中，在步骤s31中，核酸吸附过程的时间为1～10min。

32、在本实用新型的一实施例中，磁珠在所述第一清洗液池、所述第二清洗液池以及所述第三清洗液池中的清洗时间分别为1～2min，磁珠在在所述第一清洗液池、所述第二清洗液池以及所述第三清洗液池中清洗后干燥1～5min。

33、在本实用新型的一实施例中，在步骤s36中，核酸洗脱过程的时间为1～5min。

34、本实用新型具有以下有益效果：

35、(1)本实用新型的所述核酸提纯及检测反应液配制装置能够在全封闭式环境下实现样本裂解、核酸吸附、核酸清洗、核酸洗脱以及检测反应液的全流程操作，有利于节省核酸检测的前处理时间，提高核酸检测效率。

36、(2)本实用新型通过上盖层和试剂储存层的结合实现了多个液池的封闭环境，以此能够确保在完全封闭的状态下实现样本裂解、核酸结合、清洗、洗脱以及检测反应液的配制，保证了核酸提取及扩张过程的密闭性，减少外界气溶胶对检测结果的干扰，以及防止样本对检测人员的传染危害。

37、(3)本实用新型的试剂储存层包括多个液池，可以根据不同样本的核酸提纯和反应液配制需求设置液池的处理液类型，可以兼容多种形式的样本的核酸提纯及检测反应液配制需求。

38、(4)本实用新型通过旋转式主体的设计，能够缩减流路开关控制阀门的设置，通过转动试剂储存主体结构，实现磁珠在不同储液腔的转移，提供了一种结构简单、操作简单的样本的核酸提纯及检测反应液配制装置。

39、(5)本实用新型的所述核酸提纯及检测反应液配制装置将洗脱液和检测试剂冻干球放置在一个液池内，解决了检测反应液配制过程中需要将核酸洗脱液转移的操作，这样可以省去该装置的液路，避免了液体控制的操作。

40、(6)本实用新型采用冻干球的方式保存检测试剂，并在检测试剂冻干球的外表面包裹一层石蜡，从而确保检测试剂冻干球可以与核酸洗脱液放置在一个液池内，解决了检测试剂和核酸洗脱液共存的问题。

41、(7)本实用新型的所述核酸提纯及检测反应液配制装置采用注塑成型的方式实现制备，可以实现批量化生产，具有批间差小，产量高，成本低的优势。

42、(8)本实用新型的所述核酸提纯及检测反应液配制装置可以与现有的pcr、lamp、rca以及rpa等外部配套仪器结合使用，有利于实现样本进结果出的全自动化检测过程。

43、通过对随后的描述和附图的理解，本实用新型进一步的目的和优势将得以充分体现。