折叠式样品前处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及反应设备技术领域，具体涉及一种折叠式样品前处理装置及利用其的样品前处理方法。


背景技术：

2.除了用于化学及生命工程领域以外，流体样品分析还广泛用于分析采自患者的血液、体液以进行诊断的诊断领域等，特别是用于核酸的提取、纯化和检测领域。
3.对流体样品进行分析的方法中的一个关键是对流体样品进行前处理。对流体样品进行前处理是指在对流体样品进行分析之前提取所需量的样品，并用稀释缓冲液或者裂解液等以适当比例对该样品进行精确处理，或者使该样品与固体、液体状态的反应试剂混合，或者利用填充或者支撑体对样品进行分离及精制。
4.目前用于流体样品前处理的装置难以实施连续的操纵、打开和关闭操纵，有的甚至需要手动执行生化处理。鉴于需要处理的生物材料类的流体样品通常可能包含传染性病原体，因此，应当尽量样品前处理过程中的人工干预。
5.此外，现有的流体样品前处理装置通常难以实现有效的混合样品，进行反应之后需要通过离心等方式来分离和转移样品。
6.发明人在公开号为“cn112393960a”且标题为“样品前处理装置及利用其的样品前处理方法”的发明专利申请中公开了一种人工干预少且混合效果好的样品前处理装置，该样品前处理装置的盖体中设置有弧形顶部，且反应管套设在试剂管之内，在利用该样品前处理装置进行样品前处理时，可以通过翻转样品前处理装置进行超声实现物料的高效混合，同时尽可能减少人工干预，避免污染。但是，在进一步的实际应用中发现仍然存在一些不足之处。例如，在添加流体样品时，反应管和盖体是分离的，这样容易导致盖体的超声面受到污染。此外，在具体使用过程中，需要多次翻转样品前处理装置，操作上略为复杂，特别是难以实现样品的自动化连续处理。
7.为此，本领域持续需要开发一种人工干预少且易于操作的样品前处理装置。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种人工干预少且易于实现样品的自动化连续处理的样品前处理装置。
9.本技术之目的还在于提供一种利用该样品前处理装置的样品前处理方法。
10.为了实现本实用新型之目的，本技术提供以下技术方案。
11.在第一方面中，本技术提供一种折叠式样品前处理装置，其特征在于，包括：
12.反应管，该反应管内设置有反应腔，该反应管一端包括密封的端部，另一端包括开口端部且通过连接件与试剂管连接，其中所述反应管的密封的端部包括凸起面远离所述反应管的弧形顶部；
13.试剂管，该试剂管内设置有试剂腔，该试剂管的一端通过连接件与所述反应管的
开口端部连接，另一端设置有用于输出物料的注液口，且所述注液口与外部环境流体连通的路径上设置有可刺穿的密封件，以及其中所述反应管的外径小于所述试剂管的内径；
14.连接件，所述连接件固定在朝向所述试剂管的所述反应管的开口端部外周，其中所述试剂管构造成通过所述连接件可枢轴转动地连接到所述反应管，当所述试剂管转动至该试剂管的纵向轴线与所述反应管的纵向轴线平行时，所述试剂管卡接至所述连接件，且所述反应腔和所述试剂腔形成一个流体连通的密闭腔；
15.以及，支撑件，所述支撑件设置在所述反应管外表面上，且设置在所述连接件下方，用于防止所述反应管滑动进入所述试剂管。
16.在第一方面的一种实施方式中，所述连接件包括两端贯通的管状本体、连接到该管状本体上的铰链以及固定连接到该管状本体的第一卡接部件；
17.其中所述试剂管的开口端部外周通过该铰链连接到所述连接件的管状本体，且所述试剂管的开口端部外周包括第二卡接部件，当所述试剂管转动至该试剂管的纵向轴线与所述反应管的纵向轴线平行时，所述第一卡接部件和所述第二卡接部件相互配合形成卡接结构。
18.在第一方面的一种实施方式中，所述管状本体的内径大于或等于所述反应管的外径，且所述管状本体的外径小于或等于所述试剂管的开口端部的内径。
19.在第一方面的一种实施方式中，所述第一卡接部件为弹性挡板，该弹性挡板沿着所述管状本体的径向方向从该管状本体的外表面向外延伸第一长度，然后沿着所述管状本体的纵向轴线朝着远离所述反应管开口端部的方向延伸第二长度；
20.所述第二卡接部件为凸块，该凸块沿着所述试剂管的径向方向从所述试剂管的外表面向外延伸第三长度，且该第三长度沿着远离所述试剂管注液口的方向逐渐减小；
21.其中，所述第三长度的最大值大于所述第一长度。
22.在第一方面的一种实施方式中，所述弹性挡板的上端包括沿着所述管状本体的径向方向向外倾斜的弯曲部分。
23.在第一方面的一种实施方式中，所述折叠式样品前处理装置还包括反应管密封件，所述反应管密封件设置在所述连接件与所述反应管形成的环形间隙之间。
24.在第一方面的一种实施方式中，所述折叠式样品前处理装置还包括连接件密封件，所述连接件密封件设置在所述试剂管与所述连接件的管状本体之间形成的环形间隙之间。
25.在第一方面的一种实施方式中，所述试剂管的设置有注液口的一端包括直径朝着该注液口逐渐减小的锥形部分。
26.在第一方面的一种实施方式中，所述折叠式样品前处理装置还包括保护套，所述保护套可拆卸地固定到所述注液口外周。
27.在第一方面的一种实施方式中，所述折叠式样品前处理装置还包括注液口密封件，该注液口密封件设置在所述注液口与所述保护套形成的环形间隙之间。
28.在第一方面的一种实施方式中，所述折叠式样品前处理装置还包括过滤装置，该过滤装置在所述试剂腔与所述注液口的流体流动路径之上。
29.在第二方面中，本技术提供一种使用如第一方面所述的折叠式样品前处理装置的样品前处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
30.(1)解开所述试剂管和所述反应管之间的卡接，转动所述试剂管来露出所述反应管的开口端部，向所述反应管中添加待进行前处理的样品；
31.(2)再次转动所述试剂管并使所述试剂管卡接到设置在所述反应管上的连接件，对所述样品前处理装置的密封的端部进行超声，得到经过前处理的样品。
32.在第二方面的一种实施方式中，所述方法还包括以下步骤：
33.(3)在对所述样品前处理装置进行超声之后，翻转该样品前处理装置，使所述试剂管在所述反应管下方，刺破设置在所述注液口与外部环境流体连通的路径上的可刺穿的密封件，移除支撑件，将所述反应管推入所述试剂管的试剂腔之内，输出所述经过前处理的样品。
34.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于本文所述的折叠式样品前处理装置可以最小化人工干预，确保样品不被污染，且操作简单，易于实现自动化连续操作。
附图说明
35.图1为根据本实用新型的一种实施方式的折叠式样品前处理装置的立体图。
36.图2为图1所示的立体图的主视图。
37.图3为图2所示主视图的剖面结构示意图。
38.图4为根据本实用新型的另一种实施方式的折叠式样品前处理装置的立体图。
39.图5为根据本实用新型的一种实施方式的折叠式样品前处理装置折叠状态时的立体图。
40.图6为图5所示立体图的剖面结构示意图。
41.图7为根据本实用新型的一种实施方式的折叠式样品前处理装置转移样品时的立体图。
42.图8为图7所示立体图的剖面结构示意图。
43.在上述附图中，附图标记含义如下：
44.100 样品前处理装置
45.10
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反应管
46.101 反应腔
47.102 弧形部分
48.103 管状保护壁
49.104 反应腔密封件
50.20
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试剂管
51.201 试剂腔
52.202 过滤装置
53.203 注液口
54.204 可刺穿的密封件
55.205 注液口密封圈
56.206 第二卡接部件
57.30
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连接件
58.301 管状本体
59.302 铰链
60.303 第一卡接部件
61.304 连接件密封件
62.40
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支撑件
63.50
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保护套
64.501 连接带。
具体实施方式
65.除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中列举的所有的从最低值到最高值之间的数值，是指当最低值和最高值之间相差两个单位以上时，最低值与最高值之间以一个单位为增量得到的所有数值。在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
66.在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
67.以下将结合附图描述本实用新型的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对本实用新型的实施方式进行修改和替换，所得实施方式也在本实用新型的保护范围之内。
68.首先参考图1，图1显示根据本实用新型的一种实施方式的折叠式样品前处理装置的立体图。在一种实施方式中，本技术提供一种折叠式样品前处理装置100。如图1所示，折叠式样品前处理装置100可包括反应管10、试剂管20、连接件30以及支撑件40。在另一种实施方式中，为了确保经过前处理之后的样品不被污染，折叠式样品前处理装置100还可包括可拆卸地连接到试剂管20的注液口203外周的保护套50。
69.接下来，参考图2和图3，图2显示图1所示立体图的主视图。图3进一步显示图2所示主视图的剖面结构示意图。如图2和图3所示，反应管10可包括中空反应腔101，该反应腔可提供待进行前处理的样品与试剂反应的空间，并可根据实际情况提供温度控制设备、压力控制设备以及气源等。反应管10的一端可为密封的端部，该密封的端部可包括凸起面远离所述反应管的弧形顶部102。该弧形顶部102用作超声面，从而增强反应管内物料的超声效
果。为了方便折叠式样品前处理装置100的取放和进一步改善超声效果，弧形顶部102外周还可包括管状保护壁103，该管状保护壁103的内径可略大于反应管10的主体部分的内径，且该管状保护壁103沿着反应管10的纵向方向延伸的长度可大于弧形顶部102沿着反应管10的纵向方向延伸的长度。与此同时，反应管10的另一端可为开口端部，并通过连接件30与试剂管20连接。
70.仍然参考图2和图3，本文所述的折叠式样品前处理装置100还包括试剂管20。在一种实施方式中，试剂管20内设置有试剂腔201，用于储存或者添加固体或者液体试剂。本领域技术人员可以理解，当需要预先在试剂腔201内储存试剂时，可以在试剂腔201中设置一个密闭空间。例如，可通过在试剂腔的任意位置增加可刺穿的密封件来形成密闭空间，并将需要预先储存的固体试剂或者液体试剂储存在该密闭空间中。在一种实施方式中，试剂管20还可包括过滤装置202，该过滤装置202可设置在试剂腔201与试剂管20的注液口203之间，用于过滤经过前处理的样品。在一种实施方式中，试剂管20还可包括注液口203，用于从试剂管输出物料。在一种实施方式中，试剂管20还可包括可刺穿的密封件204，其设置在注液口203与外部环境流体连通的路径上。在一种具体实施方式中，可刺穿的密封件204可为密封膜，当密封膜被刺穿以后，试剂腔201内的物料才能顺利输出。在注液口203外周还设置有保护套50的情况下，在保护套50和注液口203形成的环形间隙之间可设置注液口密封件205。在一种实施方式中，所述试剂管20的设置有注液口203的一端可包括直径朝着该注液口逐渐减小的锥形部分。此外，反应管10的外径小于试剂管20的内径，从而使得在需要输出物料时，可将反应管10推入试剂管20。
71.与发明人在公开号为“cn112393960a”且标题为“样品前处理装置及利用其的样品前处理方法”披露的样品前处理装置不同，本文所述的折叠式样品前处理装置100的反应管10和试剂管20通过连接件30来连接，而不是将反应管10之间套设在试剂管20之内。在本文中，连接件30可固定在朝向所述试剂管20的所述反应管10的开口端部外周，其中所述试剂管20构造成通过所述连接件30可枢轴转动地连接到所述反应管10，当所述试剂管20转动至该试剂管的纵向轴线与所述反应管的纵向轴线平行时，所述试剂管20卡接至所述连接件30，且所述反应腔101和所述试剂腔201形成一个流体连通的密闭腔。
72.接下来参考图5和图6，图5为根据本实用新型的一种实施方式的折叠式样品前处理装置折叠状态时的立体图。图6为图5所示立体图的剖面结构示意图。在本技术中，通过将试剂管20设置成可枢轴转动地连接到反应管10，使得整个折叠式样品前处理装置100在添加待进行前处理的样品时可将试剂管20和反应管10折叠成两个独立部分。在这种情况下，可分别对反应管10和试剂管20进行加料或者其它所需操作，然后只需转动试剂管20，使试剂管20卡接到连接件30上即可。由于连接件30的存在，无需从反应管10的需要进行超声的端部加料，从而反应管10的底部可为密封的端部。这样既避免了样品污染，又减少了折叠式样品前处理装置100的翻转次数，容易实现样品的自动化连续处理。
73.参考图5，在一种具体实施方式中，连接件30可包括两端贯通的管状本体301、连接到该管状本体上的铰链302以及固定连接到该管状本体的第一卡接部件303。试剂管20的开口端部外周可通过该铰链302连接到所述连接件30的管状本体301，且试剂管20的开口端部外周包括第二卡接部件206。当试剂管20转动至该试剂管的纵向轴线与所述反应管的纵向轴线平行时，所述第一卡接部件303和所述第二卡接部件206相互配合形成卡接结构。在图5
所示的实施方式中，管状本体301的内径大于或等于所述反应管10的外径，且所述管状本体301的外径小于或等于所述试剂管10的开口端部的内径。
74.在一种具体实施方式中，所述第一卡接部件303为弹性挡板，该弹性挡板302沿着所述管状本体301的径向方向从该管状本体301的外表面向外延伸第一长度，然后沿着所述管状本体的纵向轴线朝着远离所述反应管开口端部的方向延伸第二长度。第二卡接部件206为凸块，该凸块沿着所述试剂管20的径向方向从所述试剂管的外表面向外延伸第三长度，且该第三长度沿着远离所述试剂管注液口的方向逐渐减小。所述第三长度的最大值大于所述第一长度。这样的设置使得凸块可以牢固地卡接到弹性挡板中。在一种优选的实施方式中，弹性挡板的上端包括沿着所述管状本体的径向方向向外倾斜的弯曲部分，方便操作人员解开卡接结构。本领域技术人员可以理解，虽然本文显示了卡接结构的一种实施方式，但并不限于此。只要不妨碍折叠式样品前处理装置100的折叠和操作，任何能使试剂管20转动连接到反应管10的转动结构，使试剂管20和反应管10固定的卡接结构都可用于本技术。
75.在一种具体实施方式中，本文所述的折叠式样品前处理装置100还包括反应管密封件104，所述反应管密封件104设置在所述连接件30与所述反应管10形成的环形间隙之间。
76.在一种具体实施方式中，本文所述的折叠式样品前处理装置100还包括连接件密封件304，所述连接件密封件304设置在所述试剂管与所述连接件的管状本体之间形成的环形间隙之间。
77.在一种具体实施方式中，所述折叠式样品前处理装置100还包括保护套50，所述保护套50可通过连接带501可拆卸地固定到所述注液口203外周。如图4所示，保护套50可与试剂管20的注液口203分离。需要使用保护套50时，再将其连接到注液口203即可。在一种具体实施方式中，所述折叠式样品前处理装置还包括注液口密封件205，该注液口密封件205设置在所述注液口与所述保护套形成的环形间隙之间。
78.在第二方面中，本技术提供一种使用如上所述的折叠式样品前处理装置100的样品前处理方法。在一种具体实施方式中，所述方法包括以下步骤：
79.(1)解开试剂管20和反应管10之间的卡接结构，转动试剂管20来露出反应管10的开口端部，向反应管10中添加待进行前处理的样品；
80.(2)再次转动试剂管20并使所述试剂管20卡接到设置在反应管10上的连接件30，对所述样品前处理装置的反应管10的密封的端部进行超声，得到经过前处理的样品。
81.在一种具体实施方式中，所述方法还包括以下步骤：(3)在对样品前处理装置进行超声之后，翻转该样品前处理装置，使试剂管在所述反应管下方，刺破设置在注液口与外部环境流体连通的路径上的可刺穿的密封件，移除支撑件，将反应管推入试剂管的试剂腔201之内，输出所述经过前处理的样品。
82.下面将结合附图更加详细地描述本文所述的样品前处理方法。折叠式样品前处理装置100的初始状态如图1-3所示。此时，反应管20通过连接件30连接到试剂管10，且反应管20通过凸块与连接件30的弹性挡板卡接。支撑件40贴着连接件30的管状本体301设置在反应管10上，但设置在该管状本体301下方。支撑件30可防止反应管10在使用之前滑入试剂管20。
83.在折叠式样品前处理装置100内部，反应腔101和试剂腔201之间形成一个立体连通的密闭反应腔。连接件30与反应管10的环形间隙之间设置有反应管密封圈，连接件30与试剂管20的环形间隙之间设置有连接件密封圈。为了与连接件30配合，与反应管10连接的试剂管20的一端可包括内径大于试剂管20主体部分内径的部分，且该部分的内径大于连接件30的管状主体的外径，从而可将试剂管20卡合在连接件30的管状主体301外周。在一种具体实施方式中，为了使反应管10能平滑地推入试剂管20，连接件30的管状主体301的内径可基本上等于试剂管20主体部分的内径。
84.接下来，如图5和6所示，当需要向折叠式样品前处理装置100中添加待进行前处理的样品时，可先解开试剂管20的凸块和连接件30的弹性挡板之间的卡接结构，然后逆时针转动试剂管20，露出反应管10的开口端部以及试剂管20的开口端部。分别向反应管10中添加待进行前处理的样品，以及向试剂管20中添加所需试剂。完成加样，然后再顺时针旋转试剂管20，使试剂管20的凸块卡接到连接件30的弹性挡板之间。反应管10的反应腔101和试剂管20的试剂腔201形成闭合且流体连通的反应腔体。
85.可利用常规技术对反应管10的密封端部的弧形部分进行超声，使得折叠式样品前处理装置100中的样品和试剂混合均匀和充分反应。
86.样品前处理完成之后，需要将经过前处理的样品从折叠式样品前处理装置100输出，转移到其它反应装置中。参考图7和图8，首先翻转折叠式样品前处理装置100，移除支撑件40，然后刺破注液口3处的可刺穿的密封件204。接着将反应管10推入试剂管20，即可顺利地将经过处理的样品排出折叠式样品前处理装置100。在图7和图8所示的实施方式中，注液口203外周还设置有可拆卸地连接到注液口203的保护套50。本领域技术人员可以理解，在这种情况下，需要先取下保护套50，然后再进行样品转移。
87.上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本技术。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本技术不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本技术披露的内容，在不脱离本技术范围和精神的情况下做出的改进和修改都本技术的范围之内。