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试剂盒、即时分析装置及方法

文献发布时间:2023-06-19 13:45:04


试剂盒、即时分析装置及方法

技术领域

本发明涉及医疗检测器械技术领域,尤其涉及一种试剂盒、即时分析装置及方法。

背景技术

感染的早期检测,诸如在流行病爆发时的早期检测,不仅影响个体的健康,还影响公共健康。这种检测要求具有成本效益、可靠并且特异性的测定。由于这些需求,传统上这种测定在集中的实验室中进行,而不是即时进行。然而,即时分析可将测试带给现场或诊所中的测试对象,为测试对象和公共健康提供更快速的检测。

聚合酶链式反应(PCR反应)是利用DNA在体外95℃高温时变性会变成单链,低温(经常是60℃左右)时引物与单链按碱基互补配对的原则结合,再调温度至DNA聚合酶最适反应温度(72℃左右),DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5’-3’)的方向合成互补链。基于聚合酶制造的PCR仪实际就是一个温控设备,能在变性温度、复性温度、延伸温度之间很好地进行控制,PCR反应用耐高温的Taq DNA聚合酶,一次性地将反应液加好后,即在DNA扩增液和水浴锅上进行变性-退火-延伸反应,一般在2~4小时完成扩增反应。扩增产物一般用电泳分析,不一定要用同位素,无放射性污染、易推广。目前的即时测试装备通常依赖于在现场进行的PCR仪,以确认是否存在可疑病原或病原体。但是现有的即时测试装备一般需要昂贵且复杂的样本制备步骤,导致设备成本较高,需要经过专业培训过的人员才能进行准确的操作。

发明内容

本发明实施例的目的在于:提供一种试剂盒、即时分析装置及方法,其能对生物样本进行即时分析,具有成本低、操作简单的特点。

为达此目的,本发明实施例采用以下技术方案:

一方面,提供一种试剂盒,包括:

反应仓:包括仓体、中心件和反应仓室,所述仓体沿第一方向贯穿开设有安装孔,所述安装孔内设置有隔板,所述隔板邻近于所述仓体的下端,所述安装孔的孔壁环形固定有多个筒体,所述筒体内形成外周腔室,所述筒体的下端与所述隔板连接,所述隔板的中心开设第一通孔,所述外周腔室内密封设置有可沿所述第一方向移动的活塞机构,所述隔板上对应每个所述外周腔室开设一个第一连通孔,所述第一连通孔连通所述外周腔室和所述第一通孔,所述中心件穿过所述第一通孔并与所述隔板密封连接,所述中心件和/或所述仓体绕所述第一通孔的中心转动,所述中心件内设置有中央腔室,所述中央腔室的开口位于所述中心件的上端,所述中心件上开设有连通所述中央腔室的第二连通孔,所述第二连通孔选择性与其中一个所述第一连通孔连通,所述反应仓室与所述中央腔室和/或至少一个所述外周腔室连通,所述反应仓室位于所述安装孔内并位于所述中央腔室与所述外周腔室之间,所述反应仓室和/或所述外周腔室内设置有加热机构,所述中心件的上端设置有第一凹口;

样本容器:所述样本容器设置在所述中央腔室内部,所述样本容器包括瓶体和密封体,所述瓶体的内部具有用于容纳样本溶液的样本腔室,所述样本腔室的上端具有开口,下端设置有阀体,所述阀体包括阀座以及阀塞,所述阀塞选择性封堵所述阀座的阀腔,所述阀座与所述样本腔室的底部固定连接,所述阀塞远离相所述样本腔室的一侧设置有第一凸起,所述第一凸起与所述第一凹口配合连接,转动所述中心件,能够带动所述阀塞相对于所述阀座转动,以使所述样本腔室的内部与外部连通,所述密封体用于选择性密封所述样本腔室的开口端。

另一方面,提供一种即时检测装置,包括装置本体,所述装置本体上设置上述的试剂盒,还设置有第一驱动件和第二驱动件,所述第一驱动件用于驱动所述试剂盒的所述活塞机构移动,所述第二驱动件用于驱动所述试剂盒的所述中心件转动。

再一方面,还提供一种即时检测方法,应用于上述的即时检测装置中,包括以下步骤:

步骤S10、将生物样本导入样本容器内;

步骤S20、将所述样本容器插入到反应仓的中央腔室的内部以及在所述反应仓中的外周腔室内部导入对应的反应混合物;

步骤S30、将所述反应仓放置到试剂盒内,驱动所述反应仓的仓体与中心件相对转动,使所述中央腔室依次与不同的外周腔室连通,以使对应所述外周腔室内部的反应混合物能够按照制作分析物样本的顺序依次与所述中央腔室内的溶液反应,得到第一检测混合液,再将所得到的所述第一检测混合液导入到所述反应仓的反应仓室内部反应而得到分析物样本;

步骤S40、在所述反应仓上的检测窗对反应仓室内部的分析物样本进行检测。

本发明实施例的有益效果为:通过设置具有多个外周腔室的仓体和具有中央腔室的中心件,可以将生物样本导入到中央腔室内,然后通过仓体和中心件之间的相对转动,使得中央腔室依次与不同的外周腔室连通,对应外周腔室内可以按照制作分析物样本的顺序设置不同的反应混合物,比如依次设置的裂解缓冲液、结合缓冲液、第一洗涤缓冲液、第二洗涤缓冲液和洗脱缓冲液,使得生物样本自动制作为分析物样本,进而进行检测。而活塞机构可以将中央腔室内的生物样本泵入到对应的外周腔室内混合、反应、洗涤等操作,还能将对应操作结束的液体抽回到中央腔室内,以及将制作得到的液体泵入到反应仓室内,整个分析物样本制作过程非常简单,制作效率高,可以提升检测效率,满足即时检测的需求,且整个装置结构简单。采用即时分析装置进行检测,可在10分钟到2小时之内得出检测结果。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为实施例所述即时分析装置的整体结构图。

图2为实施例所述即时分析装置移除其中一个防护门时的结构图。

图3为实施例所述反应仓的结构图。

图4为实施例所述仓体一角度的结构图。

图5为实施例所述仓体另一角度的结构图。

图6为实施例所述中心件的结构图。

图7为实施例所述中心件的剖视图。

图8为实施例所述第一驱动件与活塞机构的连接图。

图9为实施例所述第二驱动件与中心件的连接示意图。

图10为实施例所述加热设备与仓体的结构图。

图11为实施例所述第一密封件的结构图。

图12为实施例所述第二密封件的结构图。

图13为实施例所述下盖的结构图。

图14为实施例所述上盖的结构图。

图15为实施例所述导热体的结构图。

图16为实施例所述活塞杆的结构图。

图17为实施例所述样本容器一角度的结构图。

图18为实施例所述样本容器另一角度的结构图。

图中:

100、反应仓;101、筒体;102、外周腔室;103、中心件;104、第一凹口;105、第三凹口;106、仓体;107、第一通孔;108、通气口;109、第一连通孔;110、检测窗;111、台阶面;112、活塞杆;113、连接槽;114、第一密封件;115、第一插接筒;116、第二连通孔;117、第二插接筒;118、第二密封件;119、下盖;120、上盖;121、第二通孔;122、导热体;123、隔板;124、第四连通孔;125、第二凹口;

200、样本容器;201、瓶体;202、第一凸起;203、第二凸起;204、阀塞;205、阀座;206、密封本体;207、弹性密封件;

300、第一驱动件;301、第一转动马达;302、齿条;303、连接部;

400、第二驱动件;401、旋转花键;402、第二转动马达;403、磁吸设备;

500、加热设备;501、导热体交接面;

600、防护门;

700、显示器。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述,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,本领域技术人员在没有作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。

在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至18所示,本发明提供一种即时检测装置,该装置包括装置本体、检测器、扫描器和打印机。装置本体上设置有试剂盒、第二驱动件400、第一驱动件300和加热设备500。本实施例中,装置本体设置有多个试剂盒,在实际设计时可以根据需要灵活调整装置本体上的试剂盒的具体数量。该即时检测装置主要是用于对生物样本进行分析和检测,包括病原(例如,传染原)或对象中的状况(例如,感染)的检测和诊断。

其中,试剂盒包括反应仓100和样本容器200。反应仓100包括仓体106、中心件103和反应仓室,仓体106沿第一方向贯穿开设有安装孔,安装孔内设置有隔板123。隔板123邻近于仓体106的下端,安装孔的孔壁环形固定有多个筒体101,筒体101内形成外周腔室102,筒体101的下端与隔板123连接,隔板123的中心开设第一通孔107。外周腔室102内密封设置有可沿第一方向移动的活塞机构,隔板123上对应每个外周腔室102开设一个第一连通孔109,第一连通孔109连通外周腔室102和第一通孔107,中心件103穿过第一通孔107并与隔板123密封连接。本说明书中,第一方向指的竖直方向。中心件103和/或仓体106绕第一通孔107的中心转动,以使中心件103能够相对于仓体106转动。需要说明的是,中心件103能够相对于仓体106转动,第一种情况为仓体106静止,中心件103绕第一通孔107的中心转动;第二种情况为中心件103静止,仓体106绕第一通孔107的中心转动;第三种情况为仓体106和中心件103同时绕第一通孔107的中心转动,但是两者的转速不相同。中心件103内设置有中央腔室,中央腔室的开口位于中心件103的上端,中心件103上开设有连通中央腔室的第二连通孔116,第二连通孔116选择性与其中一个第一连通孔109连通。将中心件103与仓体106相对转动,使第二连通孔116选择性与其中一个第一连通孔109连通,打开或关闭中央腔室与外周腔室102之间的液体流通。反应仓室与中央腔室和/或至少一个外周腔室102连通,反应仓室位于安装孔内并位于中央腔室与外周腔室102之间,反应仓室和/或外周腔室102内设置有加热机构,中心件103的上端设置有第一凹口104。参照图17和图18,样本容器200设置在中央腔室内,样本容器200包括瓶体201以及密封体,瓶体201的内部具有用于容纳样本溶液的样本腔室,本实施例中,生物样本为样本溶液。样本腔室的上端具有开口,下端设置有阀体,阀体包括阀座205以及阀塞204,阀塞204选择性封堵阀座205的阀腔,阀座205与样本腔室的底部固定连接,阀塞204远离样本腔室的一侧设置有第一凸起202,第一凸起202与第一凹口104配合连接,转动中心件103,能够带动阀塞204相对于阀座205转动,以使样本腔室的内部与外部连通。具体地,第一凸起202沿着水平方向延伸。阀腔被关闭时,样本腔室内部的生物样本被截留在样本容器200内部。优选地,第一凹口104有两个,两个第一凹口104呈180度夹角分布在中心件103的上端面。对应地,第一凸起202的两端分别连接在两个第一凹口104中。密封体用于选择性密封样本腔室的开口端。

本实施例中,样本容器200的样本腔室用于容纳生物样本。在具体使用时,将生物样本放置在样本容器200中,利用密封体将样本腔室的开口端封堵,将样本容器200插入到中央腔室内部,使生物样本被样本容器200隔离在中央腔室的内部,避免样本容器200内部的生物样本被污染。打开阀体,能够使样本腔室内部与外周腔室102连通,从而使样本腔室内部的生物样本流出到中央腔室中。外周腔室102内部设置有反应混合物,中心件103和/或仓体106绕第一通孔107的中心转动时,中央腔室通过第二连通孔116和第一连通孔109与对应的外周腔室102连通,沿第一方向移动活塞机构能够将外周腔室102内部的反应混合物泵到中央腔室内并与中央腔室内的液体结合或反应。通过设置具有多个外周腔室102的仓体106和具有中央腔室的中心件103,可以将生物样本导入到中央腔室内,然后通过仓体106和中心件103之间的相对转动,使得中央腔室依次与不同的外周腔室102连通,对应外周腔室102内可以按照制作分析物样本的顺序设置不同的反应混合物,比如依次设置的裂解缓冲液、结合缓冲液、第一洗涤缓冲液、第二洗涤缓冲液和洗脱缓冲液,使得生物样本自动制作为分析物样本,进而进行检测。而活塞机构可以将中央腔室内的生物样本泵入到对应的外周腔室102内混合、反应、洗涤等操作,还能将对应操作结束的液体抽回到中央腔室内,以及将制作得到的液体泵入到反应仓室内,整个分析物样本制作过程非常简单,制作效率高,可以提升检测效率,满足即时检测的需求,且整个装置结构简单。采用即时分析装置进行检测,可在10分钟到2小时之内得出检测结果。

具体地,密封体包括密封本体206以及包裹在密封本体206的边缘的弹性密封件207,密封本体206通过弹性密封件207与样本腔室的内侧壁密封连接。优选地,弹性密封件207呈圆环结构。弹性密封件207具有良好的弹性和密封性,将弹性密封件207与样本腔室的内侧壁密封连接,避免密封体与样本腔室的内侧壁之间存在缝隙而导致漏液。

为了便于安装弹性密封件207,密封本体206厚度方向的一侧面凹设有限位槽,弹性密封件207安装在限位槽内,通过限位槽对弹性密封件207的限位,有利于固定弹性密封件207的位置。

为了使第二连通孔116与第一连通孔109密封结合,第二连通孔116的孔口处设置有弹性密封圈,具体地,弹性密封圈为O型环。

本实施例中,参照图4和图5,安装孔的孔壁环形固定有六个筒体101,以在仓体106的内部环形分布有六个外周腔室102,六个外周腔室102依次为第一外周腔室、第二外周腔室、第三外周腔室、第四外周腔室、第五外周腔室和第六外周腔室。其中,第一外周腔室、第二外周腔室、第三外周腔室、第四外周腔室和第五外周腔室的内部均设置有反应混合物,而第六外周腔室则不设置反应混合物,第六外周腔室的内部仅设置活塞机构和空气。安装孔内设置有两个反应仓室,两个反应仓室之间设置一个筒体101,两个反应仓室分别通过一个第三连通孔与位于二者之间的筒体101的外周腔室102连通。本实施例中,两个反应仓100之间的外周腔室102为第六外周腔室,第六外周腔室通过第三连通孔与反应仓室连通。当第六外周腔室与中央腔室连通时,第六外周腔室、反应仓100和中央腔室三者相互连通,利用第六外周腔室内部的活塞机构能够将中央腔室内部的液体转移到反应仓100内。反应仓室不仅限于是两个,在其他的实施例中,还可以将反应仓室的数量设置为一个、三个或四等。

具体地,第一外周腔室内部的反应混合物包括裂解缓冲液,第二外周腔室内部的反应混合物包括第一洗脱缓冲液、第三外周腔室内部的反应混合物包括第二洗脱缓冲液,第四外周腔室内部的反应混合物包括洗脱缓冲液。第六外周腔室内部的活塞机构用于将后续中央腔室内部的液体转移到反应仓室中。当然在其他的实施例中,第一外周腔室、第二外周腔室、第三外周腔室、第四外周腔室、第五外周腔室和第六外周腔室内部还可以根据实际测试、分析需要对应放置具体的试剂或气体等。

其中,第一通孔107为中心件103提供穿过隔板123的空间,中心件103绕第一通孔107的中心转动时,为了避免第一通孔107的孔壁对中心件103造成位置干涉以及保证中心件103转动顺畅,中心件103与第一通孔107配合的位置为圆柱状。

本实施例中,中心件103包括上部分和与上部分连接的下部分,上部分的截面尺寸大于下部分的截面尺寸,上部分与下部分之间形成台阶面111,台阶面111与隔板123的上表面抵接,台阶面111的作用是防止中心件103从隔板123上脱落。

为减少液体滞留在中央腔室内,中央腔室的腔底倾斜设置,第二连通孔116与中央腔室的腔底最低位置连通,最大程度地保证中央腔室的液体能够通过第二连通孔116排出。

参照图7,第二连通孔116由连接中央腔室的一端朝向远离中央腔室的一端向下倾斜。具体地,上部分的内部具有上腔室,下部分的内部具有与上腔室连通的下腔室,上腔室呈圆柱状,下腔室的腔底朝向远离中央腔室的一端向下倾斜,形成漏斗结构。此种结构的中央腔室有利于内部生物样本通过第二连通孔116排出。

本实施例中,参照图6,中心件103的下端设置有第三凹口105,第三凹口105用于连接驱动中心件103转动的第二驱动件400。其中,第二驱动件400上设置有与第三凹口105配合连接的第三凸起,通过第三凸起与第三凹口105配合连接,实现第二驱动件400与中心件103之间稳定连接。

优选地,第三凹口105有两个,两个第三凹口105呈180度夹角分布在中心件103的下端的端面,每一个第三凹口105均对应有一个第三凸起。当然,第三凹口105的数量并不限于两个,在实际设计中,可以根据需要灵活改变第三凹口105的具体数量。

其中,筒体101为圆柱形筒体,多筒体101的上端开设有通气口108,通气口108连通外周腔室102和安装孔。活塞机构在外周腔室102内移动时,通气口108可以将空气排出或吸入外周腔室102,以稳定外周腔室102内部气压,使活塞机构在外周腔室102内部移动顺畅,从而顺利排出或导入液体。

本实施例中,仓体106侧壁上对应反应仓室设置有透明的检测窗110,检测窗110允许通过光学信号检测位于反应仓室内的分析物样本,利用检测器发出光学信号在检测窗110检测分析物样本。光学信号包含但不限于荧光信号、化学发光信号、电化学发光信号和比色信号等。

一实施例中,参照图11,仓体106下端可拆卸设置橡胶的第一密封件114,第一密封件114包括第一本体,第一本体上对应第一通孔107设置第一插接筒115,第一插接筒115的内侧壁上对应每个第一连通孔109开设有第四连通孔124,中心件103的外侧壁抵紧第一插接筒115的内侧壁以实现转动密封。第一本体上设置有第二插接筒117,第二插接筒117插紧在外周腔室102中,第二插接筒117的内侧壁与活塞机构的活塞杆112外侧壁密封配合,第二插接筒117上开设有连通第一连通孔109的第五连通孔。外周腔室102的下端开口通过第二插接筒117与外部环境隔离,中央腔室的下端通过第一插接筒115与外部环境隔离,由于第一连通孔109与第五连通孔连通,使外周腔室102与中央腔室内之间形成一通道,通过该通道可在外周腔室102与中央腔室之间的液体连通。

具体地,参照图12,仓体106上端可拆卸设置橡胶的第二密封件118,第二密封件118用于密封外周腔室102的上端开口,通过第二密封件118将外周腔室102上端与外部环境阻隔。

参照图14,反应仓100还包括上盖120,上盖120设置在第二密封件118远离仓体106的一侧,上盖120上对应中央腔室开设有第二通孔121,第二通孔121内设置有连接样本容器200的第二凹口125。对应地,瓶体201的上端设置有与反应仓100的上盖120连接的第二凸起203,样本容器200穿过第二通孔121后,第二凸起203与第二凹口125配合连接,通过第二凹口125能够使上盖120对样本容器200进行支撑和限位。

优选地,第二凸起203具有两个,两个第二凸起203呈180度夹角分布在瓶体201的外侧壁上,第二凹口125也设置有两个,且第二凹口125与第二凸起203一一对应。样本容器200通过两个第二凸起203与上盖120连接,提高了样本容器200与中心件103的连接稳定性。

参照图13,反应仓100还包括下盖119,下盖119设置在第一密封件114远离仓体106的一侧面,下盖119上开设有供中心件103和供活塞机构通过的孔,第一本体的下表面与下盖119的上表面贴合。下盖119主要是为第一密封件114提供机械保护的作用。优选地,下盖119采用塑料一体注塑成型。

其中,加热机构为导热体122,导热体122与仓体106外部的加热设备500连接,加热设备500为导热体122提供热源,通过加热设备500发热,将热量传递到导热体122上,进而导热体122发出热量对反应仓室或外周腔室102进行加热。

为了保证导热体122的加热效果,导热体122至少部分位于外周腔室102或反应仓室内,以使加热体与外周腔室102或反应仓室内部的液体直接接触。

具体地,参照图15,导热体122与下盖119固定连接,导热体122由第一段以及与第一段连接的第二段组成,第一段位于第二段的上方,第二段具有与下盖119边缘卡紧的卡槽,第一段穿过第一本体延伸至外周腔室102或反应仓室内。利用导热体122的卡槽卡紧在下盖119边缘,使下盖119为导热体122提供支撑和固定的作用力。

其中,第一驱动件300用于驱动活塞机构移动,第二驱动件400用于驱动中心件103转动。第二驱动件400驱动中心件103转动时,使仓体106与中心件103相对转动,进而使中心件103上的第二连通孔116与筒体101上的第一连通孔109选择性连通,即中心腔室与外周腔室102选择性连通。

具体地,参照图16,活塞杆112的上端具有活塞头,活塞头用于密封外周腔室102,活塞杆112的下端具有连接槽113,连接槽113与第一驱动件300连接。具体地,外周腔室102的内侧壁设置有弹性密封部,活塞头通过弹性密封部密封在外周腔室102内部。第一驱动件300通过连接槽113与活塞杆112连接,第一驱动件300能够驱动活塞机构在外周腔室102中沿着第一方向移动,即沿着竖直方向移动。

进一步地,参照图8,第一驱动件300包括第一转动马达301和齿条302,第一转动马达301的输出轴与齿条302连接,通过第一转动马达301的输出轴能够带动齿条302沿着竖直方向升降,齿条302的下端设置有与连接槽113配合连接的连接部303。通过齿条302上的连接部303与活塞杆112上的连接槽113连接,将第一驱动件300与活塞杆112连接为一整体,齿条302的升降带动活塞杆112的升降。

一实施例中,所有的活塞机构中的活塞杆112共用一个第一驱动件300,第一驱动件300连接有平移机构,平移机构能够将第一驱动件300移动到对应活塞机构上,并使齿条302上的连接部303与对应的活塞杆112上的连接槽113配合连接,此种设置有效减少第一驱动件300设置的数量,有利于节约设备成本。

另一实施例中,每个活塞机构均对应有一个第一驱动件300,每个第一驱动件300中的齿条302与对应的活塞机构中的活塞杆112连接。

为了便于识别反应仓100和样本容器200,反应仓100和样本容器200上均设置有供识别的识别码。识别码优选为条形码。通过扫描器能够识别对应的反应仓100或样本容器200,便于记录检测结果。在其他的实施例中,也可以仅在反应仓100或样本容器200上设置有供识别的识别码。

参照图9,第二驱动件400包括旋转花键401、磁吸设备403以及第二转动马达402,旋转花键401具有第三凸起,中心件103的下端设置有第三凹口105,第三凸起配合插接在第三凹口105内,第二转动马达402位于旋转花键401背离中心件103的一侧,第二转动马达402的输出轴穿过磁吸设备403与旋转花键401连接,磁吸设备403能够吸附中央腔室内部的磁珠。第二转动马达402的输出轴能够带动旋转花键401转动,由于旋转花键401上的第三凸起插接在第三凹口105中,旋转花键401的转动带动中心件103转动,实现仓体106与中心件103相对转动。可以理解的是,将生物样本自动制作为分析物样本过程中,需要通过外周腔室102中向生成分析物样本的中间产物添加磁珠,使磁珠与中间产物结合形成磁珠粘附物后,再将磁珠粘附物和磁珠粘附物形成过程所产生的废弃物分离,在分离时需要利用第二驱动件400上的磁吸设备403将磁珠粘附物吸附在中央腔室的内部,同时在第二外周腔室内部的活塞机构配合下,将磁珠粘附物留在中央腔室中而废弃物则被导入到对应的外周腔室102内,实现磁珠粘附物与废弃物顺利分开,以便进行下一步的操作。

在实际的使用中,第二驱动件400连接有升降组件,通过升降组件能够带动第二驱动件400在竖直方向升降,以使第二驱动件400具有升起状态和下降状态。当第二驱动件400处于升起状态时,第二驱动件400靠近中心件103,此时第二驱动件400上的第三凸起能够与中心件103上的第三凹口105配合连接,并且第二驱动件400的磁吸设备403能够与中央腔室内部的磁珠相互吸附;当第二驱动件400处于下降状态时,第二驱动件400远离中心件103,此时第二驱动件400上的第一磁吸设备403解除对中央腔室内部的磁珠的吸附力。

参照图10,即时检测装置中还设置有用于与加热机构连接的加热设备500,加热设备500为导热体122提供热源,将热量传递到加热机构中,进而对外周腔室102或中央腔室加热。

加热设备500包括设备本体,设备本体上设置有导热体交接面501和热传感器(图中未标出),导热体交接面501能够与导热体122选择性连接。具体地,导热体交接面501与导热体122的第二段选择性连接。设备本体为导热体122提供热源,导热体交接面501为导热体122提供连接空间,有利于导热,热传感器用于检测导热体122的温度。为了减少设备本体上的热量散热,设备本体的外周设置有隔热层,隔热层导热体交接面501和热传感器。

加热机构设置有三个,其中一个加热机构用于对其中一个外周腔室102加热,例如用于加热外周腔室102内部的洗脱缓冲液或裂解缓冲液,剩余两个加热机构用于加热两个反应仓室内部的液体,为反应仓室内部的反应提供热量。本实施例中,其中一个加热机构用于对第一外周腔室内部加热。加热设备500也设置有三组,每一组加热设备500均对应有一组加热机构。

一实施例中,即时检测装置还包括有第三驱动件,第三驱动件用于驱动仓体106绕第一通孔107的中心转动。设备本体设置在仓体106外周部,第三驱动件驱动舱体转动时,设备本体选择性地与导热体122接触,当设备本体的导热体交接面501与导热体122接触时,可将设备本体的热量传递至导热体122上,使导热体122能够为外周腔室102或中央腔室提供热量。具体地,三组加热设备500中的其中一组能够将导热体122的温度加热约为60℃,剩余两组加热设备500能够将导热体122的温度加热约为90℃。在具体使用时,根据外周腔室102和中央腔室内部所需的温度大小转动仓体106,使相应的加热设备500与对应的导热体122接触,而向外周腔室102或中央腔室内部提供特定的温度。

具体地,第三驱动件包括第三转动马达,第三转动马达的输出轴与仓体106或下盖119连接,第三转动马达的输出轴转动能够带动仓体106转动。

具体地,检测器检测设置在仓体106的外周部,需要利用检测器反应仓室内部的分析物样本进行检测时,可以转动仓体106使检测窗110正对检测器。

另一实施例中,还可以将检测器平移至检测窗110的位置,使检测器能够透过检测窗110而检测反应仓室内部的分析物样本。

一实施例中,即时检测装置还包括打印机,打印机用于打印检测器对分析物样本的检测结果,打印机的设置便于检测者知晓检测结果。

可选地,装置本体上还设置有防护门600,防护门600能够将试剂盒选择性地遮盖在装置本体内。为了方便取放试剂盒,防护门600可以通过触发装置打开。

可选地,检测器连接有蜂鸣器,当检测器对分析物样本检测完成后,蜂鸣器发出报警信号,以提醒使用者打开防护门600回收试剂盒的反应仓100。

另一实施例,装置本体上还设置有显示器700,显示器700用于显示检测结果,并且通过显示器700能够将检测结果电子传输到其他的电子设备中。

本发明还提供一种即时检测方法,该检测方法用于在上述任一实施例所表述的即时检测装置中,包括以下步骤:

步骤S10、将生物样本导入样本容器200内。

步骤S20、将样本容器200插入到反应仓100的中央腔室的内部以及在反应仓100中的外周腔室102内部导入对应的反应混合物。样本容器200有效地避免外部环境对生物样本的污染以及避免生物样本向外部环境转移。

步骤S30、将反应仓100放置到试剂盒内,驱动反应仓100的仓体106与中心件103相对转动,使中央腔室依次与不同的外周腔室102连通,以使对应外周腔室102内部的反应混合物能够按照制作分析物样本的顺序依次与中央腔室内的溶液反应,得到第一检测混合液,再将所得到的第一检测混合液导入到反应仓100的反应仓室内部反应而得到分析物样本。在本步骤中,可将中心件103绕第一通孔107的中心转动,或者,将仓体106绕第一通孔107的中心转动,或者同时将中心件103和仓体106绕第一通孔107的中心转动,以上三种方式均能实现仓体106与中心件103相对转动。

优选地,驱动反应仓100的仓体106与中心件103相对转动的具体操纵为:将中心件103沿着顺时针的方向转动。在其他的实施例中,还可以将中心件103沿着逆时针方向转动。

步骤S40、在反应仓100上的检测窗110对反应仓室内部的分析物样本进行检测。

本方法中,将仓体106与中心件103相对转动,使中央腔室内依次与不同的外周腔室102连通,对应外周腔室102内可以按照制作分析物样本的顺序设置不同的反应混合物,使得生物样本自动制作为分析物样本,将分析物样本导入反应仓室中,进而可以对分析样本进行检测。本方法操作简便、对作业人员要求较低,且检测结果准确的特点。采用该即时检测方法,可在10分钟到2小时之内得出检测结果。

其中,反应仓100中的各个外周腔室102分别为第一外周腔室、第二外周腔室、第三外周腔室、第四外周腔室、第五外周腔室和第六外周腔室,第一外周腔室内部的反应混合物包括裂解缓冲液,第二外周腔室内部的反应混合物包括用于捕获分析物分子的磁珠,第三外周腔室内部的反应混合物包括第一洗涤缓冲液,第四外周腔室内部的反应混合物包括第二洗涤缓冲液,第五外周腔室内部的反应混合物包括洗脱缓冲液,驱动仓体106与中心件103相对转动,使中央腔室依次与第一外周腔室、第二外周腔室、第三外周腔室、第四外周腔室、第五外周腔室和第六外周腔室连通,第六外周腔室内部的活塞机构能够将中央腔室内部的第一检测混合液导到反应仓室中。

步骤S30具体以下步骤:

步骤S31、使中央腔室与第一外周腔室连通,以将中央腔室内部的生物样本与第一外周腔室内部的裂解缓冲液混合,在中央腔室内部得到第二检测混合液。使中央腔室与第一外周腔室连通之前,第二驱动件400升起,使第二驱动件400中的第三凸起与中心件103的第三凹口105连接,驱动第二驱动件400的第二转动马达402带动中心件103转动合适的角度,以打开样本容器200的阀体,使样本腔室内部的生物样本流到中央腔室中。其中,转动部件转动的角度可根据需要灵活调整,例如转动5度、10度、20度、30度等。当样本腔室内部的生物样本流到中央腔室后,再利用第二驱动件400带动中心件103转动,使中央腔室中与第一外周腔室连通,第一驱动件300与第一外周腔室内部的活塞机构连接,在第一驱动件300的驱动下使活塞机构在第一外周腔室内下降,将第一外周腔室内部的反应混合物泵到中央腔室内,以将中央腔室内部的生物样本与第一外周腔室内部的裂解缓冲液混合,在中央腔室内部得到第二检测混合液。

为了将中央腔室内部的生物样本与第一外周腔室内部的反应混合物混合充分,可利用第一驱动件300驱动第一外周腔室内部的活塞机构多次上升和下降,以反复混合中央腔室内部的生物样本与第一外周腔室内部的裂解缓冲液。

为了提高裂解缓冲液的裂解效果,生物样本与裂解缓冲液混合时,利用加热机构将第二检测混合液加热至第一设定温度T1,并保温第一时长S1。本实施例中,第一设定温度T1为60℃。其他的实施例中,第一设定温度T1和第一时长S1根据需要灵活设置。

步骤S32、使中央腔室与第二外周腔室连通,先将第二检测混合液与第二外周腔室内部的磁珠混合,使第二检测混合液内部的有机物与磁珠粘附,得到磁珠粘附物,将磁珠粘附物留在中央腔室内以及利用外周腔室102内部的活塞机构将磁珠粘附物形成过程所产生的废弃物导入到第二外周腔室内。其中,第二外周腔室内部的磁珠为粉末状态,磁珠主要是用于捕获第二检测混合液中的核酸。第二检测混合液与第二外周腔室内部的磁珠混合之前,对加热后的第二检测混合液进行冷却若干秒,例如1s-10s,或10s以上,避免高温对磁珠粘附物的形成造成影响。具体地,利用第二驱动件400将中心件103旋转,使中央腔室与第二外周腔室连通后,下降第二驱动件400,使第二驱动件400中的磁吸设备403与中心件103远离,避免磁吸设备403对第一检测混合液与磁珠混合造成影响。利用第一驱动件300驱动第二外周腔室内部的活塞机构升起和下降,中央腔室内部的第二检测混合液进入到第二外周腔室并与磁珠混合,通过第二检测混合液将磁珠粉溶解,得到磁珠粘附物,最后将磁珠粘附物转移至中央腔室内。

在一实施例中,在第二检测混合液与磁珠混合之后,可对第二检测混合液与磁珠进行温育,温育的时间可为1min、2min、3min等,以便使生物样本中的分析物(例如核酸分析物)与磁珠结合。

优选地,第二检测混合液与磁珠混合的过程中,驱动第二外周腔室内部的活塞机构反复升降,以使第二检测混合液与磁珠反复混合。

为了将磁珠粘附物形成过程所产生的废弃物导入到第二外周腔室内,而将磁珠粘附物留在中央腔室内,升起第二驱动件400并将第二驱动件400与中心件103连接,使第二驱动件400的磁吸设备403靠近中心件103。由于磁吸设备403能够粘附磁珠粘附物,升起第二外周腔室内部的活塞机构,能够磁珠粘附物形成过程所产生的废弃物导入到第二外周腔室内,而磁珠粘附物则被磁吸设备403粘附在中央腔室内,实现磁珠粘附物与废弃物的分离。废弃物从中央腔室内部移除后,下降第二驱动件400,使第二驱动件400与中心件103分离。

步骤S30中还包括以下步骤:步骤S33、使中央腔室与第三外周腔室连通,利用第三外周腔室内部的第一洗涤冲洗液对磁珠粘附物进行第一次洗涤;

步骤S34、使中央腔室与第四外周腔室连通,利用第四外周腔室内部的第二洗涤冲洗液对磁珠粘附物进行第二次洗涤。

具体地,步骤S33和步骤S34分别设置在步骤S32后。在步骤S33和步骤S34中,通过洗脱缓冲液分别对磁珠粘附物进行洗涤,以使以便移除磁珠,在洗涤的过程中,第二驱动件400保持升起的状态或者保持降低的状态,通过活塞机构能够使洗涤缓冲液在对应的外周腔室102与中央腔室之间循环流动。洗涤完毕后,为了将磁珠粘附物留在中央腔室内,在步骤S33和步骤S34中,液体最后一次移动到第三外周腔室或第四外周腔室之前,将第二驱动件400保持升起状态,以利用第二驱动件400中的磁吸设备403将磁珠吸附在中央腔室内,在步骤S33和步骤S34中,洗涤磁珠粘附物所产生的废弃物保留在第三外周腔室内或第四外周腔室内。

步骤S30中还包括步骤S35、使中央腔室与第五外周腔室连通,使第五外周腔室内部的洗脱缓冲液与磁珠粘附物混合,以使磁珠粘附物中的分析物分子从磁珠上洗脱,得到含有分析物分子的第一检测混合液。具体地,步骤S35设置在步骤S34之后。本步骤的主要目的是分析物分子中移除磁珠,具体操作如下:利用第二驱动件400将中心件103旋转到与第五外周腔室连通的位置,然后利用活塞机构将第五外周腔室内部的洗脱缓冲液导入中央腔室中与磁珠粘附物,以将分析物分子从磁珠上洗脱。

为了有利于分析物分子从磁珠上洗脱,磁珠粘附物混合后,设置温育步骤,温育时间可为1min、2min或3min。

在步骤S30中还包括步骤S36、利用第六外周腔室内部的活塞机构将第一检测混合液转移至反应仓室内,将第一检测混合液与反应仓室内部的试剂进行反应后得到分析物样本,使用检测器透过检测窗110对反应仓室内部分析物样本进行检测。具体地,反应仓室内部预先放置有一种或多种反应试剂,第一检测混合液进入反应仓室后,第一检测混合液与反应仓室内部的反应试剂进行聚合酶链式反应(PCR反应),得到分析物样本。聚合酶链式反应是利用DNA在体外95℃高温时变性会变成单链,低温(经常是60℃左右)使引物与单链按碱基互补配对的原则结合,再调温度至DNA聚合酶最适反应温度(72℃左右),DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。引物具有不同的颜色,每个颜色代表特定的靶标扩增子,在聚合酶链式反应中能够对引物靶标在分析物分子中,以便检测。具体地,检测器可为荧光计,在具体检测时利用荧光计对分析物样本进行检测。

可以理解的是,分析物分子从磁珠上洗脱后,磁珠在第二驱动件400的磁吸设备403的作用能够被吸附在中央腔室中,因此在第六外周腔室内部的活塞机构的作用下,能够将中央腔室中的含有分析物分子的第一检测混合液导到两个反应仓室中。具体地,利用第二驱动件400驱动中心件103旋转至第六外周腔室与中央腔室连通的位置,下降第六外周腔室内部的活塞机构驱逐第六外周腔室内部的气体后,再将活塞机构升起以将一定量的第一检测混合液导入到两个反应仓室,然后利用第二驱动件400将中心件103相对于仓体106转动以阻隔所有的外周腔室102与中央腔室之间的通路,待合酶链式反应(PCR反应)完成后在反应仓室内部得到所要检测的分析物样本。

在步骤S36中,利用加热机构对反应仓室加热至第二设定温度T2,并保温第二时长S2。本实施例中,第二设定温度T2约为90℃。具体操作时,转动仓体106,与反应仓室内部的导热体122与够将导热体122的温度加热约为90℃的加热设备500接触,使反应腔内部的温度达到90℃,并保温第二时长S2后,再次转动仓体106使将加热设备500解除与导热体122接触,使反应腔内部的温度降至60℃。更加具体地,可多次移动与反应仓室对应的加热设备500,使反应仓室内部的温度从60℃~90℃变化。

可选地,在检测窗110利用检测器对分析物样本检测完成之后,触发即时检测装置上的防护门600打开,以将打开反应仓100,便于回收反应仓100。或者,在检测窗110利用检测器对分析物样本检测完成之后,利用蜂鸣器提醒使用者手动打开即时检测装置的防护门600,以回收反应仓100。

本说明书中的“生物样本”可包含从活体或病毒(或朊病毒)来源或其他生物分子来源获得的任何样本,并且包含对象的可以从中获得核酸、蛋白质和/或其他生物分子的任何细胞类型或组织。生物样本可以是直接从生物来源获得的样本或经处理的样本。例如,扩增的分离核酸构成生物样本。生物样本包含但不限于,体液,诸如血液、血浆、血清、脑脊液、滑液、尿液和汗液,来自动物和植物的组织和器官样本,以及由其衍生的经处理的样本。

本说明书中的“分析物”是指必须检测其在样本中存在或不存在的物质、化合物或成分。

本说明书中的“反应混合物”是指含有一些或所有必需的反应物以执行反应的溶液,其可包含但不限于,用以在反应期间将pH值维持在选定的水平的缓冲剂、盐、辅因子、清除剂等等。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理,而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式,这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

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