一种样本检测装置及其检测方法

本申请主张中国在先申请，申请号：202311138617.5，申请日2023年9月5日的优先权，该申请的说明书，权利要求书，摘要以及附图组作为本申请的一部分全部引用。

技术领域

本发明属于医疗器械领域，尤其是涉及一种样本检测装置及其检测方法。

背景技术

样本检测是生物医学、环境监测、化学分析等领域的重要手段，通常需要将样品液与一种或多种液体混合后，通过仪器或试纸等方式进行检测。然而，现有的样本检测装置多数体积较大，携带不便，且需要在检测前后花费大量的时间和材料进行样品的采集、处理、转移和清洗等操作，不仅效率低下，而且容易造成样品的污染或损失。

为了解决上述问题，一些便携式的样本检测装置被开发出来，例如CN111269825A公开了一种快速核酸POCT一体化微流控试剂盒及其制备方法和应用，将核酸提取、扩增和检测功能整合，实现了闭管式的核酸提取与扩增检测一体化，然而，上述便携式样本检测装置仍然存在一些不足之处：一方面，在采集和检测过程中需要多次打开和关闭箱体或安装座等部件，容易导致样品液或混合液的泄漏或挥发；另一方面，在混合液进行检测时需要将其转移到仪器或试纸等部件上，不仅增加了操作步骤和耗材成本，而且可能影响检测的准确性和灵敏度。

因此，针对样品液和两种液体混合进行检测的需求，急需开发一种一体成型的、封闭式的、的便携式样本检测装置，以解决现有技术中的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种样本检测装置及其检测方法，为一体成型的、封闭式的便携式样本检测装置，且满足了样本需要添加两种液体混合进行处理的需求；从检测结果来看，这样的设计提高了检测的准确性和精密度，能提供更为可靠的检测结果。

本发明提供的样本检测装置通过两个瓶盖的匹配设计，实现在装置全封闭情况下，对装置内液体的控制，对检测起到有益效果；含有试纸条移动的设计，能控制试纸条接触样本处理液的量，避免了低浓度和高浓度样本造成假阴性和假阳性的问题，使检测结果更为可靠；含有刮筋的设计，有助于待测液体从采样部件上分离，提高样本处理的效率，增加样本检测的准确性和精密度。

本发明提供的样本检测装置，检测步骤便捷且便于携带，可实现随时随地检测，且对使用人员没有专业要求，方便了各种人群根据需求得到有效的检测结果。

一方面，本发明提供了一种样本检测装置，包括样本采集部件、样本处理部件和样本检测部件；所述样本处理部件中装有样本处理液，所述样本采集部件采集到的样本，经样本处理液处理后获得待测样本液；所述样本处理液包括A液和B液；所述样本处理部件包括第二瓶盖，盖上第二瓶盖时B液流出；所述样本检测部件用于检测待测样本液；所述样本采集部件用于采集样本。

样本检测装置还包括瓶身，瓶身一体成型，一方面为样本处理部件和样本检测部件提供支撑，另一方面起到密封作用，一体式操作的检测方案避免了人为操作带来的误差，提高检测结果的可靠性，且检测方法更加便捷；样本处理部件在瓶身内部完成样本的处理，盖上第二瓶盖是将样本与样本采集部件分离后的步骤，而通过盖上第二瓶盖的操作，即可实现B液流出，无需额外操作；样本检测部件能够对样本、A液、B液混合之后的混合溶液进行检测；样本采集部件能够将采集得到的样本足量地分离到样本处理部件上，等待下一步处理与检测。

在一些方式中，所述第二瓶盖包括盖子和杆子，杆子固定于盖子下方；B液容纳于倒置的试剂瓶中，试剂瓶含有第一瓶盖，盖上第二瓶盖时，杆子推动第一瓶盖脱离试剂瓶。

在一些方式中，所述杆子上设有第一齿轮，第二瓶盖上设有第二齿轮；所述第二齿轮能与第一齿轮相互配合，当第二瓶盖转动时能带动杆子转动，从而带动第二齿轮转动，同时推动第一齿轮转动，使第一瓶盖脱离试剂瓶，试剂瓶内的B液进入样本处理部件。

所述第二齿轮和第一齿轮在位置上也是相互配合的：在旋转的整个过程中，第二齿轮的高度变化范围均能满足能与第一齿轮发生联动；齿轮的大小与距离互相配合使得齿轮间的传动能够充分进行；在第二瓶盖完全旋紧时或完全旋紧前，第一瓶盖通过旋转脱离试剂瓶，实现B液流出。

进一步的，所述样本处理部件设有第一槽体，第二槽体和进样口；所述第一槽体位于试纸条下方，用于容纳A液；所述第二槽体用于放置第二瓶盖；在样本检测前，所述第二瓶盖位于第二槽体内；当样本采集部件采集到样本，并置于样本处理部件后，将第二瓶盖从第二槽体内取出，盖在进样口上。

进一步的，所述样本处理部件设有采样池，样本在采样池内与样本采集部件分离；采样池与第一槽体连通，样本在第一槽体与A液混合。

进一步的，所述样本处理部件内设有条形刮筋，当棉签转动时，所述刮筋可帮助待测物从棉签中分离。

所述采样池是竖直的一段直径较小的通道，直径应略大于棉签杆的直径而小于棉签头松弛时的截面直径，以保证棉签头在采样池内会受到挤压而棉签杆能够自由地上下移动和转动；由于受到采样池内壁的挤压、转动时条形刮筋的挤压，待测液体会更加充分地从棉签头被分离，沿着采样池的内壁向下流动；采样池底部与第一槽体连通，待测液体流经采样池内壁进入第一槽体与A液混合。

进一步的，B液流出后流经样本处理部件，在第一槽体与A液、样本混合。

由于本发明提供的设计，首先在采样池样本与棉签头分离进入第一槽体，完成这一步后我们折断棉签杆并取出后，才将第二瓶盖盖于进样口，通过齿轮等其他相互作用使第一瓶盖落下、B液流出，因此能够保证三种液体混合的顺序为：A液与样本混合，A液和样本的混合液再与B混合；这一设计能够避免液体混合因为顺序问题导致检测失败的情况。

进一步的，所述样本检测部件包括试纸条、试纸条框架、试纸条通道和底座；所述试纸条安装在试纸条框架上；所述试纸条框架可携带试纸条在试纸条通道内位移；在样本检测前，试纸条框架与底座分离；当进行样本检测时，试纸条框架与底座结合，并位移至待测样本液处进行样本检测。

进一步的，所述底座位于试纸条通道的下端，起到密封试纸条通道的作用，可防止A液进入试纸条通道内部。

进一步的，所述样本采集部件为棉签，所述棉签包括棉签头和棉签杆，棉签头用于采集样本；所述棉签杆上设有帮助折断的位点；当采集样本后，将样本采集部件从进样口伸入样本处理部件内，从位点折断棉签杆取出，再从第二槽体取出第二瓶盖盖在进样口。

进一步的，所述样本检测装置上方设有试纸条通道入口；棉签杆可进入试纸条通道入口，从而推动试纸条框架下行进行样本检测。

另一方面，本发明提供了一种采用上述的样本检测装置进行样本检测的方法，包括以下步骤：

(1)采用棉签取样；

(2)打开样本检测装置的进样口，将棉签从进样口伸入样本检测装置内；

(3)折断棉签杆并取出，棉签头留在样本检测装置内部；

(4)从样本检测装置下方的第二槽体内取出第二瓶盖，盖在取样口并旋紧第二瓶盖；

(5)将折断的棉签杆从样本检测装置上方的试纸条通道入口插入，推动试纸条向下，一直到无法继续推动为止；

(6)试纸条检测完毕后，取出试纸条读取检测结果。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的样本检测装置为一体成型的密封装置，可杜绝敞口检测时外来物质的干扰以及样本的降解，提高检测的准确性和精密度，能提供更为可靠的检测结果。

2、本发明提供的样本检测装置通过第一瓶盖和第二瓶盖两个瓶盖的匹配设计，实现在装置全封闭情况下，对装置内液体的控制，避免了常规检测方法下称量液体并倒入的步骤，缩短检测步骤，避免了人工操作引入的误差，提高检测准确性。

3、本发明提供的样本检测装置含有试纸条移动的设计，能控制试纸条接触样本处理液的量，避免了低浓度和高浓度样本造成假阴性和假阳性的问题，使检测结果更为可靠。

4、本发明提供的样本检测装置含有刮筋的设计，有助于待测液体从采样部件上分离，提高样本处理的效率，增加样本检测的准确性和精密度。

5、本发明提供的样本检测装置，检测步骤便捷且便于携带，可实现随时随地检测，且对使用人员没有专业要求，各种人群根据不同需求，使用本发明提供的样本检测装置均可较为方便地得到有效的检测结果。

附图说明

图1：样本检测装置的正视图

图2：样本检测装置的右视图

图3：样本检测装置的仰视图

图4：样本检测装置的俯视图

图5：样本检测装置的截面图

图6：样本检测装置的截面放大图

图7：样本检测装置分离样本时的截面图

图8：样本检测装置的采样池与第二槽体三维图

图9：样本检测装置的第二瓶盖三维图

图10：样本检测装置的试剂瓶三维图

图11：样本检测装置的样本检测部件部分三维截面图

图12：样本检测装置的样本采集装置三维图

图13：样本检测装置的齿轮配合示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例作进一步详细描述，需要指出的是，以下实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用，本发明的实施例中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均能够以任何方式组合。

实施例1：样本检测装置

本发明提供的样本检测装置如图1～图7所示，图1为样本检测装置的正视图，图2样本检测装置的侧视图，图3为样本检测装置的下视图，图4为样本检测装置的上视图，图5为样本检测装置的截面图，图6为样本检测装置的截面放大图，图7为样本检测装置检测时的截面图。

本发明提供的样本检测装置1包括瓶身2、样本处理部件3、样本检测部件4、样本采集部件5，样本处理部件3和样本检测部件4被固定在一体成型的瓶身2中。

如图1、图2、图3所示，样本检测装置1含有瓶身2、样本处理部件3，其中瓶身2是一体成型的，样本处理部件3包括第二瓶盖312，螺旋固定于瓶身2上，容纳于第二槽体300，第二槽体300不与瓶身2形成的内部空间连接，第二瓶盖312下部有盖子313，可通过旋转盖子313，将第二瓶盖312从瓶身2上取下；样本检测装置1的顶部还有密封盖301，通过螺旋连接于进样口303，固定于瓶身2上，密封盖301与瓶身2连接的螺旋与第二瓶盖312与瓶身2连接的螺旋是完全相同的，第二瓶盖312从瓶身2取下后能在密封盖301的位置上与瓶身2螺旋连接，无论是第二瓶盖312还是密封盖301在进样口303进行螺旋连接时，样本检测装置1内部均是完全密封的。

如图4所示，样本检测装置1还含有样本检测部件4，样本检测部件4包括试纸条通道入口401，试纸条通道入口401位于杯肩上部，在进样口303旁。

如图5所示，样本检测装置1的密封盖301与进样口303有相匹配的螺旋结构，进样口303的螺旋302也与第二瓶盖312的螺旋311相匹配；转动盖子313可以使第二瓶盖312与瓶身2脱离；第二瓶盖312包括杆子310和盖子313，杆子310上设有第二齿轮309，当第二瓶盖312取下后从进样口303旋入瓶身2内部，杆子310上的第二齿轮309的高度与第一瓶盖306上的第一齿轮307相匹配，位置相靠，且第二齿轮309与第一齿轮307的齿轮结构也相互匹配，当第二瓶盖312的杆子310伸入瓶身2内部时，第二齿轮309与第一齿轮307即可实现互相咬合，旋转第二瓶盖312的盖子313，盖子313上的螺旋结构311与进样口303上的螺旋302实现螺旋连接，此时杆子310也随之旋转，杆子310上的第二齿轮309带动第一齿轮307发生旋转，进而使得第一瓶盖306发生旋转；值得注意的是，第一瓶盖306与瓶身2连接的螺旋结构，螺旋长度等于或小于螺旋302的螺旋长度，使得在第二瓶盖312旋紧时，第一瓶盖306被旋出，与瓶身2分离，于是落下，落至到斜面308上。

第一瓶盖306的顶部是平面，当第一瓶盖306旋紧于瓶身2时，这个平面与瓶身2形成了试剂瓶304，试剂瓶具有空腔305，空腔305用于容纳B液，B液是检测所需的一种液体，显然当第一瓶盖306落下，落至斜面308上时，试剂瓶304内的B液会流出，流到斜面308上，斜面308是一段倾斜的液体流动通道，B液将随着斜面308进一步向下方流动。

如图6所示，当B液随着斜面308向下流动到底后，进入漏斗314，并随着漏斗314继续向下流动；漏斗314是漏斗装的液体流动通道，上与斜面308连接，下与采样池315连接；流动到底后进入采样池315，采样池315是一段垂直的液体流动通道，内部布有一根或多根刮筋316，刮筋316是内部凸出的长条型结构，从采样池315顶端贯穿到底端。

如图7所示，样本采集部件5可以是一根棉签，包括棉签头501和棉签杆502，当完成对生物样本的采样后，棉签头501上应含有一定量的待测液体，旋出密封盖301，将棉签5从进样口303垂直伸入瓶身2内部，漏斗314顶部的截面积等于或略大于进样口303，使得垂直插入的棉签5能够在漏斗314的引导下进入采样池315，采样池315的截面积略大于棉签杆502的截面积，小于棉签头501松弛时的截面积，使得棉签杆502能自由插入且能进行旋转搓动，而棉签头501在采样池315中受到挤压，棉签头501中的待测液体随之从棉签头501中分离；值得注意的是，为使待测液体的分离更为彻底，采样池315内部布有刮筋316，当旋转搓动棉签杆502，刮筋306对棉签头501进行进一步的挤压，使待测液体进一步分离进入采样池315，并垂直向下流动；棉签5中间易于断裂，完成上述步骤后，可以从中间折断棉签5，分为棉签头501和棉签杆502，棉签头501无法取出，残留在采样池315中，棉签杆502可取出进行进一步的操作。

我们回到图5，图5还展示了样本检测装置1的样本检测部件4，样品检测部件4包括试纸条通道入口401、试纸条402、试纸条框架403、试纸条通道404、底座405、第一槽体406；所述第一槽体406本容纳有A液，A液是用于检测的另一种液体，第一槽体406与采样池315底部相连，使得上述待测液体及B液均能从采样池314底部进入第一槽体406，与A液发生混合；试纸条通道入口401的直径略大于棉签杆502，使得棉签杆502能够从试纸条通道入口401向下插入；试纸条402能够对待测物进行检测，试纸条402装载于试纸条框架403上，并能够随着试纸条框架403的上下移动而随之移动；底座405卡在试纸条通道404下端，使试纸条通道404与第一槽体406相分离，避免在检测前第一槽体406中的液体进入试纸条通道404；底座405与试纸条框架403是相分离的，但是当受到棉签杆502向下的推动时，试纸条框架403向下运动，遇到底座405，并推动底座405共同向下运动，最后接触到第一槽体406及其中的液体，底座405接触到瓶身2底部后，还会提供一定的高度，试纸条402最终进入第一槽体406的高度是固定的，使得试纸条402与第一槽体406内的混合液体的接触量是可控的。

如图8所示，采样池315内部布有刮筋316，且刮筋316可以是多条垂直的条状刮筋，当旋转搓动棉签杆502，刮筋306对棉签头501进行进一步的挤压，使待测液体充分分离进入采样池315，并垂直向下流动；待测液体向下流动至采样池底部317，采样池底部317与第一槽体406连通，使得待测液体能够流动至第一槽体中，与A液混合。

如图9所示，第二瓶盖312包括盖子313和杆子310，杆子310上具有第二齿轮309；如图10所示，试剂瓶304上具有第一瓶盖306，试剂瓶304以及第一瓶盖306在样本检测装置1内部均是倒置的，第一瓶盖306上具有第一齿轮307；第一齿轮309和第二齿轮307相互配合；这样的设计能够使得将第二瓶盖312旋入进样口303时，杆子310的第二齿轮309随之旋转，并带动第一齿轮307旋转，当第二瓶盖312在进样口303旋紧时，第一瓶盖306的旋转方向相反，被带动旋转而从试剂瓶304上落下，使得B液流出；这样的设计更加巧妙，无需额外操作即可对样本检测装置1内部的液体进行控制，避免了常规检测手段中称量液体倒入液体的检测步骤，也避免人工操作而引入多余误差，提高检测的准确性。

样品检测部件4包括试纸条通道入口401、试纸条402、试纸条框架403、试纸条通道404、底座405、第一槽体406，如图11所示，试纸条框架403上端有圆形槽407，初始情况下，即未进行检测时，圆形槽407在试纸条通道404顶部，紧靠试纸条通道入口401，圆形槽407和试纸条通道入口401的直径略大于采样杆502的直径，使得棉签杆502能够自由地从试纸条通道入口401向下插入，推动圆形槽407，进而推动试纸条框架403向下运动；底座405是摩擦阻尼略大的固定物，在不受外力作用下能依靠自身阻尼卡在试纸条通道404底部，起到隔绝第一槽体406和试纸条通道404的作用，在受到外力作用，即棉签杆502从试纸条通道入口401向下插入推动圆形槽407，进而推动试纸条框架403向下运动这一运动过程中，底座405会被推动，且不断向下运动，直至触及第一槽体406底部而无法继续向下运动，此时试纸条402也跟随试纸条框架403向下运动接触到第一槽体46中的混合溶液，进行检测；底座405会为试纸条402提供一定的高度，控制试纸条402接触混合溶液的体积，避免因试纸条402接触过量或不足量混合溶液，造成假阴性或假阳性，提高检测结果可靠性。

样本采集部件5可以是棉签，如图12所示，棉签5包括棉签头501、棉签杆502、位点503；棉签头501在采样池315中分离待测液体后，棉签头501无需取出，可以轻松从位点503折断，使棉签头501和棉签杆502分离，棉签杆502留作下一步检测时使用；这样的设计可以只使用本发明提供的样本检测装置自带的棉签，操作更加便捷。

图13展示了第二瓶盖312从第二槽体300取下、盖于进样口303、向内旋转、第一瓶盖306由于第一齿轮307和第二齿轮309的相互配合而落下的全过程。

因此，样本检测装置1的检测过程为：

(1)进行生物样本采样，棉签5的棉签头501上将带有待测液体；

(2)旋开密封盖301，将棉签5，棉签头501朝下，从进样口303垂直伸入瓶身2内部，最终到达采样池315，实现待测液体与棉签头501的分离，待测液体随着采样池315内壁向下流动，进入第一槽体406，与第一槽体406中储备的A液混合，折断棉签5，取出棉签杆502备用；

(3)旋转盖子313，将第二瓶盖312从第二槽体300中取出，将第二瓶盖312放置于进样口303并旋紧，第二瓶盖312的杆子310上的第二齿轮309会带动第一齿轮307旋转，使得第一瓶盖306落下，试剂瓶304中的B液随之流出，顺着斜面308、漏斗314、采样池315流入第一槽体406，与待测液体和A液进行混合；

(4)将棉签杆502从试纸条通道入口401向下插入，推动试纸条402向下运动，试纸条402与第一槽体406中的混合液体进行接触；

(5)一段时间后，取出试纸条402，观察检测结果。

本发明的应用并不局限于此。如根据其在试剂检测方面的应用范围均可做扩展。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。