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恒温检测机构、检测装置、检测方法

文献发布时间:2024-04-18 20:02:18


恒温检测机构、检测装置、检测方法

技术领域

本申请涉及生物检测技术领域,特别是涉及一种恒温检测机构、检测装置以及检测方法。

背景技术

聚合酶链式反应技术(PCR)是一种在生物体外放大扩增特定DNA序列的分子生物学技术。由于PCR技术具有特异性强、灵敏度高、纯度要求低以及简便、快速的特点,因而被广泛应用于分子生物学检测及分析。

核酸提取和检测是分子诊断的一项重要工作,常规技术中核酸提取与检测分开实现,即为在核酸提取设备上先进行核酸提取后,再将提取后的核酸转移至核酸检测设备上进行检测。上述方式不利于核酸检测的自动化,提取和检测分开,在将提取的核酸转移至核酸提取设备的过程中存在气溶胶污染的风险,不能保证检测的准确性(如申请号为202210118941.X的中国专利申请,只能提取核酸,需要将提取的核酸转移至检测设备上,影响检测效率,且存在气溶胶污染的风险)。且现有技术中的核酸提取设备需要配置专门的操作人员及标准实验室环境,对专业人员及标准实验室的依赖较大。

发明内容

基于此,有必要针对核酸检测精度低的问题,提供一种检测精度较高的恒温检测机构、检测装置以及检测方法。

一种恒温检测机构,包括:检测管,包括容纳腔以及至少两个检测腔,所述容纳腔用于存储待测样品;

所述检测腔连通所述容纳腔;以及检测装置,包括壳体单元、温控单元、隔离单元以及至少两组检测单元;所述壳体单元内形成有用于容纳所述检测管的容纳空间;

当所述检测管置于所述容纳空间中,所述隔离单元能够阻断所述容纳腔与所述检测腔的连接,以使得所述检测腔为独立的腔体;

所述温控单元能够控制所述检测腔中的待测样品的温度;

所述检测单元与所述检测腔一一对应,所述检测单元能够检测对应的所述检测腔中的待测样品。

在其中一个实施例中,所述检测管包括第一子体和可弹性形变的第二子体;

所述检测腔设置在所述第一子体上,每一个所述检测腔上延伸出一条流道;所述第一子体面向所述第二子体的表面凹陷形成连通腔;所述第一子体与所述第二子体连接以界定形成所述连通腔、所述流道及所述检测腔;所述容纳腔、所述连通腔、所述流道以及对应该所述流道的所述检测腔依次连通;

所述隔离单元包括抵接柱,所述抵接柱能够作用在所述第二子体上,以使所述第二子体发生弹性形变并伸入所述连通腔内,阻断所述容纳腔与所述流道连通。

一种检测装置,用于对上述的检测管进行检测,所述检测装置包括:

壳体单元,所述壳体单元内形成有用于容纳所述检测管的容纳空间;

温控单元,所述温控单元能够控制所述检测腔中的待测样品的温度;

至少两组检测单元,所述检测单元与所述检测腔一一对应,所述检测单元能够检测对应的所述检测腔中的待测样品;

以及隔离单元;所述隔离单元能够阻断所述容纳腔与所述检测腔的连接。

在其中一个实施例中,所述壳体单元包括上壳以及底座组件,所述上壳与所述底座组件嵌套连接以形成所述容纳空间;

所述底座组件面向所述容纳空间的一侧形成有与所述检测管的底部相适配的检测孔;

所述隔离单元包括抵接柱,所述抵接柱至少部分位于所述检测孔内。

在其中一个实施例中,所述隔离单元包括第一弹性件;

所述上壳面向所述底座组件的一侧形成有与所述检测管的顶部相适配的导向腔,所述第一弹性件的一端固设在所述导向腔内;

所述第一弹性件能够向所述检测管施加指向所述抵接柱的力,以阻断所述容纳腔与所述检测腔的连接。

在其中一个实施例中,所述底座组件包括底壳以及安装座;

所述安装座嵌入所述底壳以界定形成安装空间;所述检测孔设置在所述安装座上。

在其中一个实施例中,所述温控单元包括温控座、加热部以及导热部;

所述温控座固定在所述安装座背离所述容纳空间的一侧并覆盖所述检测孔,所述加热部设置在所述温控座上,所述导热部设置在所述加热部上并至少部分延伸到所述检测孔;

当所述检测管置于所述容纳空间中,所述导热部能够将所述加热部产生的热量传递至所述检测腔。

在其中一个实施例中,所述隔离单元包括第二弹性件以及具有第一位置和第二位置的支撑套管;所述第一弹性件的弹性系数大于所述第二弹性件;

当所述第二弹性件推动所述支撑套管的顶部高出所述抵接柱,所述支撑套管处于第一位置;

当所述第一弹性件克服所述第二弹性件的弹力推动所述支撑套管的顶部低于所述抵接柱,所述支撑套管处于第二位置。

在其中一个实施例中,所述温控座的中部凹陷以形成连通所述检测孔的支撑腔;

所述抵接柱固定于所述支撑腔的底部;

所述抵接柱形成有台阶,所述支撑套管形成有挡部,所述支撑套管套设在所述抵接柱外,所述第二弹性件支撑在所述挡部与所述支撑腔之间;

所述支撑套管处于第一位置,所述台阶与所述挡部抵触以轴向限位,所述支撑套管的顶部高出所述抵接柱;

当所述检测管置于所述容纳空间中,所述第一弹性件作用在所述检测管上克服所述第二弹性件的弹力,所述支撑套管处于第二位置,所述支撑套管支撑在所述支撑腔与所述检测管的底部之间,所述抵接柱阻断所述容纳腔与所述检测腔的连接。

在其中一个实施例中,所述导热部上形成有至少两个沿轴向延伸的对接柱;

当所述检测管置于所述容纳空间中,所述支撑套管处于第二位置,所述支撑套管支撑在所述支撑腔与所述检测管的底部之间,所述对接柱的顶端与所述检测管的检测腔贴紧。

在其中一个实施例中,每一组所述检测单元包括荧光激发光路以及荧光接收光路;

所述荧光激发光路以及荧光接收光路均设置在所述安装座内且光路的方向都是沿径向延伸到检测孔;

当所述检测管置于所述容纳空间中,所述荧光激发光路能够向对应的所述检测腔发出激发光,与该所述荧光激发光路相对应的荧光接收光路能够接收该所述检测腔中待测样品受激发后的荧光图像。

在其中一个实施例中,所述检测装置包括三组所述检测单元,三组所述检测单元沿周向均布在检测孔的周侧;

一组所述检测单元中,所述荧光激发光路以及所述荧光接收光路分别到对应的检测腔的连线呈夹角设置。

在其中一个实施例中,所述检测装置包括控制模块单元,所述控制模块单元设置于所述安装空间内;

所述控制模块单元与各组所述检测单元的荧光接收光路信号连接;

所述控制模块单元控制连接所述加热部以及各组所述检测单元的荧光激发光路。

一种检测方法,应用于上述的恒温检测机构,包括:向所述检测管的所述容纳腔加入待测样品;将所述检测管置入所述容纳空间,使得所述隔离单元阻断各所述容纳腔及所述检测腔的相互连通;通过所述温控单元控制所述检测腔中的待测样品保持在预设温度,并持续预设时长;通过检测单元对所述检测腔中的待测样品进行光学检测。

有益效果是:本申请实施例的一种恒温检测机构通过设置检测管以及检测装置,检测管包括容纳腔以及至少两个检测腔,检测腔连通容纳腔;检测装置包括壳体单元、温控单元、隔离单元以及至少两组检测单元。壳体单元内形成有用于容纳检测管的容纳空间;当检测管置于容纳空间中,隔离单元能够阻断容纳腔与检测腔的连接,以使得检测腔为独立的腔体,确保了检测装置中的检测单元能够对检测腔中的待测样品进行定量检测,避免了因待测样品分量不同所带来的检测误差,提高了检测精度;且待测样品不需要操作人员再进行单独的定量分离操作,有效避免气溶胶的污染,也避免待测样品在操作过程中的二次污染问题,降低操作人员的操作难度,适配各种检测环境。

附图说明

图1为本申请一实施例的检测装置的三维视图;

图2为本申请一实施例的恒温检测机构的剖视图,其中,支撑套管处于第二位置;

图3为图1中的检测装置的三维视图,其中,省略了上壳以及底壳;

图4为图2的恒温检测机构在另一视角下的三维视图,其中,省略了上壳以及底壳;

图5为本申请一实施例的恒温检测机构的剖视图,其中,省略了上壳、底壳以及控制模块单元,支撑套管处于第二位置;

图6为本申请一实施例的温控单元、安装座、检测单元以及隔离单元的装配结构剖视图,其中,省略了第一弹性件,支撑套管处于第一位置;

图7为本申请一实施例的温控单元、安装座、检测单元以及隔离单元的装配示意图,其中省略了安装座的第一座体;

图8为图7的装配结构在另一视角下的视图;

图9为本申请一实施例的温控单元以及隔离单元的装配示意图,其中,省略了第一弹性件以及支撑套管;

图10为图9的装配结构的剖视图;

图11为本申请一实施例的底壳的结构示意图;

图12为本申请一实施例的上壳的结构示意图;

图13为本申请一实施例的第一座体的结构示意图;

图14为本申请一实施例的第二座体的结构示意图;

图15为本申请一实施例的检测管的结构示意图;

图16为本申请一实施例的检测管的结构示意图,其中,第一子体与第二子体分离以显示第一子体的结构;

图17为本申请一实施例的检测方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述,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申请的限制。

此外,术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,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,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

参阅图15至图16所示,本申请第一方面中提供了一种检测管900,检测管900包括容纳腔911以及至少两个检测腔930,容纳腔911用于存储待测样品;检测腔930连通容纳腔911,容纳腔911与检测腔930的连接能够在外部设备作用下阻断,例如检测装置100(下文),以使得检测腔930为独立的腔体。

相关技术中,作为生物检测样本的成分,例如,核酸、DNA,通常不能直接进行检测,人体直接采集的核酸成分,通常与具有特定化学成分的第一试剂进行反应后生成反应液,反应液再与具有特定化学成分的第二试剂再进行反应才能生成供检测的待测样品。

在一些实施例中,容纳腔911中的待测样品与检测腔930中的待测样品900a的成分可以相同;也即是说,操作人员从一开始就将已经调试完成之后的待测样品注入容纳腔911中,之后再进行检测。

在其他的一些实施例中,容纳腔911中的待测样品与检测腔930中的待测样品900a的成分并不相同。检测管900包括第一试剂以及第二试剂。容纳腔911中容纳具有特定化学成分的第一试剂,人体直接采集的核酸成分进入容纳腔911后与其反应以生成反应液;将具有特定化学成分的第二试剂置于检测腔930中,由此,当容纳腔911中的反应液流入检测腔930,反应液能够与检测腔930中的第二试剂反应以生成待测样品900a,以便于对核酸进行检测。

容纳腔911与检测腔930的连接在外部设备作用下阻断后,检测腔930为独立的腔体,使得容纳腔911中定量的反应液能够与检测腔930中预先设计的定量的第二试剂进行反应,从而生成定量的待测样品900a,使得待测样品900a的成分更为稳定,避免成分波动导致的不利影响,最终使得检测的精度高。

需要说明的是,全部检测腔930中容纳的第二试剂的种类相同,多个检测腔930中的待测样品900a的结果可以相互印证,对照、内标、检测,提高检测的特异性和灵敏度,进一步保证检测结构的精度。在另一些实施例中,不同检测腔930中容纳的第二试剂23的种类至少部分不同,由于检测腔930能够在外部设备作用下为相对独立的腔体,不同的化学成分不会混杂,从而实现在同一个检测管900上对不同成分进行检测,应用更为灵活。

在一些实施例中,参阅图15和图16所示,检测管900的底部设有用于检测检测腔930中待测样品900a的透镜960,透镜960可为凸透镜且向背离检测腔930的方向凹陷。透镜960与检测腔930一一相对,方便检测单元130进行检测。

本申请第二方面提供了一种检测装置100,检测装置100可对检测管900中的待测样品进行检测。

参阅图1至图14所示,检测装置100包括壳体单元110、温控单元120、隔离单元140以及至少两组检测单元130。壳体单元110内形成有用于容纳检测管900的容纳空间116。

当检测管900未置于容纳空间116中,检测管900的容纳腔911与检测腔930连通,容纳腔911中的待测样品部分流向检测腔930。

当检测管900置于容纳空间116中,隔离单元140能够阻断容纳腔911与检测腔930的连接,以使得检测腔930为独立的腔体;温控单元120至少能够控制检测腔930中的待测样品的温度;检测单元130与检测腔930一一对应,检测单元130能够检测对应的检测腔930中的待测样品。

具体地,隔离单元140能够阻断容纳腔911与检测腔930的连接,以使得检测腔930为独立的腔体,检测腔930的容积决定了待测样品900a的体积,确保了检测装置100中的检测单元130能够对检测腔930中的待测样品900a进行定量检测,避免了因待测样品900a分量不同所带来的检测误差,提高了检测精度;且待测样品900a和试剂的混合都在检测管900的密闭环境中进行,不需要操作人员再进行单独的定量分离操作,有效避免气溶胶的污染,也避免待测样品900a在操作过程中的二次污染问题,降低操作人员的操作难度,适配各种检测环境,能够推广到家用检测领域,具有更广泛的应用空间。

本申请各个实施例中,检测腔930作为独立的腔体,是指的检测腔930与检测腔930之间、检测腔930与连通腔950(下文提及)、以及检测腔930与容纳腔911之间,均未连通,也不再能够交换其腔体中所具有的待测样品成分。

温控单元120能够对置于容纳空间116内的检测管900进行控温;通常温控单元120可对检测腔930以及其中的待测样品900a进行温度控制,在其他一些实施例中,温控单元120还可对容纳腔911进行温度控制,使得留存在容纳腔911中的待测样品能稳定保持在合适的温度。温控单元120能够使得检测腔930以及其中的待测样品900a稳定保持在一个预设温度,例如,10°到85°的任意数值。

相关技术中,PCR技术通过将荧光基团加入到PCR反应体系中,其与DNA结合后会产生荧光信号,荧光信号强度与双链DNA的数量成正比关系,因此,可通过检测荧光强度对PCR过程进行实时监测。该方法虽然准确度高,但在扩增过程中需反复升降温,耗时太长,且对检测设备的温控要求相当高。

而本申请实施例中检测装置可应用于环介导恒温PCR技术(以下简称LAMP);其原理是针对靶基因的6个区域设计一定数量的特异引物,在链置换DNA聚合酶(BstDNApolymerase)的作用下,基因模板、引物、链置换型DNA合成酶等在预设温度下进行恒温扩增,预设温度可为10-85°的任意数值,并保持预设时长,预设时长通常为15-60分钟左右,即可实现10^9~10^10倍的核酸扩增;这个扩增过程中无需升温或者降温。

因此,本申请实施例中的温控单元120无需频繁的控制检测腔930以及其中的待测样品900a进行升温或者降温,因此也变相的降低了检测装置100对温控单元120的要求,有利于温度的稳定控制,简化了检测的流程的同时,精简了温控单元120的结构,从而提升检测的精度。

检测单元130与检测腔930一一对应,也即是说,一组检测单元130对应一个检测腔930进行检测。在一些实施例中,参阅图7和图16所示,检测腔930的数量可设置为3个,检测腔930均布在在检测管900的底端。检测单元130则对应的设置为三组,每一组检测单元130对应的均布在检测腔930的侧部。在其他的一些实施例中,检测腔930的数量可以为4个、5个甚至更多,则相应的,检测单元130也设置为4个、5个甚至更多。采用三组检测单元130分别对检测腔930中的待测样本进行对照、内标、检测,提高检测的特异性和灵敏度,进一步保证检测的精度。

检测装置100的隔离单元140阻断容纳腔911与检测腔930的连通的方式有多种。

一种可能的实施例,检测管900可包括闸板阀(未标出),闸板阀设置在容纳腔911与检测腔930之间,检测装置100的隔离单元140为与闸板阀配合的顶块。其中,当检测管900未置于容纳空间116中,检测管900的容纳腔911与检测腔930正常连通;当检测管900置于容纳空间116中,顶块抵接在闸板阀的开关上,以使得闸板阀关闭,进而阻断容纳腔911与检测腔930的连通,使得检测腔930作为独立的腔体,提高检测装置100的检测精度。

在其他一些实施例中,参阅图15和图16所示,检测管900包括第一子体921和可弹性形变的第二子体922。

检测腔930设置在第一子体921上,每一个检测腔930上延伸出至少一条流道940;第一子体921面向第二子体922的表面凹陷形成连通腔950;容纳腔911、连通腔950、流道940以及对应该流道940的检测腔930依次连通。

具体地,检测管900包括具有容纳腔911的反应管910以及能够配接于反应管910上的检测芯920。

检测芯920包括第一子体921和第二子体922,第一子体921上形成有至少两个检测腔930,每一个检测腔930上延伸出至少一条流道940;第一子体921面向第二子体922的表面凹陷形成连通腔950。

第一子体921可为具有一定厚度与形状的金属板或者橡胶板,第一子体921背向第二子体922的顶面与容纳腔911连接,两者可通过卡接、焊接、螺钉连接等方式固定。检测腔930、流道940、连通腔950均是在第一子体921面向第二子体922的底面上开槽形成,第一子体921与第二子体922连接即可以界定形成连通腔950、流道940及检测腔930。

第二子体922为弹性件,具体可为橡胶面板、弹性金属铜板等等。

隔离单元140包括抵接柱141;抵接柱141能够作用在第二子体922上,以使第二子体922发生弹性形变并伸入连通腔950内,阻断容纳腔911与流道940连通。具体地,抵接柱141可设置在容纳空间116底部;并且当检测管900置于容纳空间116中,抵接柱141应对准第二子体922的特定区域,该特定区域是指的第二子体922对应连通腔950的区域面积。

当第二子体922对应连通腔950的特定区域受到外力压迫,该外力来自于隔离单元140的抵接柱141,其方向是从第二子体指向第一子体921,该特定区域会弹性变形以伸入连通腔950内,从而阻断容纳腔911与流道940连通,使得检测腔930为独立的腔体,提高了检测精度。

在一些实施例中,参阅图2至图10、以及图16所示,抵接柱141与第一子体921表面凹陷的形状大小相适配,通常以能完全嵌入其中并留一定小间隙即可。抵接柱141的端部的侧面可设置为锥面形,提供一定的导向,并能够通过侧面封闭流道940的端口,从而阻断容纳腔911与流道940连通,使得检测腔930为独立的腔体,提高检测精度。

流道940自与连通腔950连通的一端到与检测腔930连通的一端弯曲延伸,如此,容纳腔911中的反应液在流道940的流动过程中,弯曲延伸的流道940的流道壁起到了减缓反应液流速的作用,以避免反应液的流速过急而从冲向外界。

在一些实施例中,参阅图1至图8、图11以及图12所示,壳体单元110包括分体设置地上壳111以及底座组件112;上壳111与底座组件112嵌套连接以形成容纳空间116。上壳111可以为一体注塑成型的塑料盖体,也可以是金属盖体。上壳111与底座组件112之间可以通过卡接、螺接等形式实现连接。

底座组件112面向容纳空间116的一侧112a形成有与检测管900的底部相适配的检测孔113。其中,当检测腔930设置为3个,结合图15以及图16所示,检测管900的底部也即是检测芯920,为三角形,检测腔930分别设置在靠近三个角的区域上;相应的,检测孔113形状应当为略大于检测芯920的三角形,以供其放入。

隔离单元140包括抵接柱141,抵接柱141至少部分位于检测孔113内。抵接柱141可设置在底座组件112对应容纳空间116的面向上壳111的区域上。抵接柱141可以通过焊接、卡接等方式与底座组件112实现固定。结合图5合图6所示,还可以设置端部螺钉141c,以将抵接柱141固定在底座组件112上。

检测管900的底部置于检测孔113中,上壳111与底座组件112合拢后,即使得检测管900置于容纳空间116中。通过设计容纳空间116的整体沿轴向的长度,检测管900的顶部能够受到一定的压力,检测管900底部也即是检测芯920,在压力的作用下使得抵接柱141抵接在第二子体922,使的第二子体922在压力作用下发生弹性形变并伸入连通腔950内,从而阻断容纳腔911与流道940连通,进而阻断容纳腔911与检测腔930的连接,使得检测腔930为独立的腔体,提高了检测精度。

需要说明的是,若无明确指出,本申请各实施例中所说的轴向即为图2中轴线100a所指的方向,周向即为环绕轴线100a的方向。当检测管900置于容纳空间116中,检测管900的轴线与轴线100a重合。

在一些实施例中,参阅图1至图8、图12以及图13所示,隔离单元140包括第一弹性件142;第一弹性件142可为弹簧。

上壳111面向底座组件112的一侧形成有与检测管900的顶部相适配的导向腔111a。结合图15以及图16所示,检测管900的顶部部也即是反应管910,为圆柱形,相应的,导向腔111a的形状也可为略大于反应管910直径的盲孔。

将检测管900的底部也即是检测芯920置于检测孔113中;上壳111与底座组件112合拢的过程中,检测管900的顶部也即是反应管910,反应管910的背离所述检测芯920的一端伸入导向腔111a中,导向腔111a可以对反应管910进行导向,防止其偏移;从而确保将检测管900置于容纳空间116中。

第一弹性件142的一端固设在导向腔111a内。由此,第一弹性件142支撑在上壳111与检测管900之间,使得第一弹性件142能够准确的向反应管910的背离所述检测芯920的一端施加一定的作用力;该作用力指向抵接柱141;使得抵接柱141弹性抵接在第二子体922,从而阻断容纳腔911与检测腔930的连接,提高检测精度。

需要说明的是,通过设计该压力的大小可以通过设计容纳空间116沿轴向的长度、检测管900沿轴向的长度、第一弹性件142沿轴向的长度以及弹性系数,可以有效地控制抵接柱141抵接在第二子体922上的作用力大小,既能保证抵接柱141弹性抵接在第二子体922上,使得第二子体922发生弹性形变并伸入连通腔950内,从而阻断容纳腔911与检测腔930的连接,使得检测腔930作为独立的腔体进行检测,提高了检测精度;又能保证抵接柱141抵接在第二子体922上的压力不至于过大,防止压坏。

在一些实施例中,参阅图2至图8、图13以及图14所示,底座组件112包括底壳114以及安装座115。底壳114可以为一体注塑成型的塑料壳体,或者金属壳体。安装座115嵌入底壳114以界定形成安装空间119;检测孔113设置在安装座115面向容纳空间116的一侧上。

具体地,底壳114与上壳111合拢后形成的空间由安装座115隔离为下部的安装空间119以及上部的容纳空间116;检测孔113沿轴向设置在安装座115上。结合图11以及图12,底壳114与上壳111两者可拆卸连接,安装座115的侧壁上部设有与上壳111卡接的卡合部115a,上壳111的侧壁设置有卡接部111b,安装座115的侧壁下部设有与底壳114连接的限位部115b,底壳114的侧壁设有与安装座115连接的限位槽114d;由此实现底壳114与安装座115、安装座115与上壳111的固定。当然,也可以通过焊接、铆接或者螺钉连接实现固定。

在一些实施例中,参阅图2至图10所示,温控单元120包括温控座121、加热部122以及导热部123。温控座121固定在安装座115背离容纳空间116的一侧并覆盖检测孔113,加热部122设置在温控座121上,导热部123设置在加热部122上并至少部分延伸到检测孔113中。

由于检测芯920在检测孔113中的深度通常固定,可通过设计检测芯920的形状与检测孔113的形状为可以周向定位的三角形或者菱形等,使得检测腔930的位置在检测孔113中相对固定,通过设计导热部123的位置,当检测管900置于容纳空间116中,检测管900的底部也即是检测芯920位于检测孔113中,能够恰好使得检测腔930与导热部123的位置贴近;从而使得导热部123能够将加热部122产生的热量传递至检测腔930。

在环介导恒温PCR技术中,本申请实施例的检测腔930以及其中的待测样品900a,通过导热部123将加热部122产生的热量传递至检测腔930,使之维持在预设温度上,从而进行恒温扩增,这一过程中无需升温或者降温,大大的降低了对加热部122以及导热部123的要求。加热部122可为常规的陶瓷加热板体、也可以是金属加热板体、半导体加热板体或者硅胶加热面板。导热部123可以为常规的钨铜、铝或者其他金属散热件等。

通过应用环介导恒温PCR技术,在扩增过程中无需进行升温以及降温,只需要保持恒温,因此大大降低了温控单元120的要求,使得检测装置100的整体结构得以精简,方便操作人员进行操作。

在一些实施例中,参阅图6至图9所示,温控单元120还包括第二温度传感器124,第二温度传感器124可设置在导热部123靠近检测孔113的一侧。用于感应导热部123的温度T2,由此通过控制导热部123的温度T2,进而控制检测腔930中的待测样品900a的温度,从而实现恒温扩增的过程。

在一些实施例中,参阅图2以及图6所示,隔离单元140包括第二弹性件143以及支撑套管144。

支撑套管144具有第一位置和第二位置。第一弹性件142的弹性系数大于第二弹性件143。支撑套管144具体处于第一位置或者第二位置,可由第一弹性件142与第二弹性件143的作用力来决定。

其中,当第二弹性件143推动支撑套管144的顶部高出抵接柱141,支撑套管144处于第一位置。

结合图6所示方位,第二弹性件143的作用力可沿轴向向上,驱动支撑套管144抬高一定距离,使得在检测管900未置入容纳空间116的情况下通过支撑套管144保护抵接柱141,防止磕碰。

当第一弹性件142克服第二弹性件143的弹力推动支撑套管144的顶部低于抵接柱141,支撑套管144处于第二位置。

结合图2所示方位,第二弹性件143的作用力可沿轴向向上,第一弹性件142的作用力可沿轴向向下。第一弹性件142的弹性系数大于第二弹性件143,从而确保在相同的压缩长度下,第一弹性件142提供的弹力能够克服第二弹性件143的弹力,进而,由第一弹性件142与第二弹性件143的合力推动支撑套管144向下移动,直至支撑套管144的顶部低于抵接柱141,此时支撑套管144处于第二位置,方便抵接柱141能够对检测管900进行抵触,以阻断容纳腔911与流道940连通,使得检测腔930为独立的腔体,提高了检测精度。

在一些实施例中,参阅图2至图10所示,温控座121的中部凹陷以形成连通检测孔113的支撑腔121a。

抵接柱141固定于支撑腔121a的底部;并沿轴向延伸至检测孔113中,以方便抵接柱141能够作用在第二子体922上。

抵接柱141形成有台阶141a,台阶141a可为沿径向凸出的环形台阶,也可以只是其中一段或者多段弧形台阶。支撑套管144设置在支撑腔121a中,并套设在抵接柱141的外周。支撑套管144的内壁上形成有挡部144a,第二弹性件143支撑在挡部144a与支撑腔121a之间。

根据检测管900是否置入容纳空间116,支撑套管144具有第一位置和第二位置。

结合图6以及图10所示的结构,检测管900未置入容纳空间116中,也即意味着检测装置100尚没有开始检测工作。支撑套管144处于第一位置,支撑套管144的底部与支撑腔121a的底部分离,台阶141a与挡部144a抵触以轴向限位,防止支撑套管144脱离支撑腔121a;支撑套管144的顶部144b高出抵接柱141,从而能够确保抵接柱141获得支撑套管144的保护,防止磕碰。

结合图2以及图5所示的结构,当检测管900置于容纳空间116中,第一弹性件142作用在检测管900上克服第二弹性件143的弹力,支撑套管144处于第二位置,支撑套管144支撑在支撑腔121a与检测管900的底部之间,抵接柱141阻断容纳腔911与检测腔930的连接。

具体地,当检测管900置于容纳空间116中,检测管900的底部处于检测孔113中。第二弹性件143能够通过支撑套管144向检测管900的底部施加一定的作用力;该作用力沿轴向向上指向第一弹性件142。第一弹性件142通过检测管900向支撑套管144的顶部施加另一作用力,该作用力沿轴向向下指向第二弹性件143。通过设置第一弹性件142的弹性系数大于第二弹性件143,确保第一弹性件142作用在检测管900上的弹力能够克服第二弹性件143的弹力,作用在检测管900上的合力沿轴向向下,从而使得检测管900压迫支撑套管144向下移动,直至检测管900的底部抵触在抵接柱141上。

抵接柱141所受到的压力即为第一弹性件142与第二弹性件143的合力,由此,通过第一弹性件142与第二弹性件143分布从相反的两个方向施加弹力在检测管900的两端,确保压力不至于过大或者过小,既能保证抵接柱141弹性抵接在第二子体922上,使得第二子体922发生弹性形变并伸入连通腔950内,从而阻断阻断容纳腔911与检测腔930的连接,使得检测腔930作为独立的腔体进行检测,提高了检测精度;又能保证抵接柱141抵接在第二子体922上的压力不至于过大,防止压坏。

当检测管900的底部抵触在抵接柱141上,检测芯920到达检测孔113的预定深度位置,通过设计其他结构的尺寸;使得导热部123正好紧贴检测腔930以保持其恒温,检测单元130能够对准检测腔930进行检测;进而能够完成检测装置100对检测腔930中的待测样品900a的检测过程。整个过程无需人员进行操作,能够在相对密封的环境下实现待测样品900a的定量分离、恒温扩增以及检测,降低了对操作人员以及设备的专业要求,适宜便携使用。

在一些实施例中,参阅图2、图5至图10所示,导热部123上形成有至少两个沿轴向延伸的对接柱123a。

对接柱123a可以与导热部123的板体上的材料一致,例如均为钨铜材料,两者一体浇筑成型,也可以是采用不同的材料,例如导热部123的板体为钨铜,对接柱123a可为铝块,两者之间采用焊接或者螺钉连接。

对接柱123a通常与检测腔930一一对应,也即是说,三个检测腔930分别对应有三个对接柱123a,三个对接柱123a沿周向均布在支撑套管144外测。

参阅图2和图5所示,当检测管900置于容纳空间116中,支撑套管144处于第二位置,支撑套管144支撑在支撑腔121a与检测管900的底部之间,对接柱123a的顶端与检测管900的检测腔930贴紧,可以理解的是,对接柱123a的顶端并未穿过第二子体922或者使其发生非常大的形变,而是对接柱123a的顶端贴紧第二子体922对应检测腔930的区域。由此,对接柱123a能够将加热部122产生的热量传递至检测腔930,使其中的待测样品900a能够在预设的温度下进行恒温扩增,为之后的检测做好准备。

在一些实施例中,参阅图9和至图10所示,温控单元120包括定位连接部125,定位连接部125可为从导热部123的板体上沿轴向凸出的定位块,从而方便与安装座115靠近检测单元130的一侧定位对接。

在一些实施例中,参阅图1、图6至图8所示,检测装置100包括至少两组设置检测单元130,与检测腔930一一对应,每一组检测单元130包括荧光激发光路131以及荧光接收光路132。荧光激发光路131可为激光、单色LED光等,荧光接收光路132可为CCD荧光接收光路;荧光激发光路131为荧光接收光路132提供拍照环境,并采集检测腔930中待测样品900a的图片信息并将信息传递给芯片(未标出)处理。

荧光激发光路131以及荧光接收光路132均设置在安装座115内;荧光激发光路131以及荧光接收光路132的光路的方向均沿径向延伸直至检测孔113。具体地,安装座115包括分体设置地第一座体115c以及第二座体115d,第一座体115c以及第二座体115d上分别设置有沿径向延伸的荧光激发光路定位槽115e以及荧光接收光路定位槽115f,荧光激发光路定位槽115e以及荧光接收光路定位槽115f在第一座体115c以及第二座体115d上的横截面均为半圆槽,合拢之后可以构成一个圆槽以对安置在其中的荧光激发光路131以及荧光接收光路132进行定位。

当检测管900置于容纳空间116中,也即是,当检测管900的底部置于检测孔113中,支撑套管144处于第二位置,荧光激发光路131能够向对应的检测腔930发出激发光,与该荧光激发光路131相对应的荧光接收光路132能够接收该检测腔930中待测样品的图像;将拍摄的图像信息与预先存入控制模块单元150(下文提及)中的信息对比,从而确认检测情况。

在一些实施例中,结合图15以及图16所示,检测管900底部的检测芯920为三角形,检测腔930分别设置在靠近三个角的区域上;检测装置100也对应的包括三组检测单元130,三组检测单元130的荧光激发光路131以及荧光接收光路132沿周向均布在检测孔113的周侧。一组检测单元130中,荧光激发光路131以及荧光接收光路132分别到对应的检测腔930的连线呈夹角设置,夹角通常5-45°,以确保荧光激发光路131发出的激发光射入检测腔930中,检测腔930中待测样品受激发后的荧光图像能够被荧光接收光路132接收。

参阅图6至图10所示,每一组检测单元130包括第一温度传感器133,第一温度传感器133可设置在荧光接收光路132远离检测孔113的一端。第一温度传感器133用于感应检测腔930的温度T1;由此通过第一温度传感器133反馈检测腔930中的待测样品900a的温度,并配合第二温度传感器124及时调整温控单元120的功率,进而控制检测腔930中的待测样品900a的温度,从而实现恒温扩增的过程。

在一些实施例中,参阅图2至图4所示,检测装置包括控制模块单元150,控制模块单元150设置于安装空间119内;

控制模块单元150控制连接加热部122以及各组检测单元130的荧光激发光路131。控制模块单元150与各组检测单元130的第一温度传感器133信号连接;控制模块单元150与第二温度传感器124信号连接;通过第一温度传感器133反馈检测腔930中的待测样品900a的温度T1,通过第二温度传感器124感应导热部123的温度T2,由此确认是否满足恒温需求,并及时调节温控单元120的加热部122的功率,控制检测腔930中的待测样品900a的温度,从而实现恒温扩增的过程。

当检测腔930中的待测样品900a的温度T1达到预设数值,进入恒温扩增过程;恒温扩增过程结束后,控制模块单元150即控制各组检测单元130的荧光激发光路131发出激发光,各组检测单元130的荧光接收光路132随即接收该检测腔930中待测样品受激发后的荧光图像。

控制模块单元150与各组检测单元130的荧光接收光路132信号连接,用于接收并处理图像信号,并可将拍摄的图像信息与预先存入的图像信息对比,从而确认检测情况,方便快捷的得出检测结果,并可通过显示装置(未标出)显示结果或者通过蓝牙WIFI连接到其他输出仪器上直接输出结果。

本领域技术人员应当知晓,控制模块单元150具有完成LAMP技术的所必须的元器件,例如解读图像信息的图像芯片、存储有相应对比数据的存储器、以及其他电容电阻等等,在此不再赘述。

此外,参阅图1、图2、图11和图12所示,底壳114上设有电源开关114a、测试开关114b以及电性接头114c。控制模块单元150与电源开关114a、测试开关114b以及电性接头114c电性连接,方便操控。底壳114上设有用于分别支撑检测单元130、安装座115和控制模块单元150的支撑柱114f,支撑柱114f能够加强安装空间119的结构强度,温控单元120、检测单元130、控制模块单元150均可以依靠固定。

参阅图1至图17所示,本申请第三实施例中再提供一种恒温检测机构。

恒温检测机构包括上述相互配合使用的检测管900以及检测装置100。

检测管900包括容纳腔911以及至少两个检测腔930,容纳腔911用于存储待测样品;检测腔930连通容纳腔911。

检测装置100,包括壳体单元110、温控单元120、隔离单元140以及至少两组检测单元130;壳体单元110内形成有用于容纳检测管900的容纳空间116。

当检测管900置于容纳空间116中,隔离单元140能够阻断容纳腔911与检测腔930的连接,以使得检测腔930为独立的腔体。温控单元120能够控制检测腔930中的待测样品的温度。检测单元130与检测腔930一一对应,检测单元130能够检测对应的检测腔930中的待测样品。

参阅图17所示,本申请第四实施例中再提供一种检测方法,应用于上述的恒温检测机构中,检测方法包括:

S10、向检测管900的容纳腔911加入待测样品。

S20、将检测管900置入容纳空间116,使得隔离单元140阻断各容纳腔911及检测腔930的相互连通。由此,使得检测腔930为独立的腔体,进而能够自动定量分离待测样品,降低对操作人员的要求,以及减少二次污染。

S30、通过温控单元120控制检测腔930中的待测样品保持在预设温度,并持续预设时长。可在控制模块单元150中预先存储有相应的设定,其中,预设温度可以为10-85°的任意数值;预设时长通常可设定为15-60分钟,以完成LAMP技术的恒温扩增过程。

S40、通过检测单元130对检测腔930中的待测样品进行光学检测。控制模块单元150收到检测单元130反馈的待测样品900a的信息,并形成检索结果,多个检测腔930中的待测样品900a的检测结果可以相互印证,对照、内标、检测,提高检测的特异性和灵敏度,进一步保证检测结构的精度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术分类

06120116580974