CN110358666A - 箱式集成化核酸定量检测装置 - Google Patents

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汪华锋
倪娜
晋愈飞
李泽东
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    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
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Abstract

本发明公开了一种箱式集成化核酸定量检测装置，包括：顶板、底板及四个侧板；血样滴加孔设置于箱体的顶板上，滤血膜设置于顶板上，位于箱体的内侧，滤血膜覆盖于血样滴加孔；纸芯片设置于箱体的底板上，位于箱体的内侧，且位于血样滴加孔的下方；纯水添加孔及扩增试剂添加孔分别设置于箱体的侧板上；纯水导流管及扩增试剂导流管为L形管，设置于箱体的内部，纯水导流管的一端连通于纯水添加孔，纯水导流管的另一端位于纸芯片的上方；扩增试剂导流管的一端连通于扩增试剂添加孔，扩增试剂导流管的另一端位于纸芯片的上方。具有便携和集成化的特点，使核酸检测能够定量化，且灵敏度高。

Description

箱式集成化核酸定量检测装置
技术领域
本发明属于纸基即时诊断领域，更具体地，涉及一种箱式集成化核酸定量检测装置。
背景技术
核酸检测在疾病诊断、环境监测、食品安全等领域得到了广泛的应用。其检测过程主要包括三个步骤：核酸提取、核酸扩增、核酸检测。传统检测方法主要依赖于实验室大型仪器分析，如PCR仪、全基因组测序***等。这些方法具有高灵敏度、高准确性的特点，但是其检测成本高昂、检测时间长、需要专业测试人员，因此这些方法很推广应用到家庭或者社区环境中。随着精准医疗和分级诊疗政策的推进，核酸检测领域呈现出低成本、小型化、便携式、集成化的趋势。因此越来越多的研究集中在小型化、集成化核酸检测装置的开发。传统的核酸扩增的方法主要通过PCR实现，但是PCR需要循环的温度控制装置，对小型化、便携式温度循环仪的开发提出了挑战。现有的这些集成化装置大多基于侧流试纸的显色反应，其检测时间较长，并且其结果不能定量化，而且，显色反应的检测灵敏度偏低。
因此，期待研发一种便携式、集成化的箱式集成化核酸定量检测装置，检测灵敏度高，且检测结果能够定量化。
发明内容
本发明的目的是提供一种便携式、集成化的箱式集成化核酸定量检测装置，使核酸检测能够定量化，且灵敏度高。
为了实现上述目的，本发明提供一种箱式集成化核酸定量检测装置，包括：
箱体，所述箱体包括顶板、底板及四个侧板；
血样过滤模块，所述血样过滤模块包括血样滴加孔和滤血膜，所述血样滴加孔设置于所述箱体的顶板上，所述滤血膜设置于所述顶板上，位于所述箱体的内侧，所述滤血膜覆盖于所述血样滴加孔；
DNA提取模块，所述DNA提取模块包括纸芯片，所述纸芯片设置于所述箱体的底板上，位于所述箱体的内侧，且位于所述血样滴加孔的下方；
试剂添加模块，所述试剂添加模块包括纯水添加孔、纯水导流管、扩增试剂添加孔及扩增试剂导流管，所述纯水添加孔及所述扩增试剂添加孔分别设置于所述箱体的侧板上；
所述纯水导流管及所述扩增试剂导流管为L形管，设置于所述箱体的内部，所述纯水导流管的一端连通于所述纯水添加孔，所述纯水导流管的另一端位于所述纸芯片的上方；所述扩增试剂导流管的一端连通于所述扩增试剂添加孔，所述扩增试剂导流管的另一端位于所述纸芯片的上方。
优选地，所述纸芯片为硝酸纤维素膜，所述硝酸纤维素膜上涂覆有DNA提取试剂。
优选地，所述纸芯片为FTA卡。
优选地，所述L形管包括第一管段和第二管段，所述第一管段与所述第二管段之间的夹角为90°～120°。
优选地，还包括血样导流管，所述血样导流管为直管，设置于所述箱体的内部，所述血样导流管的一端与所述血样滴加孔连通，所述血样导流管的另一端位于所述纸芯片的上方。
优选地，所述滤血膜设置于所述血样滴加孔与所述血样导流管之间。
优选地，所述底板的一个侧边与所述侧板固定连接，所述底板的其他侧边通过粘扣，使所述底板能够开合。
优选地，还包括吸水垫及吸水垫入口，所述吸水垫入口设置于所述箱体的侧板上，所述吸水垫能够由所述吸水垫入口伸入所述箱体内的纸芯片上。
优选地，所述纸芯片为方形，与所述箱体的底板契合。
优选地，所述箱体的材质为纸。
本发明的有益效果在于：将血液样本滴加在血样滴加孔处的滤血膜上，通过滤血膜将血液样本中的血细胞过滤掉，血清渗透滤血膜，通过血样导流管掉入纸芯片上，在纸芯片上完成DNA的提取，并使得DNA固定在纸芯片内部孔网络结构中；再通过纯水添加孔及纯水导流管向纸芯片上滴加纯水将纸芯片上的杂质冲洗掉，之后吸走纸芯片上残余的液体，最后通过扩增试剂添加孔及扩增试剂导流管将扩增试剂加入纸芯片内，并将纸芯片通过箱体的底部取出密封，放在温度控制仪上完成核酸扩增过程，之后在便携式荧光读取分析装置上完成荧光结果的定量分析。利用纸芯片完成核酸的分析和检测，利用纸的毛细作用力，不需要额外的驱动装置；设置箱体结构，防止实验环境的灰尘或其他杂质影响检测结果；设置纯水导流管、扩增试剂导流管及血样导流管，保证纯水、扩增试剂及血样能够准确落入纸芯片上。本方案能够实现核酸样本的提取、扩增及检测，操作简单，不需要专业的操作人员、且制作成本低廉、便于携带、环境友好，在核酸检测领域具有重大的应用前景。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的箱式集成化核酸定量检测装置的示意图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的箱式集成化核酸定量检测装置的内部结构示意图。
附图标记说明
1、箱体；2、血样滴加孔；3、滤血膜；4、血样导流管；5、顶板；6、侧板；7、纯水添加孔；8、纯水导流管；9、扩增试剂添加孔；10、扩增试剂导流管；11、纸芯片；12、底板；
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明的箱式集成化核酸定量检测装置，包括：
箱体，箱体包括顶板、底板及四个侧板；
血样过滤模块，血样过滤模块包括血样滴加孔和滤血膜，血样滴加孔设置于箱体的顶板上，滤血膜设置于顶板上，位于箱体的内侧，滤血膜覆盖于血样滴加孔；
DNA提取模块，DNA提取模块包括纸芯片，纸芯片设置于箱体的底板上，位于箱体的内侧，且位于血样滴加孔的下方；
试剂添加模块，试剂添加模块包括纯水添加孔、纯水导流管、扩增试剂添加孔及扩增试剂导流管，纯水添加孔及扩增试剂添加孔分别设置于箱体的侧板上；
纯水导流管及扩增试剂导流管为L形管，设置于箱体的内部，纯水导流管的一端连通于纯水添加孔，纯水导流管的另一端位于纸芯片的上方；扩增试剂导流管的一端连通于扩增试剂添加孔，扩增试剂导流管的另一端位于纸芯片的上方。
具体地，将血液样本滴加在血样滴加孔处的滤血膜上，通过滤血膜将血液样本中的血细胞过滤掉，血清渗透滤血膜，通过血样导流管掉入纸芯片上，在纸芯片上完成DNA的提取，并使得DNA固定在纸芯片内部孔网络结构中；再通过纯水添加孔及纯水导流管向纸芯片上滴加纯水将纸芯片上的杂质冲洗掉，之后吸走纸芯片上残余的液体，最后通过扩增试剂添加孔及扩增试剂导流管将扩增试剂加入纸芯片内，并将纸芯片通过箱体的底部取出密封，放在温度控制仪上完成核酸扩增过程，之后在便携式荧光读取分析装置上完成荧光结果的定量分析；
利用纸芯片完成核酸的分析和检测，利用纸的毛细作用力，不需要额外的驱动装置；
设置箱体结构，防止实验环境的灰尘或其他杂质影响检测结果；
设置纯水导流管、扩增试剂导流管，保证纯水、扩增试剂能够准确落入纸芯片上。
本方案能够实现核酸样本的提取、扩增及检测，操作简单，不需要专业的操作人员、且制作成本低廉、便于携带、环境友好，在核酸检测领域具有重大的应用前景。
作为优选方案，纸芯片为硝酸纤维素膜，硝酸纤维素膜上涂覆有DNA提取试剂。
具体地，纸芯片采用硝酸纤维素膜，并预先在硝酸纤维素膜上涂覆DNA提取试剂，简化了实验步骤，并且保证DNA样品能够提取成功。
作为优选方案，纸芯片为FTA卡。
具体地，FTA卡本身具备从血清里面提取DNA的能力，因此不需要额外添加DNA提取试剂。
作为优选方案，L形管包括第一管段和第二管段，第一管段与第二管段之间的夹角为90°～120°。
作为优选方案，还包括血样导流管，血样导流管为直管，设置于箱体的内部，血样导流管的一端与血样滴加孔连通，血样导流管的另一端位于纸芯片的上方。
具体地，设置血样导流管保证血样能够准确落入纸芯片上。
作为优选方案，滤血膜设置于血样滴加孔与血样导流管之间。
作为优选方案，底板的一个侧边与侧板固定连接，底板的其他侧边通过粘扣，使底板能够开合。
具体地，底板可开合，能够将纸芯片从箱体底部取出，避免取出纸芯片的过程中损坏箱体中的纯水导流管、扩增试剂导流管及血样导流管。
作为优选方案，还包括吸水垫及吸水垫入口，吸水垫入口设置于箱体的侧板上，吸水垫能够由吸水垫入口伸入箱体内的纸芯片上。
具体地，吸水垫用于将纸芯片上残留的纯水吸出。
作为优选方案，纸芯片为方形，与箱体的底板契合。
作为优选方案，箱体的材质为纸。
实施例
图1示出了根据本实施例的箱式集成化核酸定量检测装置的示意图；图2示出了根据本实施例的箱式集成化核酸定量检测装置的内部结构示意图。
如图1至图2所示，该箱式集成化核酸定量检测装置，包括：
纸质箱体1包括顶板5、底板12及四个侧板6，纸芯片11为方形设置于箱体1的底板12上，位于箱体1的内侧，且位于血样滴加孔2的下方，可采用涂覆有DNA提取试剂的硝酸纤维素膜或者FTA卡，底板12的一个侧边与侧板6固定连接，底板12的其他侧边通过粘扣与侧板6连接，使底板12能够开合，吸水垫入口设置于箱体1的侧板6上，吸水垫能够由吸水垫入口伸入箱体1内的纸芯片11上，血样滴加孔2设置于箱体1的顶板5上，血样导流管4为直管，设置于箱体1的内部，血样导流管4的一端与血样滴加孔2连通，血样导流管4的另一端位于纸芯片11的上方，滤血膜3设置于血样滴加孔2与血样导流管4之间，纯水添加孔7及扩增试剂添加孔9分别设置于箱体1的侧板6上，纯水导流管8及扩增试剂导流管10为L形管，设置于箱体1的内部，纯水导流管8的一端连通于纯水添加孔7，纯水导流管8的另一端位于纸芯片11的上方；扩增试剂导流管10的一端连通于扩增试剂添加孔9，扩增试剂导流管10的另一端位于纸芯片11的上方；
检测步骤如下：
一、将血液样本滴加在血样滴加孔处的滤血膜上，通过滤血膜将血液样本中的血细胞过滤掉，血清渗透滤血膜，掉入纸芯片上，静置5分钟，在纸芯片上完成DNA的提取，并使得DNA固定在纸芯片内部孔网络结构中；
二、通过试剂添加孔向纸芯片上滴加纯水将纸芯片上的的杂质冲洗掉，之后吸走纸芯片上残余的液体；
三、通过另一个试剂添加孔将扩增试剂加入纸芯片内，并将纸芯片取出密封；
四、放在温度控制仪上完成核酸扩增过程，之后在便携式荧光读取分析装置上完成荧光结果的定量分析。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种箱式集成化核酸定量检测装置，其特征在于，包括：
箱体，所述箱体包括顶板、底板及四个侧板；
血样过滤模块，所述血样过滤模块包括血样滴加孔和滤血膜，所述血样滴加孔设置于所述箱体的顶板上，所述滤血膜设置于所述顶板上，位于所述箱体的内侧，所述滤血膜覆盖于所述血样滴加孔；
DNA提取模块，所述DNA提取模块包括纸芯片，所述纸芯片设置于所述箱体的底板上，位于所述箱体的内侧，且位于所述血样滴加孔的下方；
试剂添加模块，所述试剂添加模块包括纯水添加孔、纯水导流管、扩增试剂添加孔及扩增试剂导流管，所述纯水添加孔及所述扩增试剂添加孔分别设置于所述箱体的侧板上；
所述纯水导流管及所述扩增试剂导流管为L形管，设置于所述箱体的内部，所述纯水导流管的一端连通于所述纯水添加孔，所述纯水导流管的另一端位于所述纸芯片的上方；所述扩增试剂导流管的一端连通于所述扩增试剂添加孔，所述扩增试剂导流管的另一端位于所述纸芯片的上方。
2.根据权利要求1所述的箱式集成化核酸定量检测装置，其特征在于，所述纸芯片为硝酸纤维素膜，所述硝酸纤维素膜上涂覆有DNA提取试剂。
3.根据权利要求1所述的箱式集成化核酸定量检测装置，其特征在于，所述纸芯片为FTA卡。
4.根据权利要求1所述的箱式集成化核酸定量检测装置，其特征在于，所述L形管包括第一管段和第二管段，所述第一管段与所述第二管段之间的夹角为90°～120°。
5.根据权利要求1所述的箱式集成化核酸定量检测装置，其特征在于，还包括血样导流管，所述血样导流管为直管，设置于所述箱体的内部，所述血样导流管的一端与所述血样滴加孔连通，所述血样导流管的另一端位于所述纸芯片的上方。
6.根据权利要求5所述的箱式集成化核酸定量检测装置，其特征在于，所述滤血膜设置于所述血样滴加孔与所述血样导流管之间。
7.根据权利要求1所述的箱式集成化核酸定量检测装置，其特征在于，所述底板的一个侧边与所述侧板固定连接，所述底板的其他侧边通过粘扣，使所述底板能够开合。
8.根据权利要求1所述的箱式集成化核酸定量检测装置，其特征在于，还包括吸水垫及吸水垫入口，所述吸水垫入口设置于所述箱体的侧板上，所述吸水垫能够由所述吸水垫入口伸入所述箱体内的纸芯片上。
9.根据权利要求1所述的箱式集成化核酸定量检测装置，其特征在于，所述纸芯片为方形，与所述箱体的底板契合。
10.根据权利要求1所述的箱式集成化核酸定量检测装置，其特征在于，所述箱体的材质为纸。
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