CN111778157A - 高防护等级自动化柔性病原核酸检测***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高防护等级自动化柔性病原核酸检测***及方法，该***中的病毒标本前处理单元、病毒核酸提取单元、PCR反应体系构建单元、PCR扩增检测单元分别置于前处理密封舱、核酸提取密封舱、体系构建密封舱、扩增检测密封舱内，前处理密封舱的前端与前处理连接舱相连，前处理密封舱与核酸提取密封舱之间通过核酸提取连接舱相连接，核酸提取密封舱与体系构建密封舱之间通过体系构建连接舱相连接，体系构建密封舱与扩增检测密封舱之间通过扩增检测连接舱相连接，病毒标本前处理单元、病毒核酸提取单元、PCR体系构建单元、PCR扩增检测单元分别与总控计算机相连接。该***及方法能够实现柔性病原核酸自动化检测。

Description

高防护等级自动化柔性病原核酸检测***及方法

技术领域

本发明涉及一种高致病性病原核酸检测***，尤其是一种具有高防护等级的自动化柔性病原核酸检测***。

背景技术

在传统的高致病性病原核酸检测领域，从病毒样品前处理、核酸提取、PCR反应体系构建，到PCR扩增检测，均需要人工一步步地将病毒标本或其提取物送入检测仪器内。这种人工操作不仅需要大量的人力资源，而且存在操作人员感染病毒风险高、操作人员劳动强度大、检测质量参差不齐等突出问题。

为此，需要提出一种具有高防护等级自动化柔性病原核酸检测***及检测方法，实现病毒标本前处理、核酸提取、PCR反应体系构建、PCR扩增检测等核酸检测环节在具有高等级的防护空间内全自动操作，同时可对检测标本、试剂、耗材等物料进行安全管理。

发明内容

本发明是要提出一种高防护等级自动化柔性病原核酸检测***及方法，实现病毒标本前处理、核酸提取、PCR反应体系构建、PCR扩增检测等核酸检测环节在具有高等级的防护空间内全自动操作，同时可对检测标本、试剂、耗材等物料进行安全管理。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种高防护等级自动化柔性病原核酸检测***，由病毒标本前处理单元、病毒核酸提取单元、PCR体系构建单元、PCR扩增检测单元、总控计算机组成，所述病毒标本前处理单元、病毒核酸提取单元、PCR反应体系构建单元、PCR扩增检测单元分别放置于前处理密封舱、核酸提取密封舱、体系构建密封舱、扩增检测密封舱内，其中，所述前处理密封舱的前端与前处理连接舱相连，所述前处理密封舱与核酸提取密封舱之间通过核酸提取连接舱相连接，所述核酸提取密封舱与体系构建密封舱之间通过体系构建连接舱相连接，所述体系构建密封舱与扩增检测密封舱之间通过扩增检测连接舱相连接，所述前处理连接舱、核酸提取连接舱、体系构建连接舱、扩增检测连接舱均为检测试剂及耗材的物料通道；所述病毒标本前处理单元、病毒核酸提取单元、PCR体系构建单元、PCR扩增检测单元分别与总控计算机相连接。

进一步，所述前处理密封舱、核酸提取密封舱、体系构建密封舱、扩增检测密封舱、前处理连接舱、核酸提取连接舱、体系构建连接舱、扩增检测连接舱均装有负压、密封、消毒装置。

进一步，所述病毒标本前处理单元由核酸提取孔板/耗材搬运机械手、废弃物收集装置、核酸提取孔板存储装置、病毒标本试管搬运机械手、病毒标本试管扫码及旋盖装置、病毒标本灭活及振荡装置组成，所述核酸提取孔板/耗材搬运机械手安装在前处理密封舱底部内，核酸提取孔板/耗材搬运机械手上部装有废弃物收集装置和核酸提取孔板存储装置，核酸提取孔板存储装置上方装有病毒标本试管扫码及旋盖装置，两侧分别装有病毒标本试管搬运机械手和病毒标本试管灭活震荡装置，前处理密封舱的左侧设有病毒标本试管入口密封门。

进一步，所述病毒核酸提取单元由核酸提取孔板搬运机械手、废弃物收集装置、核酸提取孔板存储装置、核酸提取仪、核酸提取仪等部分组成，所述核酸提取孔板搬运机械手安装在核酸提取密封舱底部内，核酸提取孔板搬运机械手上部装有废弃物收集装置，废弃物收集装置两侧分别装有核酸提取孔板存储装置，核酸提取孔板存储装置上方分别装有核酸提取仪。

进一步，所述PCR反应体系构建单元由PCR反应试剂/耗材存储装置、PCR反应试剂/耗材搬运机械手、废弃物收集装置、封膜装置、体系构建仪组成，所述PCR反应试剂/耗材搬运机械手安装在体系构建密封舱底部内，PCR反应试剂/耗材搬运机械手上方装有废弃物收集装置和PCR反应试剂/耗材存储装置，废弃物收集装置和PCR反应试剂/耗材存储装置上方装有封膜装置、体系构建仪。

进一步，所述PXR扩增检测单元由PCR反应孔板搬运机械手、废弃物收集装置、PCR扩增检测仪、PCR反应孔板离心机组成，所述PCR反应孔板搬运机械手安装在扩增检测密封舱底部内，PCR反应孔板搬运机械手上方装有废弃物收集装置，以及PCR扩增检测仪和PCR反应孔板离心机。

一种高防护等级自动化柔性病原核酸检测方法，采用高防护等级自动化柔性病原核酸检测***，其步骤为：

(1)首先，核酸提取孔板/耗材由安装在前处理连接舱上的前处理连接舱舱门进入前处理连接舱，再由核酸提取孔板/耗材搬运机械手搬运至核酸提取孔板存储装置,病毒标本试管由安装在前处理密封舱上的病毒标本试管入口密封门进入到病毒标本试管灭活震荡装置内进行灭活及振荡操作，再由病毒标本试管搬运机械手搬运至病毒标本试管扫码及旋盖装置处进行扫码及旋盖，最后由病毒标本试管搬运机械手将病毒标本移液至核酸提取孔板存储装置处的核酸提取孔板内；

(2)病毒标本前处理单元中实现病毒标本采集管存储、灭活、振荡、采集管识别码读取及开关旋盖，以及将病毒标本从采集管内向核酸提取孔板内转移操作；

(3)PCR反应体系构建单元中将提取的核酸物质向PCR扩增检测孔板内转移、向PCR扩增检测孔板内加入PCR扩增检测所需的试剂，以及将PCR扩增检测孔板和含有核酸提取物的核酸提取孔板进行封膜操作；

(4)PCR扩增检测单元中实现将已封膜的PCR扩增检测孔板离心，并将其送入PCR扩增检测仪器进行检测操作。

本发明的有益效果是：

本发明采用由病毒标本前处理单元、病毒核酸提取单元、PCR体系构建单元、PCR扩增检测单元、总控计算机组成的高防护等级自动化柔性病原核酸检测***，能够实现病毒标本前处理、核酸提取、PCR反应体系构建、PCR扩增检测等核酸检测环节在具有高等级的防护空间内全自动操作，同时可对检测标本、试剂、耗材等物料进行安全管理。

附图说明

图1是本发明的高防护等级自动化柔性核酸检测***组成结构图；

图2是高防护等级自动化柔性核酸检测***立体图；

图3是病毒标本前处理单元结构示意图；

图4是病毒标本前处理单元工作流程图；

图5是病毒核酸提取单元结构示意图；

图6是病毒核酸检测单元工作流程图；

图7是PCR反应体系构建单元结构示意图；

图8是PCR反应体系构建单元工作流程图；

图9是PCR扩增检测单元；

图10是PCR扩增检测单元工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1，2所示，一种高防护等级自动化柔性病原核酸检测***，由病毒标本前处理单元1、病毒核酸提取单元2、PCR体系构建单元3、PCR扩增检测单元4、总控计算机5组成。

为了达到高防护等级的目的，病毒标本前处理单元1、病毒核酸提取单元2、PCR反应体系构建单元3、PCR扩增检测单元4等部分分别放置于前处理密封舱51、核酸提取密封舱52、体系构建密封舱53、扩增检测密封舱54内。前处理连接舱A与前处理密封舱51相连，核酸提取连接舱B将前处理密封舱51与核酸提取密封舱52相连，体系构建连接舱C将核酸提取密封舱52与体系构建密封舱53相连，扩增检测连接舱D将体系构建密封舱53与扩增检测密封舱54相连。前处理连接舱A、核酸提取连接舱B、体系构建连接舱C、扩增检测连接舱D均为检测试剂及耗材的物料通道。病毒标本前处理单元1、病毒核酸提取单元2、PCR体系构建单元3、PCR扩增检测单元4分别与总控计算机5相连接。

需要指出的是，前处理密封舱51、核酸提取密封舱52、体系构建密封舱53、扩增检测密封舱54、前处理连接舱A、核酸提取连接舱B、体系构建连接舱C、扩增检测连接舱D均有负压、密封、消毒等基本功能。

一种高防护等级自动化柔性核酸检测***的各组成部分及功能如下：

1)病毒标本前处理单元(见图3)

病毒标本前处理单元1主要由核酸提取孔板/耗材搬运机械手6、废弃物收集装置7、核酸提取孔板存储装置8、病毒标本试管搬运机械手9、病毒标本试管扫码及旋盖装置10、病毒标本灭活及振荡装置11等部分组成。核酸提取孔板/耗材搬运机械手6安装在前处理密封舱51底部内，核酸提取孔板/耗材搬运机械手6上部装有废弃物收集装置7和核酸提取孔板存储装置8，核酸提取孔板存储装置8上方装有病毒标本试管扫码及旋盖装置10，两侧分别装有病毒标本试管搬运机械手9和病毒标本试管灭活震荡装置11，前处理密封舱51的左侧设有病毒标本试管入口密封门12。

使用时，核酸提取孔板/耗材由安装在前处理连接舱上的前处理连接舱舱门13进入前处理连接舱51，再由核酸提取孔板/耗材搬运机械手6搬运至核酸提取孔板存储装置8。病毒标本试管由安装在前处理密封舱51上的病毒标本试管入口密封门12进入到病毒标本试管灭活震荡装置11内进行灭活及振荡操作，再由病毒标本试管搬运机械手9搬运至病毒标本试管扫码及旋盖装置10处进行扫码及旋盖，最后由病毒标本试管搬运机械手9将病毒标本移液至核酸提取孔板存储装置8处的核酸提取孔板内。如图3所示。

病毒标本前处理单元主要实现病毒标本采集管存储、灭活、振荡、采集管识别码读取及开关旋盖，以及将病毒标本从采集管内向核酸提取孔板内转移等操作。其主要工作流程如图4所示。

2)病毒核酸提取单元

病毒核酸提取单元2主要由核酸提取孔板搬运机械手14、废弃物收集装置15、核酸提取孔板存储装置16、核酸提取仪17、核酸提取仪等部分组成，如图5所示。核酸提取孔板搬运机械手14安装在核酸提取密封舱52底部内，核酸提取孔板搬运机械手14上部装有废弃物收集装置15，废弃物收集装置15两侧分别装有核酸提取孔板存储装置16，核酸提取孔板存储装置16上方分别装有核酸提取仪一17和核酸提取仪二18。

病毒核酸提取单元主要实现将含有病毒的核酸提取孔板内的核酸物质自动提取等操作。其工作流程图如图6所示。

3)PCR反应体系构建单元

PCR反应体系构建单元3主要由PCR反应试剂/耗材存储装置21、PCR反应试剂/耗材搬运机械手19、废弃物收集装置20、封膜装置22、体系构建仪23等部分组成。如图7所示。PCR反应试剂/耗材搬运机械手19安装在体系构建密封舱53底部内，PCR反应试剂/耗材搬运机械手19上方装有废弃物收集装置20和PCR反应试剂/耗材存储装置19，废弃物收集装置20和PCR反应试剂/耗材存储装置19上方装有封膜装置22、体系构建仪23。

PCR反应体系构建单元的主要功能是，将提取的核酸物质向PCR扩增检测孔板内转移、向PCR扩增检测孔板内加入PCR扩增检测所需的试剂，以及将PCR扩增检测孔板和含有核酸提取物的核酸提取孔板进行封膜等操作。其工作流程如图8所示。

4)PCR扩增检测单元

PXR扩增检测单元4主要由PCR反应孔板搬运机械手24、废弃物收集装置25、PCR扩增检测仪26、PCR反应孔板离心机27等部分组成，如图9所示。PCR反应孔板搬运机械手24安装在扩增检测密封舱54底部内，PCR反应孔板搬运机械手24上方装有废弃物收集装置25，以及PCR扩增检测仪26和PCR反应孔板离心机27。

PCR扩增检测单元的主要功能是实现将已封膜的PCR扩增检测孔板离心，并将其送入PCR扩增检测仪器进行检测等操作。其工作流程如图10所示。

Claims (7)

1.一种高防护等级自动化柔性病原核酸检测***，由病毒标本前处理单元、病毒核酸提取单元、PCR体系构建单元、PCR扩增检测单元、总控计算机组成，其特征在于：所述病毒标本前处理单元、病毒核酸提取单元、PCR反应体系构建单元、PCR扩增检测单元分别放置于前处理密封舱、核酸提取密封舱、体系构建密封舱、扩增检测密封舱内，其中，所述前处理密封舱的前端与前处理连接舱相连，所述前处理密封舱与核酸提取密封舱之间通过核酸提取连接舱相连接，所述核酸提取密封舱与体系构建密封舱之间通过体系构建连接舱相连接，所述体系构建密封舱与扩增检测密封舱之间通过扩增检测连接舱相连接，所述前处理连接舱、核酸提取连接舱、体系构建连接舱、扩增检测连接舱均为检测试剂及耗材的物料通道；所述病毒标本前处理单元、病毒核酸提取单元、PCR体系构建单元、PCR扩增检测单元分别与总控计算机相连接。

2.根据权利要求1所述的高防护等级自动化柔性病原核酸检测***，其特征在于：所述前处理密封舱、核酸提取密封舱、体系构建密封舱、扩增检测密封舱、前处理连接舱、核酸提取连接舱、体系构建连接舱、扩增检测连接舱均装有负压、密封、消毒装置。

3.根据权利要求1所述的高防护等级自动化柔性病原核酸检测***，其特征在于：所述病毒标本前处理单元由核酸提取孔板/耗材搬运机械手、废弃物收集装置、核酸提取孔板存储装置、病毒标本试管搬运机械手、病毒标本试管扫码及旋盖装置、病毒标本灭活及振荡装置组成，所述核酸提取孔板/耗材搬运机械手安装在前处理密封舱底部内，核酸提取孔板/耗材搬运机械手上部装有废弃物收集装置和核酸提取孔板存储装置，核酸提取孔板存储装置上方装有病毒标本试管扫码及旋盖装置，两侧分别装有病毒标本试管搬运机械手和病毒标本试管灭活震荡装置，前处理密封舱的左侧设有病毒标本试管入口密封门。

4.根据权利要求1所述的高防护等级自动化柔性病原核酸检测***，其特征在于：所述病毒核酸提取单元由核酸提取孔板搬运机械手、废弃物收集装置、核酸提取孔板存储装置、核酸提取仪、核酸提取仪等部分组成，所述核酸提取孔板搬运机械手安装在核酸提取密封舱底部内，核酸提取孔板搬运机械手上部装有废弃物收集装置，废弃物收集装置两侧分别装有核酸提取孔板存储装置，核酸提取孔板存储装置上方分别装有核酸提取仪。

5.根据权利要求1所述的高防护等级自动化柔性病原核酸检测***，其特征在于：所述PCR反应体系构建单元由PCR反应试剂/耗材存储装置、PCR反应试剂/耗材搬运机械手、废弃物收集装置、封膜装置、体系构建仪组成，所述PCR反应试剂/耗材搬运机械手安装在体系构建密封舱底部内，PCR反应试剂/耗材搬运机械手上方装有废弃物收集装置和PCR反应试剂/耗材存储装置，废弃物收集装置和PCR反应试剂/耗材存储装置上方装有封膜装置、体系构建仪。

6.根据权利要求1所述的高防护等级自动化柔性病原核酸检测***，其特征在于：所述PXR扩增检测单元由PCR反应孔板搬运机械手、废弃物收集装置、PCR扩增检测仪、PCR反应孔板离心机组成，所述PCR反应孔板搬运机械手安装在扩增检测密封舱底部内，PCR反应孔板搬运机械手上方装有废弃物收集装置，以及PCR扩增检测仪和PCR反应孔板离心机。

7.一种高防护等级自动化柔性病原核酸检测方法，采用权利要求1-6任一所述的高防护等级自动化柔性病原核酸检测***，其特征在于,其步骤为：

(1)首先，核酸提取孔板/耗材由安装在前处理连接舱上的前处理连接舱舱门进入前处理连接舱，再由核酸提取孔板/耗材搬运机械手搬运至核酸提取孔板存储装置,病毒标本试管由安装在前处理密封舱上的病毒标本试管入口密封门进入到病毒标本试管灭活震荡装置内进行灭活及振荡操作，再由病毒标本试管搬运机械手搬运至病毒标本试管扫码及旋盖装置处进行扫码及旋盖，最后由病毒标本试管搬运机械手将病毒标本移液至核酸提取孔板存储装置处的核酸提取孔板内；

(2)病毒标本前处理单元中实现病毒标本采集管存储、灭活、振荡、采集管识别码读取及开关旋盖，以及将病毒标本从采集管内向核酸提取孔板内转移操作；

(3)PCR反应体系构建单元中将提取的核酸物质向PCR扩增检测孔板内转移、向PCR扩增检测孔板内加入PCR扩增检测所需的试剂，以及将PCR扩增检测孔板和含有核酸提取物的核酸提取孔板进行封膜操作；

(4)PCR扩增检测单元中实现将已封膜的PCR扩增检测孔板离心，并将其送入PCR扩增检测仪器进行检测操作。

Images