CN215250842U - 一种可封闭的核酸检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可封闭的核酸检测装置，包括试剂管、与试剂管可拆卸连接的检测管以及设置于检测管的检测试纸，试剂管和检测管围成容纳检测试纸的反应腔，试剂管形成设置待测样本的反应槽和设置第二试剂的药剂槽，药剂槽形变以使药剂槽的第二试剂流向反应槽。药剂槽可以进行弹性形变，其形变时内置的第二试剂会流向反应槽，与反应槽中的待测样本进行反应，无需进行倾斜，且发生形变的部位为药剂槽，不会对反应槽造成影响，从而确保反应槽中的待测样本处于稳定的状态，且在药剂槽中第二试剂不足的情况下，也可以通过形变使得药剂槽中的第二试剂转移至反应槽中，完成检测。

Description

一种可封闭的核酸检测装置

技术领域

本实用新型属于生物技术领域，具体涉及一种可封闭的核酸检测装置。

背景技术

新冠病毒感染人体之后，首先会在呼吸道***中进行繁殖，因此可以通过检测痰液、鼻咽拭子中的病毒核酸判断人体是否感染病毒。核酸检测在新冠病毒感染的诊断中发挥着关键作用。在医院，核酸检测是诊断新冠病毒感染的金标准。而在医院之外，核酸检测还可以用来做大范围的筛查，尽可能找出还在潜伏期的无症状感染者。利用筛查可以大大降低人群传染的风险，新冠核酸检测是应用范围广、较容易获得的检测手段。

环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification，LAMP)的原理是采用4条引物来识别靶基因上的6个特异区域,利用链置换型DNA聚合酶,置于60-65℃的恒温条件下进行扩增,反应会产生大量的焦磷酸镁白色沉淀,可以通过肉眼直接观察或者加入荧光染料观察颜色变化。该技术在灵敏度、特异性和检测范围等指标上能媲美甚至优于聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)技术，不依赖任何专门的仪器设备实现现场高通量快速检测，检测成本远低于荧光定量PCR。减少了聚合酶链反应技术升降温带来的影响以及对昂贵、精密实验仪器的要求，同时扩增效率高。

核酸的现场及时检测对于疫情防控和流行病学调查有很好的应用场景，但是目前现场即时检测的检测装置需要对待测样本进行一系列处理之后再与检测试纸进行接触，且为了受到外界的干扰和污染，待测样本的处理通常是在密封环境下进行，而在将药剂添加在待测样本是，采用的是倾斜检测装置的方式实现，而当第二试剂容量不足时，因此需要倾斜的角度也会增大，且在倾斜时存放待测样本的区域也会发生倾斜，当倾斜角度过大时，会导致待测样本自存放的区域流出，导致无法与第二试剂发生反应，同时也容易提前接触检测试纸，影响检测结果。

实用新型内容

针对上述的不足，本实用新型提供了一种可封闭的核酸检测装置，本核酸检测装置能够提高试剂与待测样本混合时的稳定性。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种可封闭的核酸检测装置，包括试剂管、与试剂管可拆卸连接的检测管以及设置于检测管的检测试纸，试剂管和检测管围成容纳检测试纸的反应腔，试剂管形成容纳第一试剂的反应槽和容纳第二试剂的药剂槽，药剂槽形变以使药剂槽的第二试剂流向反应槽。

将检测试纸放置于试剂管和检测管围成的反应腔中，当试剂管内各试剂充分反应后，使用检测管中放置的检测试纸对试剂管中的待检测液进行检测，各试剂与检测试纸分离，只有反应时才互相接触，减少外界污染和干扰的可能；当需要进行检测时，将试剂管与检测管分离，向反应槽中添加第一试剂，向药剂槽中添加第二试剂第一试剂与第二试剂分开放置能有效避免污染，药剂槽可以进行弹性形变，其形变时内置的第二试剂会流向反应槽，与反应槽中的第一试剂进行反应，无需进行倾斜，且发生形变的部位为药剂槽，不会对反应槽造成影响，从而确保反应槽中的反应体系处于稳定的状态。

进一步地，药剂槽形成设置第二试剂纳腔，药剂槽形变以缩小容纳腔的容积。容纳腔放置有一定体积的第二试剂，当药剂槽产生形变时会缩小容纳腔的容积，原本的第二试剂并不能完全被容纳腔容纳，因此第二试剂的液面会随着形变而上升，直至流向反应槽，实现第二试剂向反应槽的转移。这样，无需将试剂管倾斜实现第二试剂转移，更易操作，同时还可以避免在倾斜过程中第二试剂的倾洒。

进一步地，药剂槽形成位于试剂管下部的药剂槽凸起，药剂槽凸起的外壁形成发生形变的弹性部。试剂管底部向下凹陷，在其外部形成了凸起，凸起部分形成了药剂槽。药剂槽容纳腔是凹陷形成的，且位于试剂管内，而药剂槽能够产生弹性形变的区域位于药剂槽凸起部分的外表面，进行检测时只需在外部对弹性部施加压力就可使药剂槽产生形变，进而推动第二试剂流动，降低了操作难度，更易于使用。

进一步地，弹性部能够朝向反应槽发生形变。药剂槽和反应槽相邻设置，弹性部朝向反应槽发生形变，能够推动第二试剂由药剂槽流向反应槽，促进第二试剂与反应槽中的待测样本的反应。

进一步地，药剂槽形成与反应槽连通的出料口，弹性部的数量为两个，两个弹性部关于出料口相对设置，各弹性部能够朝向另一弹性部发生形变。弹性部共两个且相对设置，两个弹性部都能使药剂槽产生形变，不论是挤压任一弹性部，还是两个弹性部进行相对移动，都能够将容纳腔中的第二试剂集聚在出料口附近，第二试剂可以通过出料口流向反应槽。

进一步地，反应槽形成位于试剂管下部的反应槽凸起，反应槽凸起的高度大于药剂槽凸起的高度。药剂槽凸起和反应槽凸起均于试剂管上部形成，且形成的反应槽凸起的高度大于药剂槽凸起的高度，不仅便于对反应槽进行加热，而且在加热过程中不会对药剂槽中温度产生影响，同时，二者高度不同便于将反应槽和药剂槽进行区分，在密封后也能根据凸起高度得知第二试剂以及样本的存放位置。此外，反应槽凸起较高，在对反应槽进行加热反应时，能够有效减缓槽内液体的蒸发。

进一步地，试剂管还形成连通反应槽和药剂槽的导流通道。导流通道和药剂槽的连通处为出料口，当药剂槽形变或液面高度增加后，第二试剂会汇聚于药剂槽出料口，并通过导流通道流入反应槽。通过导流通道将第二试剂转移至反应槽相较于通过倾斜试剂管实现第二试剂转移来说，导流通道使第二试剂的流动更加精准，能够减少第二试剂的意外流出，并且还降低了对于操作的要求。

进一步地，导流通道自反应槽朝向药剂槽倾斜延伸。导流通道倾斜设置，有利于液体的流动，且导流通道能够连通反应槽与药剂槽，反应槽在连通处和导流通道形成了扩口，第二试剂在出料口汇聚，在扩口处流出，更易实现第二试剂的流转。

进一步地，反应槽的内径小于药剂槽的内径。由于形成的药剂槽凸起较低，因此，适当增加药剂槽的内径，能够增加药剂槽的容量。

进一步地，检测管为透明材料制成。使用检测试纸对试剂管中的待检测液进行检测后，无需将检测管与试剂管拆开便能够直接观察检测试纸的情况，实现了全封闭检测，减少外界污染。

附图说明

图1用以说明本申请中的核酸检测装置的一种结构示意图；

图2用以说明本申请中的核酸检测装置的一种使用状态示意图；

图3用以说明本实用新型试剂管的一种示意性实施方式的结构示意图；

图4用以说明本实用新型弹性部的一种示意性实施方式的结构示意图；

图5用以说明本实用新型弹性部的另一种示意性实施方式的结构示意图；

图6用以说明本实用新型检测管的一种示意性实施方式的结构示意图。

附图标记：

1、试剂管，11、药剂槽，12、反应槽，13、弹性部，14、出料口，15、导流通道，2、检测管，21、安装槽。

具体实施方式

下面将接合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型实施例中的左、右、上、下、前、后等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态，即产品的行进方向为参考的，而不应该认为是具有限定性的。

另外，还需要说明的是，本实用新型实施例中所提到的“相对运动”等动态用语，不仅是位置上的变动，还包括转动、滚动等位置上没有发生相对变化，但状态却发生改变的运动。

最后，需要说明的是，当组件被称为“位于”或“设置于”另一个组件，它可以在另一个组件上或可能同时存在居中组件。当一个组件被称为是“连接于”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。

如图1和图2所示，一种可封闭的核酸检测装置，包括试剂管1、与试剂管1可拆卸连接的检测管2以及设置于检测管2的检测试纸，试剂管1和检测管2围成容纳检测试纸的反应腔，试剂管1形成设置第一试剂的反应槽12和设置第二试剂的药剂槽11，药剂槽11形变以使药剂槽11的第二试剂流向反应槽12；将检测试纸放置于试剂管1和检测管2围成的反应腔中，当试剂管1内各试剂充分反应后，使用检测管2中放置的检测试纸对试剂管1中的待检测液进行检测，各试剂与检测试纸分离，只有反应时才互相接触，减少外界污染和干扰的可能；当需要进行检测时，将试剂管1与检测管2分离，向反应槽12中添加第一试剂，向药剂槽11中添加第二试剂，第一试剂与第二试剂分开放置能有效避免污染，药剂槽11可以进行弹性形变，其形变时内置的第二试剂会流向反应槽12，与反应槽12中的反应液进行反应，无需进行倾斜，且发生形变的部位为药剂槽11，不会对反应槽12造成影响，从而确保反应槽12中的待测样本处于稳定的状态，且在药剂槽11中第二试剂不足的情况下，也可以通过形变使得药剂槽11中的第二试剂转移至反应槽12中，完成检测。

由于试剂与待测样本的反应以及检测试纸的检测均在封闭的反应腔内实现，因此，为了完全降低外界污染和干扰的可能，优选的，检测管2为透明材料制成；无需将检测管2与试剂管1拆开便能够观察检测试纸的情况，避免外界污染，实现全封闭检测。

以下提供一个具体的实施方式，阐述本申请的检测装置的使用方法。

反应槽预置第一试剂，优选，PCR反应试剂，例如，LAMP反应试剂。

药剂槽预置第二试剂，第二试剂包括具有trans切割活性的Cas蛋白、gRNA和单链核酸检测器；gRNA包括与上述Cas蛋白结合的区域以及与待测靶核酸杂交的区域。

检测试纸为胶体金检测试纸条。

在一个实施方式中，反应槽预置第一试剂，将待测样品加到所述反应槽中，待测样品与第一试剂混合并在第一温度下进行反应；例如，反应槽中设置有LAMP反应试剂，在适于LAMP反应的温度下(比如，60-65℃)，可以扩增得到待测样品中的核酸。

药剂槽预置第二试剂；在一个实施方式中，所述第二试剂包括具有trans切割活性的Cas蛋白(或者称作，CRISPR蛋白)，例如，Cas12a、Cas12b、Cas12i、Cas12j、Cas13a等；第二试剂还包括gRNA，所述gRNA包括与上述Cas蛋白结合的区域以及与待测靶核酸杂交的区域；另外，第二试剂还包括单链核酸检测器。

待反应槽反应一段时间，扩增得到样品中的核酸后；将药剂槽中的第二试剂加到反应槽中，在适于Cas蛋白反应的温度下，继续反应一段时间。在此反应条件下，如果待测样品中存在待测靶核酸，体系内的Cas蛋白将切割单链核酸检测器；如果待测样品中不存在待测靶核酸，体系内的Cas蛋白将不会切割单链核酸检测器。

上述反应完毕后，翻转核酸检测装置，以使反应液流向检测槽并与检测试纸接触，进行检测。

单链核酸检测器和检测试纸的设置可参考中国专利申请CN111996236A；具体而言：所述的单链核酸检测器具有连接至5’端第一分子(如FAM或FITC)和连接至3’端的第二分子(如生物素)。所述的含有单链核酸检测器的反应体系与检测试纸配合用以检测靶核酸(优选，胶体金检测方式)。所述的检测试纸被设计为具有两条捕获线，在样品接触端(胶体金)设有结合第一分子的抗体(即第一分子抗体)，在第一线(control line)处含有结合第一分子抗体的抗体，在第二线(test line)处含有与第二分子结合的第二分子的抗体(即第二分子抗体，如亲和素)。当反应沿着试纸条流动时，第一分子抗体与第一分子结合携带切割或未切割的单链核酸检测器至捕获线，切割的报告子将在第一个捕获线处结合第一分子抗体的抗体，而未切割的报告子将在第二捕获线处结合第二分子抗体。报告基团在各条线的结合将导致强读出/信号(例如颜色)。随着更多的报告子被切割，更多的信号将在第一捕获线处累积，并且在第二线处将出现更少的信号。根据检测试纸的反应结果即可以反映样品中是否存在待测靶核酸。在某些方面，所述单链核酸检测器中的分子可相互替换，或改变分子的位置。

根据试纸的反应结果即可以判断待测样品中是否有待测的靶核酸。

具体的，待测样品可以来源于病毒、细菌、微生物、土壤、水源、人体、动物、植物。在本申请中，待测样品为生物样品；可以理解的，生物样品可以是植物细胞、愈伤、组织或器官(如根、茎、叶、花、种子、果实)等。

其中，生物样品是从任何生物体获得、***或分泌的任何固体或流体样品，包括但不限于单细胞生物，例如细菌、酵母、原生动物和变形虫等，多细胞生物(例如植物或动物，包括来自健康或表面健康的人类受试者或受待诊断或调查的病症或疾病影响的人类患者的样品，例如病原微生物例如病原细菌或病毒的感染)。

例如，生物样品可以是从例如血液、血浆、血清、尿液、粪便、痰液、粘液、淋巴液、滑液、胆汁、腹水、胸腔积液、血清肿、唾液、脑脊液、水性或玻璃体液、或任何身体分泌物、渗出液、渗出液(例如，从脓肿或任何其他感染或炎症部位获得的液体)中获得的生物液体或从关节(例如，正常关节或受疾病影响的关节，例如类风湿性关节炎、骨关节炎、痛风或脓毒性关节炎)获得的液体，或皮肤或粘膜表面的拭子。样品也可以是从任何器官或组织获得的样品(包括活组织检查或尸体解剖标本，例如肿瘤活检)或者可以包含细胞(原代细胞或培养的细胞)或由任何细胞、组织或器官调理的培养基。示例性的样品包括但不限于，细胞、细胞裂解物、血涂片、细胞离心制剂、细胞学涂片、体液(例如血液、血浆、血清、唾液、痰、尿、支气管肺泡灌洗、***等)、组织活检(例如肿瘤活组织检查)、细针抽吸物和/或组织切片(例如低温恒温器组织切片和/或石蜡包埋的组织切片)。

如图3所示，药剂槽11形成设置药剂的容纳腔，药剂槽11形变以缩小容纳腔的容积。容纳腔放置有一定体积的第二试剂，当药剂槽11产生形变时会缩小容纳腔的容积，原本的第二试剂并不能完全被容纳腔容纳，因此第二试剂的液面会随着形变而上升，直至流向反应槽12，实现第二试剂向反应槽12的转移。这样，无需将试剂管1倾斜实现第二试剂转移，更易操作，同时还可以避免在倾斜过程中第二试剂的倾洒。

或者，除缩小容纳腔的容积完成第二试剂转移之外，还可以通过保持容纳腔的容积不变，增加液面高度的方式来实现第二试剂向反应槽12的转移；药剂槽11容积不变，减小底面积，为保持同样的容积，容纳腔内的液面高度会增加，反应槽12与药剂槽11的中部区域连通，在液面升高的过程中第二试剂就可以流向反应槽12，完成转移。

下面以药剂槽11形变以缩小容纳腔的容积为例，详细进行说明。

同时结合图1，药剂槽11形成位于试剂管1下部的药剂槽凸起，药剂槽凸起的外壁形成发生形变的弹性部13；药剂槽11在试剂管1下部凹陷形成，相应的在其外部便形成了凸起，凸起部分为药剂槽凸起，容纳腔是凹陷形成的，且位于试剂管1内，而药剂槽11能够产生弹性形变的区域位于药剂槽凸起部分的外表面，进行检测时只需在外部对弹性部13施加压力就可使药剂槽11产生形变，进而推动第二试剂流动，降低了操作难度，更易于使用。

反应槽12形成位于试剂管1下部的反应槽凸起，反应槽凸起的高度大于药剂槽凸起的高度；药剂槽凸起和反应槽凸起均于试剂管1上部形成，且形成的反应槽凸起的高度大于药剂槽凸起的高度，不仅便于对反应槽12进行加热，而且在加热过程中不会对药剂槽11中温度产生影响，同时，二者高度不同便于将反应槽12和药剂槽11进行区分，在密封后也能根据凸起高度得知第二试剂以及样本的存放位置。此外，反应槽凸起较高，在对反应槽12进行加热反应时，能够有效减缓槽内液体的蒸发。

反应槽12的内径小于药剂槽11的内径；由于形成的药剂槽凸起较低，因此，适当增加药剂槽11的内径，能够增加药剂槽11的容量。

试剂管1还形成连通反应槽12和药剂槽11的导流通道15；导流通道15和药剂槽11的连通处为出料口14，当药剂槽11形变或液面高度增加后，第二试剂汇会汇聚于药剂槽11出料口14，并通过导流通道15流入反应槽12。通过导流通道15将第二试剂转移至反应槽12相较于通过倾斜试剂管1实现第二试剂转移来说，导流通道15使第二试剂的流动更加精准，能够减少第二试剂的意外流出，并且还降低了对于操作的要求。

导流通道15自反应槽12朝向药剂槽11倾斜延伸；导流通道15倾斜设置，有利于液体的流动，且导流通道15能够连通反应槽12与药剂槽11，反应槽12在连通处和导流通道15形成了扩口，第二试剂在出料口14汇聚，在扩口处流出，更易实现第二试剂的流转。

如图4所示，弹性部13在发生形变时，弹性部13能够朝向反应槽12发生形变；药剂槽11和反应槽12相邻设置，弹性部13朝向反应槽12发生形变，能够推动第二试剂由药剂槽11流向反应槽12，促进第二试剂与反应槽12中的待测样本的反应。

或者，如图3和图5所示，药剂槽11形成与反应槽12连通的出料口14，弹性部13的数量为两个，两个弹性部13关于出料口14相对设置，各弹性部13能够朝向另一弹性部13发生形变；弹性部13共两个且相对设置，两个弹性部13都能使药剂槽11产生形变，不论是挤压任一弹性部13，还是两个弹性部13进行相对移动，都能够将容纳腔中的第二试剂集聚在出料口14附近，第二试剂可以通过出料口14流向反应槽12；其中，出料口14即为导流通道15和药剂槽11的连通处。

如图1和图6所示，试剂管1形成有螺纹部；在试剂管1处设置螺纹，可以保证试剂管1和检测管2连接时，密封性能更好，由于，试剂管内添加有第一试剂、第二试剂以及待测样本，因此，在安装时，需要将检测管安装至试剂管处，因此，螺纹部形成于试剂管1，方便检测管进行对准安装，其中，螺纹部形成于试剂管1的外侧。

检测管在与试剂管连接时，检测管形成有与螺纹部配合的光滑部，虽然有螺纹部，但是试剂管1和检测管2不通过螺纹连接，避免多次旋转增加操作时间，而试剂管1在和检测管2扣合连接时，螺纹部又能够增加试剂管1和检测管2之间的摩擦，不仅防止试剂管1和检测管2之间滑动，还增加了试剂管1和检测管2之间的密封性，防止试剂和样本被污染，避免检测结果不准确。

优选的，检测管2处同样形成有螺纹部，安装槽21位于螺纹部下部。

可以理解的是，为了保证密封性，螺纹部也可以是任何凸起后能起密封作用的结构，例如环形凸筋等。

优选的，检测管2包括设置检测试纸的安装槽21，通过安装槽21对检测试纸进行固定，防止检测试纸在检测管2内晃动，影响与待检测液接触，具体的，安装槽21包括两个“U”形柱，检测试纸位于检测管2的中间区域，即两个“U”形柱的开口方向均朝向检测管2的轴线处，检测试纸能够迅速与试剂和样本混合后的溶液进行接触并检测，提高检测效率，同时缩短溶液流向检测试纸的时间，检测结果更加准确。

或者，安装槽包括两个“L”形柱，两个“L”形柱的第一面板平行且与检测管2的内壁相接，两个“L”形柱的第二面板位于同一平面且两个“L”形柱的第二面板之间留有空隙，便于从空隙之间观察检测试纸的安装情况，可以理解的是，两个“L”形柱的第二面板之间也可以是紧密贴合的。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种可封闭的核酸检测装置，其特征在于，包括试剂管、与所述试剂管可拆卸连接的检测管以及设置于所述检测管的检测试纸，所述试剂管和所述检测管围成容纳所述检测试纸的反应腔，所述试剂管形成容纳第一试剂的反应槽和容纳第二试剂的药剂槽，所述药剂槽形变以使所述药剂槽的第二试剂流向所述反应槽。

2.根据权利要求1所述的一种可封闭的核酸检测装置，其特征在于，所述药剂槽形成设置所述第二试剂的容纳腔，所述药剂槽形变以缩小所述容纳腔的容积。

3.根据权利要求1所述的一种可封闭的核酸检测装置，其特征在于，所述药剂槽形成位于所述试剂管下部的药剂槽凸起，所述药剂槽凸起的外壁形成发生形变的弹性部。

4.根据权利要求3所述的一种可封闭的核酸检测装置，其特征在于，所述弹性部能够朝向所述反应槽发生形变。

5.根据权利要求3所述的一种可封闭的核酸检测装置，其特征在于，所述药剂槽形成与所述反应槽连通的出料口，所述弹性部的数量为两个，两个弹性部关于所述出料口相对设置，各所述弹性部能够朝向另一所述弹性部发生形变。

6.根据权利要求3所述的一种可封闭的核酸检测装置，其特征在于，所述反应槽形成位于所述试剂管下部的反应槽凸起，所述反应槽凸起的高度大于药剂槽凸起的高度。

7.根据权利要求1所述的一种可封闭的核酸检测装置，其特征在于，所述试剂管还形成连通所述反应槽和所述药剂槽的导流通道。

8.根据权利要求7所述的一种可封闭的核酸检测装置，其特征在于，所述导流通道自所述反应槽朝向所述药剂槽倾斜延伸。

9.根据权利要求1所述的一种可封闭的核酸检测装置，其特征在于，所述反应槽的内径小于所述药剂槽的内径。

10.根据权利要求1所述的一种可封闭的核酸检测装置，其特征在于，所述检测管为透明材料制成。

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