一种可采集咽拭子的取样棒及其制备方法与流程

本发明涉及生物材料
技术领域：
，更具体的是，本发明涉及一种可采集咽拭子的取样棒及其制备方法。
背景技术：
：呼吸道感染通常通过采集咽拭子来判断感染病毒类型，而咽拭子采集并检测也是判断是否感染某种呼吸道疾病的常用手段。中国实用新型专利201721030333.4公开一种一次性咽拭子采集器，包括瓶体、生理盐水棒、瓶盖和棉签，所述的棉签包括棉签杆和棉球。通过棉签采集咽拭子，但是棉絮状的棉签头在进行采样时，其上的棉絮易黏粘到人体上，采样效果不好，且因棉签头安装在木棒上，采样时亦损伤患者的粘膜，整体舒适性较差。中国实用新型专利201820149976.9公开一种咽拭子标本采集装置，包括标本容器、采样棒，所述的采样棒采用硬胶管材质制作，且采样棒的采样头为椭圆球或者圆球结构，并采用硅胶材料制作，但是硅胶材料表面较棉签头表面光滑，咽拭子吸附能力较差，可能会影响检测结果。技术实现要素：本发明的一个目的是设计开发了一种可采集咽拭子的取样棒，设置有包裹多孔取样层的取样头，能够有效吸附咽拭子，无需使用棉签头，避免棉絮黏粘到人体上。本发明的另一个目的是设计开发了一种可采集咽拭子的取样棒的制备方法，优化了模板剂溶液和多孔取样层材料溶液的质量比以及多孔取样层的厚度，有效调节多孔取样层的孔隙率，保证咽拭子的吸附率。本发明提供的技术方案为：一种可采集咽拭子的取样棒，包括：支撑棒，其为圆柱形结构；取样头，其为圆台结构，且窄面一端与所述支撑棒一端同轴一体连接，宽面一端为外凸弧面；多孔取样层，其设置在所述取样头外表面；其中，所述多孔取样层的平均孔径为5～50μm，孔隙率为60～90％。优选的是，所述支撑棒的直径为0.8～1.0mm，长度为130～180mm。优选的是，所述取样头的窄面与外凸弧面中心的距离为15～20mm，宽面一端直径为1.8～2.0mm。优选的是，所述取样头的材料为聚乳酸、聚乙醇酸、聚(乳酸-乙醇酸)、聚丙烯腈、醋酸纤维素、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、木头、以及对应物质的衍生物中的一种或几种；且所述支撑棒与所述取样头的材料一致。优选的是，所述多孔取样层的材料为聚乳酸、聚乙醇酸、聚(乳酸-乙醇酸)、聚丙烯腈、醋酸纤维素、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、丝蛋白、淀粉、纤维素、以及对应物质的衍生物中的一种或几种。一种可采集咽拭子的取样棒的制备方法，包括如下步骤：步骤1：将取样头的材料配置成溶液，置于模具中，除去模具中的溶剂得到支撑棒和取样头的一体结构；步骤2：将多孔取样层材料溶液和模板剂溶液混合，在40～50℃搅拌均匀，得到混合溶液；其中，所述模板剂溶液和多孔取样层材料溶液的质量比满足：式中，mt为模板剂溶液的质量，mp为多孔取样层材料溶液的质量，mt为模板剂分子的分子量，mp为多孔取样层材料分子的平均分子量，wt为模板剂溶液中模板剂的质量分数，wp为多孔取样层材料溶液中多孔取样层材料的质量分数，μ为多孔取样层的孔隙率；步骤3：将取样头用等o2离子处理，并浸没于多孔取样层材料和模板剂的混合溶液中，直至多孔取样层的厚度满足：式中，y为多孔取样层的厚度，d1为窄面一端直径，d2为宽面一端直径，l2为取样头的窄面与外凸弧面中心的距离，l1为取样头的窄面与外凸弧面边缘的距离；步骤4：将包裹有多孔取样层的取样头用去离子水洗涤，晾干，得到可采集咽拭子的取样棒。优选的是，在所述步骤2中，控制搅拌速度满足：式中，n为搅拌速度，n0为基础转速，且n0＝400r/min，t为溶液温度，t0为室温，e为自然对数的底数，ηp为多孔取样层材料溶液的粘度，ηt为模板剂溶液的粘度。优选的是，所述取样头的材料为聚乳酸、聚乙醇酸、聚(乳酸-乙醇酸)、聚丙烯腈、醋酸纤维素、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、木头、以及对应物质的衍生物中的一种或几种；且所述支撑棒与所述取样头的材料一致。优选的是，所述多孔取样层的材料为聚乳酸、聚乙醇酸、聚(乳酸-乙醇酸)、聚丙烯腈、醋酸纤维素、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、丝蛋白、淀粉、纤维素、以及对应物质的衍生物中的一种或几种。优选的是，所述模板剂为二甲基亚砜。本发明所述的有益效果：(1)本发明设计开发的可采集咽拭子的取样棒，设置有包裹多孔取样层的取样头，能够有效吸附咽拭子，无需使用棉签头，避免棉絮黏粘到人体上。(2)本发明设计开发的可采集咽拭子的取样棒的制备方法，优化了模板剂溶液和多孔取样层材料溶液的质量比以及多孔取样层的厚度，有效调节多孔取样层的孔隙率，保证咽拭子的吸附率。附图说明图1为本发明所述可采集咽拭子的取样棒的结构示意图。图2为本发明所述可采集咽拭子的取样棒(无多孔取样层)的结构示意图。附图标记说明110.支撑棒；120.取样头；130.多孔取样层。具体实施方式下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。本发明可以有许多不同的形式实施，而不应该理解为限于再次阐述的实施例，相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的。在附图中，为了清晰起见，会夸大结构和区域的尺寸和相对尺寸。如图1、2所示，本发明提供一种可采集咽拭子的取样棒，包括：支撑棒110，其为圆柱形结构。在支撑棒110一端同轴一体成型设置有取样头120，其为圆台结构，且窄面一端与支撑棒110一端同轴一体连接，宽面一端为外凸弧面。在取样头120外表面包裹设置有多孔取样层130，用于吸附咽拭子。所述的多孔取样层130的平均孔径为5～50μm，孔隙率为60～90％。所述的支撑棒110的直径为0.8～1.0mm，长度为130～180mm。所述的取样头120的窄面与外凸弧面中心的距离为15～20mm，宽面一端直径为1.8～2.0mm。所述的取样头120的材料为聚乳酸、聚乙醇酸、聚(乳酸-乙醇酸)、聚丙烯腈、醋酸纤维素、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、木头、以及对应物质的衍生物中的一种或几种；且支撑棒110与取样头120的材料一致，且一体成型。这些材料在做成固体物质时，遇水或者唾液均不会溶解，也不会挥发产生有害物质，在使用时不会危害使用者的身体健康，可以用来制备采集棒。所述的多孔取样层的材料为聚乳酸、聚乙醇酸、聚(乳酸-乙醇酸)、聚丙烯腈、醋酸纤维素、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、丝蛋白、淀粉、纤维素、以及对应物质的衍生物中的一种或几种。这些材料在做成固体物质时，遇水或者唾液均不会溶解，也不会挥发产生有害物质，在使用时不会危害使用者的身体健康，可以用来制备多孔取样层。本发明设计开发的可采集咽拭子的取样棒，设置有包裹多孔取样层的取样头，能够有效吸附咽拭子，无需使用棉签头，避免棉絮黏粘到人体上。本发明还提供一种可采集咽拭子的取样棒的制备方法，包括如下步骤：步骤1：将取样头的材料配置成溶液，置于模具中，除去模具中的溶剂得到支撑棒和取样头的一体结构；步骤2：将多孔取样层材料溶液和模板剂溶液混合，在40～50℃搅拌均匀，得到混合溶液；其中，所述模板剂溶液和多孔取样层材料溶液的质量比满足：式中，mt为模板剂溶液的质量，mp为多孔取样层材料溶液的质量，mt为模板剂分子的分子量，mp为多孔取样层材料分子的平均分子量，wt为模板剂溶液中模板剂的质量分数，wp为多孔取样层材料溶液中多孔取样层材料的质量分数，μ为多孔取样层的孔隙率；控制搅拌速度满足：式中，n为搅拌速度，n0为基础转速，且n0＝400r/min，t为溶液温度，t0为室温，e为自然对数的底数，ηp为多孔取样层材料溶液的粘度，ηt为模板剂溶液的粘度；步骤3：将取样头用等o2离子处理，并浸没于多孔取样层材料和模板剂的混合溶液中，直至多孔取样层的厚度满足：式中，y为多孔取样层的厚度，d1为窄面一端直径，d2为宽面一端直径，l2为取样头的窄面与外凸弧面中心的距离，l1为取样头的窄面与外凸弧面边缘的距离；步骤4：将包裹有多孔取样层的取样头用去离子水洗涤，晾干，得到可采集咽拭子的取样棒。所述的取样头的材料为聚乳酸、聚乙醇酸、聚(乳酸-乙醇酸)、聚丙烯腈、醋酸纤维素、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、木头、以及对应物质的衍生物中的一种或几种；且支撑棒与取样头的材料一致，一体成型制备。所述的多孔取样层的材料为聚乳酸、聚乙醇酸、聚(乳酸-乙醇酸)、聚丙烯腈、醋酸纤维素、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、丝蛋白、淀粉、纤维素、以及对应物质的衍生物中的一种或几种。所述的模板剂为二甲基亚砜。实施例1本实施例提供的可采集咽拭子的取样棒，包括：支撑棒110，其为圆柱形结构。在支撑棒110一端同轴一体成型设置有取样头120，其为圆台结构，且窄面一端与支撑棒1110一端同轴一体连接，宽面一端为外凸弧面。在取样头120外表面包裹设置有多孔取样层130，用于吸附咽拭子。所述的多孔取样层130的平均孔径为5μm，孔隙率为60％。所述的支撑棒110的直径为0.8mm，长度为130mm。所述的取样头120的窄面与外凸弧面中心的距离为15mm，宽面一端直径为1.8mm。所述的取样头120的材料为聚乳酸，且支撑棒110与取样头120的材料一致，且一体成型。所述的多孔取样层的材料也为聚乳酸。制备过程：步骤1：将聚乳酸配置成溶液，置于模具中，除去模具中的溶剂得到支撑棒和取样头的一体结构；步骤2：将纯液态聚乳酸(分子量为3000，相当于质量分数100％)和二甲基亚砜溶液(质量分数100％)混合，在40℃搅拌均匀，得到混合溶液；其中，所述二甲基亚砜溶液和聚乳酸溶液的质量比满足：控制搅拌速度满足：步骤3：将取样头用等o2离子处理，并浸没于多孔取样层材料和模板剂的混合溶液中，直至多孔取样层的厚度满足：步骤4：将包裹有多孔取样层的取样头用去离子水洗涤，晾干，得到可采集咽拭子的取样棒。实施例2本实施例提供的可采集咽拭子的取样棒，包括：支撑棒110，其为圆柱形结构。在支撑棒110一端同轴一体成型设置有取样头120，其为圆台结构，且窄面一端与支撑棒1110一端同轴一体连接，宽面一端为外凸弧面。在取样头120外表面包裹设置有多孔取样层130，用于吸附咽拭子。所述的多孔取样层130的平均孔径为15μm，孔隙率为70％。所述的支撑棒110的直径为0.9mm，长度为150mm。所述的取样头120的窄面与外凸弧面中心的距离为18mm，宽面一端直径为1.9mm。所述的取样头120的材料为聚醚砜，且支撑棒110与取样头120的材料一致，且一体成型。所述的多孔取样层的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。制备过程：步骤1：将聚醚砜配置成溶液，置于模具中，除去模具中的溶剂得到支撑棒和取样头的一体结构；步骤2：将纯液态聚甲基丙烯酸甲酯(分子量为2000，相当于质量分数100％)和二甲基亚砜溶液(质量分数100％)混合，在45℃搅拌均匀，得到混合溶液；其中，所述二甲基亚砜溶液和聚甲基丙烯酸甲酯溶液的质量比满足：控制搅拌速度满足：步骤3：将取样头用等o2离子处理，并浸没于多孔取样层材料和模板剂的混合溶液中，直至多孔取样层的厚度满足：步骤4：将包裹有多孔取样层的取样头用去离子水洗涤，晾干，得到可采集咽拭子的取样棒。实施例3本实施例提供的可采集咽拭子的取样棒，包括：支撑棒110，其为圆柱形结构。在支撑棒110一端同轴一体成型设置有取样头120，其为圆台结构，且窄面一端与支撑棒1110一端同轴一体连接，宽面一端为外凸弧面。在取样头120外表面包裹设置有多孔取样层130，用于吸附咽拭子。所述的多孔取样层130的平均孔径为30μm，孔隙率为80％。所述的支撑棒110的直径为1mm，长度为180mm。所述的取样头120的窄面与外凸弧面中心的距离为20mm，宽面一端直径为2mm。所述的取样头120的材料为聚苯乙烯，且支撑棒110与取样头120的材料一致，且一体成型。所述的多孔取样层的材料为聚氨酯。制备过程：步骤1：将聚苯乙烯配置成溶液，置于模具中，除去模具中的溶剂得到支撑棒和取样头的一体结构；步骤2：将纯液态聚氨酯(分子量为2500，相当于质量分数100％)和二甲基亚砜溶液(质量分数100％)混合，在50℃搅拌均匀，得到混合溶液；其中，所述二甲基亚砜溶液和聚氨酯溶液的质量比满足：控制搅拌速度满足：步骤3：将取样头用等o2离子处理，并浸没于多孔取样层材料和模板剂的混合溶液中，直至多孔取样层的厚度满足：步骤4：将包裹有多孔取样层的取样头用去离子水洗涤，晾干，得到可采集咽拭子的取样棒。实施例4本实施例提供的可采集咽拭子的取样棒，包括：支撑棒110，其为圆柱形结构。在支撑棒110一端同轴一体成型设置有取样头120，其为圆台结构，且窄面一端与支撑棒1110一端同轴一体连接，宽面一端为外凸弧面。在取样头120外表面包裹设置有多孔取样层130，用于吸附咽拭子。所述的多孔取样层130的平均孔径为40μm，孔隙率为90％。所述的支撑棒110的直径为0.8mm，长度为150mm。所述的取样头120的窄面与外凸弧面中心的距离为20mm，宽面一端直径为2mm。所述的取样头120的材料为醋酸纤维素，且支撑棒110与取样头120的材料一致，且一体成型。所述的多孔取样层的材料为丝蛋白。制备过程：步骤1：将醋酸纤维素配置成溶液，置于模具中，除去模具中的溶剂得到支撑棒和取样头的一体结构；步骤2：将纯液态丝蛋白(分子量为1500，相当于质量分数100％)和二甲基亚砜溶液(质量分数100％)混合，在45℃搅拌均匀，得到混合溶液；其中，所述二甲基亚砜溶液和丝蛋白溶液的质量比满足：控制搅拌速度满足：步骤3：将取样头用等o2离子处理，并浸没于多孔取样层材料和模板剂的混合溶液中，直至多孔取样层的厚度满足：步骤4：将包裹有多孔取样层的取样头用去离子水洗涤，晾干，得到可采集咽拭子的取样棒。实施例5本实施例提供的可采集咽拭子的取样棒，包括：支撑棒110，其为圆柱形结构。在支撑棒110一端同轴一体成型设置有取样头120，其为圆台结构，且窄面一端与支撑棒1110一端同轴一体连接，宽面一端为外凸弧面。在取样头120外表面包裹设置有多孔取样层130，用于吸附咽拭子。所述的多孔取样层130的平均孔径为50μm，孔隙率为90％。所述的支撑棒110的直径为0.9mm，长度为150mm。所述的取样头120的窄面与外凸弧面中心的距离为20mm，宽面一端直径为2mm。所述的取样头120的材料为聚偏氟乙烯，且支撑棒110与取样头120的材料一致，且一体成型。所述的多孔取样层的材料为聚乙醇酸。制备过程：步骤1：将聚偏氟乙烯配置成溶液，置于模具中，除去模具中的溶剂得到支撑棒和取样头的一体结构；步骤2：将纯液态聚乙醇酸(分子量为1800，相当于质量分数100％)和二甲基亚砜溶液(质量分数100％)混合，在45℃搅拌均匀，得到混合溶液；其中，所述二甲基亚砜溶液和聚乙醇酸溶液的质量比满足：控制搅拌速度满足：步骤3：将取样头用等o2离子处理，并浸没于多孔取样层材料和模板剂的混合溶液中，直至多孔取样层的厚度满足：步骤4：将包裹有多孔取样层的取样头用去离子水洗涤，晾干，得到可采集咽拭子的取样棒。对比例1本实施例提供的可采集咽拭子的取样棒，包括：支撑棒110，其为圆柱形结构。在支撑棒110一端同轴一体成型设置有取样头120，其为圆台结构，且窄面一端与支撑棒1110一端同轴一体连接，宽面一端为外凸弧面。在取样头120外表面包裹设置有多孔取样层130，用于吸附咽拭子。所述的多孔取样层130的平均孔径为5μm，孔隙率为60％。所述的支撑棒110的直径为0.8mm，长度为130mm。所述的取样头120的窄面与外凸弧面中心的距离为15mm，宽面一端直径为1.8mm。所述的取样头120的材料为聚乳酸，且支撑棒110与取样头120的材料一致，且一体成型。所述的多孔取样层的材料也为聚乳酸。制备过程：步骤1：将聚乳酸配置成溶液，置于模具中，除去模具中的溶剂得到支撑棒和取样头的一体结构；步骤2：将纯液态聚乳酸(分子量为3000，相当于质量分数100％)和二甲基亚砜溶液(质量分数100％)混合，在40℃搅拌均匀，得到混合溶液；其中，所述二甲基亚砜溶液和聚乳酸溶液的质量比满足：控制搅拌速度满足：步骤3：将取样头用等o2离子处理，并浸没于多孔取样层材料和模板剂的混合溶液中，直至多孔取样层的厚度20μm；步骤4：将包裹有多孔取样层的取样头用去离子水洗涤，晾干，得到可采集咽拭子的取样棒。对比例2本实施例提供的可采集咽拭子的取样棒，包括：支撑棒110，其为圆柱形结构。在支撑棒110一端同轴一体成型设置有取样头120，其为圆台结构，且窄面一端与支撑棒1110一端同轴一体连接，宽面一端为外凸弧面。在取样头120外表面包裹设置有多孔取样层130，用于吸附咽拭子。所述的多孔取样层130的平均孔径为40μm，孔隙率为90％。所述的支撑棒110的直径为0.8mm，长度为150mm。所述的取样头120的窄面与外凸弧面中心的距离为20mm，宽面一端直径为2mm。所述的取样头120的材料为醋酸纤维素，且支撑棒110与取样头120的材料一致，且一体成型。所述的多孔取样层的材料为丝蛋白。制备过程：步骤1：将醋酸纤维素配置成溶液，置于模具中，除去模具中的溶剂得到支撑棒和取样头的一体结构；步骤2：将纯液态丝蛋白(分子量为1500，相当于质量分数100％)和二甲基亚砜溶液(质量分数100％)混合，在45℃搅拌均匀，得到混合溶液；其中，所述二甲基亚砜溶液和丝蛋白溶液的质量比满足：控制搅拌速度满足：步骤3：将取样头用等o2离子处理，并浸没于多孔取样层材料和模板剂的混合溶液中，直至多孔取样层的厚度为50μm；步骤4：将包裹有多孔取样层的取样头用去离子水洗涤，晾干，得到可采集咽拭子的取样棒。对实施例1-5以及对比例1-2的取样棒进行微生物吸附试验，同时选取两根棉棒和两根橡胶棒进行吸附实验。配置仅含一种微生物的组织液，将组织液分别置于不同烧杯中，并将取样棒的取样头浸没于组织液中，3min之后取出，采用离心法提取吸附的微生物，且离心时转速一致。试验结果如表1所示。表1试验结果序号微生物吸附量(mg)是否产生杂质实施例12.0无杂质实施例22.2无杂质实施例32.1无杂质实施例42.3无杂质实施例52.4无杂质对比例11.5无杂质对比例22.2无杂质棉棒11.5有少量棉絮棉棒21.4有少量棉絮橡胶棒11.2无杂质橡胶棒21.3无杂质由表1可知：(1)当多孔取样层的孔径和孔隙率一致时，如果多孔取样层的厚度过薄时，微生物吸附量较少。而当多孔取样层的孔径和孔隙率一致时，增大多孔取样层的厚度，微生物吸附量逐渐增加，而当超过一定厚度时，微生物吸附量却不再增加，但是由于多孔取样层的厚度的增加，却大大增加了在取样头表面修饰多孔取样层的时间和繁琐程度，因此，需要合理控制多孔取样层的厚度。(2)棉棒和橡胶棒能够吸附微生物，但微生物的吸附量明显减少，并且橡胶棒的微生物吸附量低于棉棒的微生物的吸附量，而棉棒的微生物的吸附量明显低于实施例1-5制备的取样棒，在做检测时，由于物质量较少，很容易影响检测结果。(3)取样后，实施例1-5、对比例1-2和橡胶棒并不会在组织液中留下杂质，而棉棒明显会在组织液中留下少量棉絮，仅仅是将棉棒浸没于组织液中就会残留棉絮。而在咽拭子采集时，是手持取样棒在靠近舌根处轻刮两下进行咽拭子采集，也难免会残留棉絮，棉絮的残留会使人很不舒适。本发明设计开发的可采集咽拭子的取样棒的制备方法，优化了模板剂溶液和多孔取样层材料溶液的质量比以及多孔取样层的厚度，有效调节多孔取样层的孔隙率，保证咽拭子的吸附率。尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。当前第1页12