本实用新型涉及分子生物学检测领域，尤其是涉及一种多功能核酸检测装置。
背景技术：
核酸扩增检测已经广泛应用于生物医药等领域中。传统的在核酸扩增检测过程中，普遍存在因扩增产物的交叉污染而造成假阳性的检测结果的情况。并且，传统的核酸扩增检测方法所使用的模板大都需要经过独立的样本提取步骤，而这一步骤也易造成模板交叉污染，影响样本检测结果的判断。目前市场上有一些一体化核酸检测装置，如GeneXpert System等，其能够在一个封闭的体系中实现对待测核酸的提取、扩增与检测，极大地避免了样本在提取及扩增过程中的污染，有效的提高了核酸检测的准确性与可操作性，但这些检测装置普遍存在体积大、构造复杂、均需使用荧光探针且检测成本高的问题，且这类检测装置均为国外研发生产，设备价格昂贵；其他也有一些小型化的核酸检测装置，但在检测过程中又存在检测精度不高的问题。
技术实现要素：
基于此，有必要提供一种结构简单、占用体积小且有利于提高检测精度的多功能核酸检测装置。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下。
一种多功能核酸检测装置，包括底座、传动机构、吸液机构、抽吸机构及与所述底座密封连接的外壳；
其中，所述底座上设有多个液槽，所述底座与所述外壳相配合形成气密空间，所述液槽的开口端位于所述气密空间内；
所述传动机构设在所述外壳的顶端上，且一端伸出所述外壳用以外接旋转驱动装置，所述传动机构包括传动中轴和中轴套，所述中轴套套在所述传动中轴上，所述传动中轴与所述中轴套能够由所述旋转驱动装置驱动，并能够分别独立转动，所述传动中轴和所述中轴套均位于所述气密空间内；
所述吸液机构位于所述气密空间内，所述吸液机构与所述传动机构连接，所述传动中轴转动和所述中轴套转动分别用于带动所述吸液机构在竖直方向做升降运动和旋转运动以在不同的液槽之间进行切换；
所述抽吸机构与所述吸液机构连通，以用于使所述吸液机构从所述液槽吸取液体或向所述液槽排出液体。
在其中一个实施例中，所述液槽背向所述外壳的底部凸出于所述底座的底部，以用于插入外接设备中。
在其中一个实施例中，所述液槽至少包括扩增槽和检测槽，多个所述液槽围绕所述传动机构设置。
在其中一个实施例中，所述多功能核酸检测装置还包括设在所述气密空间内的测试条，所述测试条靠近所述检测槽以用于吸收所述检测槽内的液体。
在其中一个实施例中，所述传动机构还包括中轴转动连接头以及轴套转动连接头；所述传动中轴为丝杆结构，所述中轴套与所述传动中轴之间具有间隙，所述中轴套设有沿所述传动中轴的轴向延伸的限位口；所述中轴转动连接头与所述传动中轴固定连接，所述中轴转动连接头用于与旋转驱动装置连接以带动所述传动中轴转动；所述轴套转动连接头与所述中轴套固定连接，所述轴套转动连接头用于与旋转驱动装置连接以带动所述中轴套转动；
所述吸液机构的一端穿过所述限位口套在所述传动中轴上且与所述传动中轴传动连接；当所述传动中轴转动时，能够带动所述吸液机构上升或下降；当所述中轴套转动时，所述中轴套的内壁能够与所述吸液机构相抵接以带动所述吸液机构转动。
在其中一个实施例中，所述吸液机构包括连接臂、吸液腔体及吸液尖头；所述连接臂的一端穿过所述限位口与所述传动中轴传动连接，所述吸液腔体位于所述连接臂的另一端，所述吸液腔体与所述吸液尖头连通，所述吸液腔体还与所述抽吸机构连通。
在其中一个实施例中，所述多功能核酸检测装置所述吸液腔体包括吸液槽和槽盖，所述槽盖密封盖设在所述吸液槽上，所述槽盖上设有吸液连接柱，所述抽吸机构设有抽吸连接柱，所述抽吸机构与所述吸液机构之间通过两端分别与所述抽吸连接柱及所述吸液连接柱连接的软管连接。
在其中一个实施例中，所述抽吸机构具有多个气压泵，多个所述气压泵的体积不同以形成多级抽吸系统。
在其中一个实施例中，所述外壳设有加样孔，所述加样孔对应至少一个所述液槽，所述加样孔上设有孔盖。
在其中一个实施例中，所述多功能核酸检测装置还包括密封板，所述外壳在靠近所述加样孔的位置设有滑槽，所述密封板嵌套在所述滑槽上且能够沿所述滑槽向所述加样孔单向移动。
上述多功能核酸检测装置通过在底座上设置多个液槽，液槽中可以盛装各种反应所需试剂或作为反应或检测用的容器等，因而可以集合多种功能于一体，如可以用于核酸的提取、扩增和检测，或提取出的至少一重靶标模板的扩增以及检测等。该多功能核酸检测装置通过底座与外壳密封配合，形成一个独立的气密空间，通过操纵装置所携带的传动机构、吸液机构及抽吸机构可以实现吸液机构在不同的液槽之间切换，且可以实现在不同的液槽中吸液或排液，操作简单方便。该多功能核酸检测装置至少具有以下有益效果：
1.各吸液、排液操作可通过外接机器设备自动进行，能够避免核酸检测时人为操作带来的操作误差，利于检测结果的稳定；
2.可避免人为操作时直接接触临床样本，对实验操作人员的生命安全具有保护作用；
3.可避免待检样本间的交叉污染，有利于增加样本检测结果的可信度；
4.整个操作过程基本无需人工操作，可以减少人的直接参与，降低对实验人员技术水平的要求；
5.核酸的扩增和检测可以直接在气密空间内完成，避免了核酸检测需要在标准PCR实验室完成的必要条件，降低了核酸检测的门槛和成本。
本实用新型通过对核酸提取和检测反应过程中的各影响因素进行研究分析发现，如何保证气密空间内的气压稳定性对于吸液和排液的精度具有重要的影响，上述多功能核酸检测装置的传动机构的传动中轴和中轴套以及吸液机构都位于气密空间内，在吸液机构转动和上、下运动时，由于气密空间体积基本没有变化，因此，不会导致气密空间内气压的变化，从而可以保证气密空间内气压的稳定性，进而可以保证吸液机构在吸液或排液时的精度不受气压影响，有利于提高检测结果的准确性和可靠性。
通过位于气密空间内部的传动中轴和中轴套的转动分别带动吸液机构上、下运动和转动，在装置组装时，在传动机构与外壳接触部位可以避免使用诸多密封圈等密封结构以形成有效密封的麻烦，结构设计更简单，且外接旋转驱动装置驱动效果更好，旋转运动的精度更容易把控。
该多功能核酸检测装置主要为一次性使用产品，作为一次性使用的耗材，其结构简单，可实现小体积化，在核酸检测时可集合多种功能于一体，操作简单，能够使核酸检测在更多缺少专业技术人员和实验条件的医疗环境下使用，有利于核酸检测的应用和推广。
附图说明
图1为一实施方式的多功能核酸检测装置的结构示意图；
图2为图1所示多功能核酸检测装置的另一视角的结构示意图；
图3为图1所示多功能核酸检测装置的部分分解示意图；
图4为图3中底座的结构示意图；
图5为图3中外壳的结构示意图；
图6为图3中除去外壳外的其他结构的装配示意图；
图7为图6中传动机构的结构示意图；
图8为图6中吸液机构的结构示意图；
图9为图6中抽吸机构的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”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。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
请结合图1、图2和图3，一实施方式的多功能核酸检测装置10包括底座 100、外壳200、传动机构300、吸液机构400及抽吸机构500。底座100与外壳 200密封连接，二者相配合形成气密空间。
请结合图3、图4和图5，在本实施方式中，底座100上设有多个液槽，且液槽的开口端位于所述气密空间内。多个液槽可用于多种不同的功能，如可以作为储液槽，以存放核酸提取所需的试剂(如裂解液及洗脱液等)、PCR扩增所需的试剂(如引物试剂、PCR缓冲液、酶、dNTPs等)或检测所需的试剂(如探针、酶、荧光试剂等)等；又如可以作为提取槽，以用于提取或洗脱核酸样本；又如可以作为扩增槽，以用于PCR扩增；又如可以作为检测槽，以用于盛装用于检测的反应液等；又如可以作为废液槽，以盛装反应过程中的废液等。各类液槽的数量可以是一个也可以是多个，如在一个具体的实施例中，所述液槽包括储液槽101、提取槽102、扩增槽103、检测槽104和废液槽105；又如在另一个具体的实施例中，所述液槽仅包括扩增槽103和检测槽104。
底座100大致呈圆盘状。各液槽可设计成不同的尺寸和形状，同时根据需要排布其位置，如在一个实施例中，储液槽101可以根据实际需要，设计成不同的形状以及深度。在一个具体的实施例中，多个液槽围绕底座100的边缘设置，如可以呈弧状围成一圈等。进一步，当液槽中存放有试剂时，液槽的槽口密封有可刺破的密封膜。密封膜可以是但不限于铝箔纸等，以便于试剂的存放和整个装置的运输。
在一个实施例中，液槽背向外壳200的底部凸出于底座100的底部，以用于插入外接设备中。相应地，外接设备的底座单元具有多个槽位，以用于供不同的液槽插入。外接设备的底座单元在对应各槽位可以设置加热模块、检测用的辅助模块或磁铁模块(如用于磁力搅拌)等，以配合各功能液槽执行相应的功能。
请结合图3、图4和图5，外壳200大致呈罩状结构。外壳200底部与底座 100密封配合，如可以通过螺纹连接的方式连接，也可以通过卡接的方式连接。外壳200与底座100之间可通过但不限于密封圈等结构密封。外壳200的顶部具有多个操作位，如传动位201以及抽吸位202等，其中，传动位201对应传动机构300，抽吸位202对应抽吸机构500。
在一个实施例中，外壳200上还设有加样孔203。加样孔203对应下方的至少一个液槽，以用于向该液槽中加入待测样本，如在一个具体的实施例中，加样孔203可位于提取槽102的正上方或者位于扩增槽103的正上方，以加入待提取核酸的样本或已提取的核酸样本等。进一步，在该加样孔203处对应设有孔盖204。孔盖204用于密封加样孔203，以保证使外壳200与底座100形成的空间封闭。
进一步，在一个具体的实施例中，该多功能核酸检测装置10还包括密封板 205。外壳200在靠近所述加样孔203的位置设有滑槽206，密封板205嵌套在滑槽206上且能够沿滑槽206向加样孔203单向移动，以将孔盖204压紧在加样孔203上，防止操作时孔盖204松开或脱落，进一步保证内部空间的气密性。单向移动可以进一步保证密封板205的密封性能，以防止误操作或因振动等外界因素造成密封板205脱离密封位置的情况发生。
如图6和图7所示，传动机构300设在外壳200的顶端，且一端伸出外壳 200用以外接旋转驱动装置。具体的，在一个实施例中，传动机构300的一端对应外壳200上的传动位201设置。
在图示所示的具体实施例中，传动机构300为夹套式结构，包括传动中轴 310、中轴套320、中轴转动连接头330以及轴套转动连接头340。传动中轴310 为丝杆结构，中轴套320套在传动中轴310上且与传动中轴310之间具有间隙。中轴套320设有沿传动中轴310的轴向延伸的限位口322。传动中轴310与中轴套320由独立的连接头带动独立转动，具体地，中轴转动连接头330与传动中轴310固定连接，中轴转动连接头330用于与旋转驱动装置连接以带动传动中轴310转动；轴套转动连接头340与中轴套320固定连接，轴套转动连接头340 用于与旋转驱动装置连接以带动中轴套320转动。
请结合图6、图7和图8，吸液机构400与传动机构300连接，吸液机构400 位于所述气密空间内，且能够由传动机构300带动转动以在不同的液槽之间进行切换，或在竖直方向上做升降运动。
具体地，在一个实施例中，吸液机构400的一端穿过限位口322套在传动中轴310上且与传动中轴310传动连接(即螺纹连接)。当传动中轴310转动时，能够带动套设在其上的吸液机构400上升或下降；当中轴套320转动时，由于中轴套320的内壁能够与吸液机构400相抵接，进而能够同步带动吸液机构400转动。
更具体地，在图示所示实施例中，吸液机构400包括连接臂410、吸液腔体 420及吸液尖头430。连接臂410的一端穿过限位口322与传动中轴310传动连接。吸液腔体420位于连接臂410的另一端，吸液腔体420与吸液尖头430连通。
请结合图6、图8和图9，抽吸机构500与吸液腔体420连通，以由抽吸机构500带动从液槽吸取液体或向液槽排出液体。
具体地，在一个实施例中，抽吸机构500具有多个气压泵510。气压泵510 为柱塞式的泵体结构，通过抽吸或推送动作可以实现吸液或排液。多个气压泵 510的体积不同以形成多级抽吸系统，以便吸取或排除不同量的液体，保证吸取或排液时的精度。
进一步，在图示所示实施例中，吸液腔体420包括吸液槽421和槽盖422。槽盖422密封盖设在吸液槽421上。槽盖422上设有吸液连接柱423，吸液连接柱423与吸液腔体420连通。相应地，抽吸机构500设有抽吸连接柱520。多个气压泵510设在该抽吸连接柱520上且各自与抽吸连接柱520连通。抽吸机构 500与吸液机构400之间通过两端分别与抽吸连接柱520及吸液连接柱423连通的软管(图未示)连接。软管具有一定的长度，以保证吸液机构400在转动或升降时具有一定的活动自由度。
请参图3和图4，在一个具体的实施例中，该多功能核酸检测装置10还包括设在气密空间内的测试条600。测试条600靠近检测用的液槽以用于吸收该液槽内的液体。在向检测用的液槽内加入液体后，随着层析现象的发生，扩增产物中组分与测试条600相应部位的组分相杂交，进而形成有颜色的条带。该条带可以被外接设备中的检测模块检测，进而形成判读结果。可理解，在其他实施例中，该多功能核酸检测装置10也可以采用其他检测方式，如进行荧光检测等，相应地，将底座100对应的检测槽104的底部设置为透明即可。
在图示所示具体的实施例中，该多功能核酸检测装置10在使用时，使用者可首先打开孔盖204，使用加样针向存储有样本裂解液的提取槽102中加入一定体积的样本或者预处理样本，然后将孔盖204盖在加样孔203上，并使密封板 205滑至加样孔203上。将该多功能核酸检测装置10放入外接设备的底座单元中。多功能核酸检测装置10安装后，传动机构300、抽吸机构500等将与外接设备中相应的机械相匹配，底座单元中有用于核酸扩增的加热模块、检测用的辅助模块以及可以移动的磁铁等结构。现以提取好的样本为例，对该多功能核酸检测装置10内部运行具体扩增以及检测步骤进行阐述，具体如下：
1)转动中轴套320将吸液尖头430转至提取槽102的正上方，并通过底座单元内的定位传感器验证该运动；
2)压下气压泵510的推杆排出吸液尖头430中的空气，同时转动传动中轴 310，通过丝杆结构带动吸液尖头430向下移动进入提取槽102并使吸液尖头430 的尖部至提取槽102的液面以下；
3)适当松开推杆，气压泵510内的恢复弹簧升高，使样本溶液流入吸液尖头430；
4)转动传动中轴310，带动吸液尖头430向上移动离开提取槽102；
5)转动中轴套320将吸液尖头430转至扩增槽103，采用底座单元内的定位传感器验证该运动；
6)转动传动中轴310，带动吸液尖头430向下移动刺破扩增槽103的槽口处的密封膜，进入盛有扩增体系的扩增槽103，并使吸液尖头430的尖部至液面以下；
7)压下推杆排出吸液尖头430中的液体；
8)转动传动中轴310，带动吸液尖头430向上移动离开扩增槽103；
9)转动中轴套320转动吸液尖头430至储存有甘油等矿物油的储液槽101 的上方位置，采用底座单元的定位传感器验证该运动；
10)转动传动中轴310，带动吸液尖头430向下移动刺破储液槽101的槽口处的密封膜，进入并使吸液尖头430的尖部至液面以下；
11)适当松开推杆，恢复弹簧升高使使矿物油流入吸液尖头430；
12)转动传动中轴310，带动吸液尖头430向上移动离开储液槽101；
13)转动中轴套320转动吸液尖头430至扩增槽103的上方位置，采用底座单元的定位传感器验证该运动；
14)转动传动中轴310，带动吸液尖头430向下移动进入扩增槽103并使吸液尖头430的尖部至液面以下。
15)压下推杆排出吸液尖头430的液体；
16)转动传动中轴310，带动吸液尖头430向上移动离开扩增槽103。
17)底座单元进行核酸扩增的程序；
18)底座单元保持扩增槽103的温度为室温；
19)转动传动中轴310，带动吸液尖头430向下移动进入扩增槽103并使尖部至液面以下；
20)适当松开推杆，恢复弹簧升高使扩增产物流入吸液尖头430；
21)转动传动中轴310，带动吸液尖头430向上移动离开扩增槽103；
22)转动中轴套320转动吸液尖头430至检测槽104的上方位置，采用底座单元的定位传感器验证该运动；
23)转动传动中轴310，带动吸液尖头430向下移动刺破检测槽104的槽口处的密封膜，进入并使尖部至液面以下；
24)压下推杆排出吸液尖头430的液体；
25)转动传动中轴310，带动吸液尖头430向上移动离开检测槽104；
26)检测槽104装有检测扩增产物的测试条600，在液体加入后，随着层析现象的发生，扩增产物中组分与测试条相应部位的组分相杂交，进而形成有颜色的条带，该条带能够被底座单元检测模块捕获，形成判读结果。
上述一些步骤可以进行一次以上。此外，可理解，在其他实施例中，不限于按照上述步骤执行。
上述多功能核酸检测装置10通过在底座100上设置多个液槽，液槽中可以盛装各种反应所需试剂或作为反应或检测用的容器等，因而可以集合多种功能于一体，如可以用于核酸的提取、扩增和检测，或提取出的至少一重靶标模板的扩增以及检测等。该多功能核酸检测装置10通过底座100与外壳200密封配合，形成一个独立的腔体，通过操纵装置所携带的传动机构300、吸液机构400 及抽吸机构500可以实现吸液机构400在不同的液槽之间切换，且可以实现在不同的液槽中吸液或排液，操作简单方便。
该多功能核酸检测装置10的传动机构300的传动中轴310和中轴套320以及吸液机构400都位于气密空间内，在吸液机构400转动和上、下运动时，由于气密空间体积基本没有变化，因此，不会导致气密空间内气压的变化，从而可以保证气密空间内气压的稳定性，进而可以保证吸液机构400在吸液或排液时的精度不受气压影响，有利于提高检测结果的准确性和可靠性。而通过位于气密空间内部的传动中轴310和中轴套320的转动分别带动吸液机构400上、下运动和转动，在装置组装时，在传动机构300与外壳200接触部位可以省去需使用诸多密封圈等密封结构以形成有效密封的麻烦，结构设计更简单，且外接旋转驱动装置驱动效果更好，旋转运动的精度更容易把控。
该多功能核酸检测装置10主要为一次性使用产品，作为一次性使用的耗材，其结构简单，可实现小体积化，在核酸检测时可集合多种功能于一体，操作简单，能够使核酸检测在更多缺少专业技术人员和实验条件的医疗环境使用，有利于核酸检测的应用和推广。
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实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。