一种核酸检测装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及医疗检测的技术领域，具体涉及一种核酸检测装置。


背景技术：

[0002]
随着全球疫情的爆发，境外输入病例的增多，对我国疫情防控局势提出了新的要求。同时，无症状感染者群体，增加了疫情防控的难度。高效而可靠的病原体检测方法和装置成为防治与控制传染病的重要工具。
[0003]
常规核酸检测需要标准的pcr实验室，由专业的核酸检测人员，通过多步仪器使用及手动操作。现有技术中，如中国专利文献cn210215385u公开的一种核酸检测设备，其包括温控载物台、设在载物台上方的摄像镜头及光源。载物台的顶部上设有盖板，盖板与载物台之间围成样品的容纳腔，盖板上设置多个检测孔。摄像镜头和光源均设在盖板的上方；光源通过安装架而设在摄像镜头的外周上；摄像镜头的顶部设置有移动装置，用于驱动摄像镜头在x轴、y轴及z轴方向移动，以改变摄像镜头和光源的位置。
[0004]
上述的摄像镜头和光源在转移装置的驱动下移动，以对准每个检测孔，光源对样品进行照射以激发样品中添加的荧光化学物质，同时摄像镜头采集图像，进而经过后续的处理得到荧光强度信号曲线，荧光信号强度越高，表明pcr反应产物累计越多。目前，为了减少采集的荧光强度信号的噪音，通常在光源的出光面处设置滤光片，使照射在样品上的光源仅仅为能够激发荧光的光，而滤掉其他杂质光。
[0005]
上述的核酸检测装置，虽然在光源的出光面上设置滤光片来过滤掉杂质光，但是光源的四周处于在外界环境中，光源照射在检测孔的路径上，外界环境中的光会掺杂在光源中，同时照射在检测孔内的样品上，导致得到的荧光强度信号中含有噪声，不能够更准确地反映pcr反应中产物的量。也即，在采集荧光信号时的背景噪声光含量高，影响荧光强度信号反映pcr反应产物量的精确度，最终导致该核酸检测装置的检测精度低。
[0006]
因此，有必要提出一种改进的核酸检测装置。


技术实现要素：

[0007]
因此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中核酸检测装置在荧光信号采集过程中，背景噪声光含量高，影响荧光信号所反映的pcr反应产物量的精确度，导致该核酸检测装置的检测精度低。
[0008]
为此，本实用新型提供一种核酸检测装置，包括：
[0009]
机架，设有样品放置位；
[0010]
图像采集器，设在所述机架上并位于所述样品放置位的上方；
[0011]
光源组件，设在所述机架上并位于所述样品放置位的上方；所述光源组件用于照射出仅用于激发荧光的光源；
[0012]
遮光部件，至少绕设在所述光源组件的出光面和所述图像采集器的镜头的外周一圈，并且所述遮光部件的底部至少部分延伸至所述样品放置位的外周。
[0013]
进一步的，所述遮光部件呈底部具有开口的罩体，所述罩体的顶部罩设在所述图像采集器和所述光源组件的顶部上方。
[0014]
进一步的，所述遮光部件通过升降机构沿竖向可滑动地设在所述机架上。
[0015]
进一步的，升降机构包括固定在所述遮光部件上的升降部件，及驱动所述升降部件做升降运动且设在所述机架上的第一驱动组件。
[0016]
进一步的，所述遮光部件的外壁面和/或内壁面上设有至少一层的吸光层。
[0017]
进一步的，所述核酸检测装置还包括设在所述样品放置位上的样品盒；样品通过设在所述样品盒内而设在所述样品放置位上；所述样品盒的顶部上设有与其内的样品一一对应的检测口；
[0018]
所述遮光部件的底部至少部分绕设在所述样品盒的外周。
[0019]
进一步的，所述样品盒包括：
[0020]
下盖板，具有容纳腔；
[0021]
上盖板，受第一驱动器的驱动可活动地设在所述下盖板的顶部开口上，所述上盖板扣合在所述下盖板上时，与所述下盖板之间围成容置腔体；所述上盖板上设有所述检测口。
[0022]
进一步的，所述上盖板和下盖板的内壁面上分别设置至少一个加热元件；温度检测器及与所述温度检测器和加热元件均电连接的控制器；和/或所述上盖板和/或下盖板的外壁面上设有至少一层耐热涂层。
[0023]
进一步的，所述加热元件上背向各自所在的盖板的一侧表面上还设有至少一个导热板；或者所述下盖板的容纳腔内设置至少一个放置凹槽，所述放置凹槽供pcr板嵌装。
[0024]
进一步的，所述遮光部件套设在所述机架的外周；所述遮光部件的侧壁上设有与所述样品放置位连通的进样口；
[0025]
所述核酸检测装置还包括进样机构，所述样品盒设在所述进样机构上且受所述进样机构的驱动沿第一方向滑动而经所述进样口伸入或退出所述样品放置位；及沿垂直于所述第一方向的第二方向在所述样品放置位处滑动。
[0026]
进一步的，所述进样机构包括：
[0027]
第一滑动机构，设在机架上且沿第一方向做往复直线滑动；
[0028]
第二滑动机构，设在所述第一滑动机构上且沿第二方向做往复直接滑动；
[0029]
载台，设在所述第二滑动机构的第二滑动件上；所述样品盒安装在载台的顶部表面上。
[0030]
本实用新型技术方案，具有如下优点：
[0031]
1.本实用新型提供的核酸检测装置，包括：
[0032]
机架，设有样品放置位；
[0033]
图像采集器，设在所述机架上并位于所述样品放置位的上方；
[0034]
光源组件，设在所述机架上并位于所述样品放置位的上方；所述光源组件用于照射出仅用于激发荧光的光源；
[0035]
遮光部件，至少绕设在所述光源组件的出光面和所述图像采集器的镜头的外周一圈，并且所述遮光部件的底部至少部分延伸至所述样品放置位的外周。通过上述技术方案的设置，样品放置位可放置一定规模数量的样品，易于实现高通量样品检测，在保证灵敏度
的前提下，能够大大缩短常规核酸检测方法的检测时间，适用于大规模核酸检测的应用场景；同时遮光部件的设置能够降低荧光信号的噪声，提高了荧光信号所反映的pcr反应产物量的精确度，使得核酸检测装置的检测精度提高。
[0036]
2.本实用新型提供的核酸检测装置，所述遮光部件呈底部具有开口的罩体，所述罩体的顶部罩设在所述图像采集器和所述光源组件的顶部上方。通过上述技术方案的设置，遮光部件能够对光源组件发出的光以及图像采集器进行遮蔽，降低了荧光信号的噪声。
[0037]
3.本实用新型提供的核酸检测装置，所述遮光部件通过升降机构沿竖向可滑动地设在所述机架上。通过上述技术方案的设置，使得在有样品盒需要检测时，遮光部件的一部分能够向上滑动便于样品盒进入。
[0038]
4.本实用新型提供的核酸检测装置，升降机构包括固定在所述遮光部件上的升降部件，及驱动所述升降部件做升降运动且设在所述机架上的第一驱动组件。通过上述技术方案的设置，使得遮光部件能够相对机架自动化移动，便于控制。
[0039]
5.本实用新型提供的核酸检测装置，所述遮光部件的外壁面和/或内壁面上设有至少一层的吸光层。具体的，所述吸光层为铝黑色氧化。通过上述技术方案的设置，吸光层能够达到吸收光，防止光的反射的效果，在荧光信号检测时能够获得更低的背景噪声，降低了荧光信号的噪声，提高了核酸检测装置的检测精度。
[0040]
6.本实用新型提供的核酸检测装置，所述核酸检测装置还包括设在所述样品放置位上的样品盒；样品通过设在所述样品盒内而设在所述样品放置位上；所述样品盒的顶部上设有与其内的样品一一对应的检测口；所述遮光部件的底部至少部分绕设在所述样品盒的外周。通过上述技术方案的设置，使得样品盒在受检测时，遮光部件能够遮蔽其外周，进一步遮蔽了外界杂光，在荧光信号检测时能够获得更低的背景噪声，降低了荧光信号的噪声，提高了核酸检测装置的检测精度。
[0041]
7.本实用新型提供的核酸检测装置，所述样品盒包括：
[0042]
下盖板，具有容纳腔；
[0043]
上盖板，受第一驱动器的驱动可活动地设在所述下盖板的顶部开口上，所述上盖板扣合在所述下盖板上时，与所述下盖板之间围成容置腔体；所述上盖板上设有所述检测口。具体的，所述上盖板可翻转连接于所述下盖板的顶部一侧，或者所述上盖板可前后滑动设置于所述下盖板顶部，只要达到上盖板可活动连接在下盖板上，均可达到本实用新型的目的，通过上述技术方案的设置，便于样品盒的放置和检测，也便于对上盖板的开合进行控制。
[0044]
8.本实用新型提供的核酸检测装置，所述上盖板和下盖板的内壁面上分别设置至少一个加热元件；温度检测器及与所述温度检测器和加热元件均电连接的控制器；和/或所述上盖板和/或下盖板的外壁面上设有至少一层耐热涂层。通过对应的温度检测器分别对上盖板和下盖板温度的感测，控制器控制对应的加热元件进行加热，从而避免样本冷凝的现象，进而保证了检测结果准确性。所述耐热涂层为黑色高聚物，如黑色的聚甲醛(pom)、黑色尼龙材料等，既能够防止样品盒背向pcr板的一面温度过高烫伤工作人员，同时黑色涂层能够在光源组件照射时不产生反光，在荧光信号检测时能够获得更低的背景噪声，降低了荧光信号的噪声，提高了核酸检测装置的检测精度。
[0045]
9.本实用新型提供的核酸检测装置，所述加热元件上背向各自所在的盖板的一侧
表面上还设有至少一个导热板；或者所述下盖板的容纳腔内设置至少一个放置凹槽，所述放置凹槽供pcr板嵌装。通过上述技术方案的设置，导热板的设置进一步利于热传导，放置凹槽便于pcr板嵌装，进而便于对其进行对准检测。
[0046]
10.本实用新型提供的核酸检测装置，所述遮光部件套设在所述机架的外周；所述遮光部件的侧壁上设有与所述样品放置位连通的进样口；
[0047]
所述核酸检测装置还包括进样机构，所述样品盒设在所述进样机构上且受所述进样机构的驱动沿第一方向滑动而经所述进样口伸入或退出所述样品放置位；及沿垂直于所述第一方向的第二方向在所述样品放置位处滑动。通过上述技术方案的设置，遮光部件能够遮蔽绝大部分杂光，同时能够实现样品盒的整体进样，同时也便于检测时对pcr板的对准。
[0048]
11.本实用新型提供的核酸检测装置，所述进样机构包括：
[0049]
第一滑动机构，设在机架上且沿第一方向做往复直线滑动；
[0050]
第二滑动机构，设在所述第一滑动机构上且沿第二方向做往复直接滑动；
[0051]
载台，设在所述第二滑动机构的第二滑动件上；所述样品盒安装在载台的顶部表面上。通过上述技术方案的设置，实现了样品盒的进样过程，保证进样过程的稳定性，进一步保证样品的质量和检测结果。
附图说明
[0052]
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0053]
图1为本实用新型中核酸检测装置的示意图；
[0054]
图2为图1中隐去遮光部件后的示意图；
[0055]
图3为图2中样品盒移至光源组件下方的示意图；
[0056]
图4为遮光部件在一方向上的示意图；
[0057]
图5为本实用新型中样品盒和进样机构配合的示意图；
[0058]
图6为图5中样品盒的示意图；
[0059]
图7为本实用新型一实施例中样品盒的驱动件的示意图；
[0060]
图8为本实用新型另一实施例中样品盒的驱动件的示意图；
[0061]
附图标记：
[0062]
图中：100-核酸检测装置，1-样品盒，11-检测口，111-转动电机，112-减速机，113-带轮，12-上盖板，13-下盖板，2-进样机构，21-载台，22-第一滑动机构，221-第一滑动件，23-第二滑动机构，231-第二滑动件，3-机架，31-样品放置位，4-图像采集器，5-光源组件，6-遮光部件，61-罩体，62-齿条，63-齿轮，64-进样口。
具体实施方式
[0063]
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
[0064]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0065]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0066]
此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0067]
实施例
[0068]
参图1至图8所示，本实用新型提供一种核酸检测装置100，包括：
[0069]
机架3，设有样品放置位31；
[0070]
图像采集器4，设在所述机架3上并位于所述样品放置位31的上方；
[0071]
光源组件5，设在所述机架3上并位于所述样品放置位31的上方；所述光源组件5用于照射出仅用于激发荧光的光源；
[0072]
遮光部件6，至少绕设在所述光源组件5的出光面和所述图像采集器4的镜头的外周一圈，并且所述遮光部件6的底部至少部分延伸至所述样品放置位31的外周。本技术方案的设置，使得样品放置位31可放置一定规模数量的样品，易于实现高通量样品检测，在保证灵敏度的前提下，能够大大缩短常规核酸检测方法的检测时间，适用于大规模核酸检测的应用场景；同时遮光部件6的设置能够降低荧光信号的噪声，提高了荧光信号所反映的pcr反应产物量的精确度，使得核酸检测装置100的检测精度提高。
[0073]
具体的，所述遮光部件6呈底部具有开口的罩体61，所述罩体61的顶部罩设在所述图像采集器4和所述光源组件5的顶部上方，遮光部件6能够对光源组件5发出的光以及图像采集器4进行遮蔽，降低了荧光信号的噪声。
[0074]
如图4所示，所述遮光部件6通过升降机构沿竖向可滑动地设在所述机架3上，使得在有样品盒1需要检测时，遮光部件6的一部分能够向上滑动便于样品盒1进入。
[0075]
进一步的，所述升降机构包括固定在所述遮光部件6上的升降部件，及驱动所述升降部件做升降运动且设在所述机架3上的第一驱动组件，使得遮光部件6能够相对机架3自动化移动，便于控制。
[0076]
在本实用新型一实施方式中，所述升降部件为沿所述竖直方向设于所述遮光部件6一侧的齿条62，所述第一驱动组件为固定于所述机架3上且与所述齿条62啮合的齿轮63、电性连接所述齿轮63以驱动所述齿轮63转动的驱动电机，通过驱动所述齿轮63转动从而带动所述齿条62，同时也带动遮光部件6相对齿轮63上下移动，从而实现所述遮光部件6的自动化移动。
[0077]
当然，在其他实施方式中，所述升降机构为固定于机架3上的升降气缸，所述遮光部件6固定连接在该升降气缸的输出端以实现所述遮光部件6的自动化移动。只要能够实现所述遮光部件6的自动化移动，则均可达到本实用新型的目的。
[0078]
优选的，所述遮光部件6的外壁面和/或内壁面上设有至少一层的吸光层。具体的，所述吸光层为铝黑色氧化，这样吸光层能够达到吸收光，防止光的反射的效果，在荧光信号检测时能够获得更低的背景噪声，降低了荧光信号的噪声，提高了核酸检测装置100的检测精度。
[0079]
本实施例中，如图6至图8所示，所述核酸检测装置100还包括设在所述样品放置位31上的样品盒1；样品通过设在所述样品盒1内而设在所述样品放置位31上；所述样品盒1的顶部上设有与其内的样品一一对应的检测口11；所述遮光部件6的底部至少部分绕设在所述样品盒1的外周，使得样品盒1在受检测时，遮光部件6能够遮蔽其外周，进一步遮蔽了外界杂光，在荧光信号检测时能够获得更低的背景噪声，降低了荧光信号的噪声，提高了核酸检测装置100的检测精度。
[0080]
所述样品盒1包括：下盖板13，具有容纳腔；上盖板12，受第一驱动器的驱动可活动地设在所述下盖板13的顶部开口上，所述上盖板12扣合在所述下盖板13上时，与所述下盖板13之间围成容置腔体；所述上盖板12上设有所述检测口11。具体的，所述上盖板12可翻转连接于所述下盖板13的顶部一侧，或者所述上盖板12可前后滑动设置于所述下盖板13顶部，只要达到上盖板12可活动连接在下盖板13上，均可达到本实用新型的目的，通过上述技术方案的设置，便于样品盒1的放置和检测，也便于对上盖板12的开合进行控制。
[0081]
参图6和图7所示，在本实用新型一实施方式中，所述样品盒1设有分别连接所述上盖板12和下盖板13的转动电机111以驱动所述上盖板12和下盖板13的开合，整体自动化程度高，且能够很好的保护检测样本。
[0082]
参图6和图8所示，在本实用新型另一实施方式中，所述样品盒1还具有连接于所述转动电机111输处端的减速机112，所述减速机112的输出端安装有带轮113。通过上述技术方案的设置，能够延长转动电机111的使用寿命，使得所述上盖板12和下盖板13的开合更稳定。
[0083]
具体的，所述上盖板12和下盖板13的内壁面上分别设置至少一个加热元件；温度检测器及与所述温度检测器和加热元件均电连接的控制器；和/或所述上盖板12和/或下盖板13的外壁面上设有至少一层耐热涂层。通过对应的温度检测器分别对上盖板12和下盖板13温度的感测，控制器控制对应的加热元件进行加热，从而避免样本冷凝的现象，进而保证了检测结果准确性。所述耐热涂层为黑色高聚物，如黑色的聚甲醛(pom)、黑色尼龙材料等，既能够防止样品盒1背向pcr板的一面温度过高烫伤工作人员，同时黑色涂层能够在光源组件5照射时不产生反光，在荧光信号检测时能够获得更低的背景噪声，降低了荧光信号的噪声，提高了核酸检测装置100的检测精度。
[0084]
进一步的，所述加热元件上背向各自所在的盖板的一侧表面上还设有至少一个导热板；所述下盖板13的容纳腔内设置至少一个放置凹槽，所述放置凹槽供pcr板嵌装，导热板的设置进一步利于热传导，优选的，所述导热板为铝板；放置凹槽便于pcr板嵌装，进而便于对其进行对准检测。
[0085]
如图1至图5中所示，所述遮光部件6套设在所述机架3的外周；所述遮光部件6的侧
壁上设有与所述样品放置位31连通的进样口64；
[0086]
所述核酸检测装置100还包括进样机构2，所述样品盒1设在所述进样机构2上且受所述进样机构2的驱动沿第一方向滑动而经所述进样口64伸入或退出所述样品放置位31；及沿垂直于所述第一方向的第二方向在所述样品放置位31处滑动，遮光部件6能够遮蔽绝大部分杂光，同时能够实现样品盒1的整体进样，同时也便于检测时对pcr板的对准。
[0087]
所述进样机构2包括：第一滑动机构22，设在机架3上且沿第一方向做往复直线滑动；第二滑动机构23，设在所述第一滑动机构22且沿第二方向做往复直接滑动；载台21，设在所述第二滑动机构23的第二滑动件231上；所述样品盒1安装在载台21的顶部表面上，实现了样品盒1的进样过程，保证进样过程的稳定性，进一步保证样品的质量和检测结果。
[0088]
具体的，在一实施方式中，所述第一滑动机构22和第二滑动机构23均包括旋转电机、连接于旋转电机输出端的丝杆，第一滑动机构22具有沿第一方向滑动的第一滑动件221，第二滑动机构23固定在第一滑动件221上，第二滑动件231沿第二方向滑动并载运所述载台21沿第二方向移动，从而实现样品盒1的进样过程，且进样过程稳定。
[0089]
当然，在其他实施方式中，所述第一滑动机构22和第二滑动机构23可设置为伸缩气缸，第一滑动机构22具有设于其对应的伸缩气缸输出端的第一滑动件221以沿第一方向滑动，第二滑动机构23固定在第一滑动件221上，第二滑动机构23具有设于其对应的伸缩气缸输出端的第二滑动件231以沿第二方向滑动，并载运所述载台21沿第二方向移动，从而实现样品盒1的进样过程，且进样过程稳定。只要能够实现对载台21的移动机构，则均可达到本实用新型的目的。
[0090]
本发明的核算检测装置的检测方法包括：
[0091]
控制上盖板打开，将pcr板对应放置于下盖板的放置凹槽中；
[0092]
控制旋转电机将上盖板盖合，并控制加热元件对上盖板及下盖板加热，并根据温度检测器的温度控制加热元件将上盖板和下盖板加热至预设温度；
[0093]
控制升降机构工作使得遮光部件遮蔽光源组件、图像采集器；
[0094]
控制进样机构将样品盒载运至遮光罩前侧开口内，控制升降机构和工作使得遮光部件遮蔽样品盒，进行荧光信号探测。
[0095]
综上所述，本实用新型提出一种核酸检测装置100，包括：机架3，设有样品放置位31；图像采集器4，设在所述机架3上并位于样品放置位31的上方；光源组件5，设在所述机架3上并位于样品放置位31的上方；所述光源组件5用于照射出仅用于激发荧光的光源；遮光部件6，至少绕设在所述光源组件5的出光面和所述图像采集器4的镜头的外周一圈，并且所述遮光部件6的底部至少部分延伸至所述样品放置位31的外周。本技术方案的设置，样品放置位31可放置一定规模数量的样品，在保证灵敏度的前提下，能够大大缩短常规核酸检测方法的检测时间，适用于大规模核酸检测的应用场景；同时遮光部件6的设置能够降低荧光信号的噪声，提高了荧光信号所反映的pcr反应产物量的精确度，使得核酸检测装置100的检测精度提高。
[0096]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。