一种用于核酸检测的样本分配器及样本分配方法与流程

本发明涉及核酸检测的辅助设备技术领域，尤其涉及一种用于核酸检测的样本分配器及样本分配方法。

背景技术：

在医学分子生物学检测领域中，核酸检测技术发展迅速，核酸检测已经普及到世界各国。目前核酸检测的主要方法有，实时荧光定量pcr技术、多聚酶链反应检测法(pcr)、核酸序列依赖性扩增法、转录介导的扩增技术、连接酶酶促链式反应(lcr)、支链dna检测法(bdna)等。使用以上技术进行测定时，一般都是对某一种生物体样本单独进行一个项目的测定，而且常规情况下都是大通量检测，因此需要集中一定量的样本后进行测定，以节省时间和成本。当一个样本需要进行多个项目测定时，只能一个个项目单独进行测定，需要花费更长的时间和成本。

普通pcr测定过程中如何避免扩展物与外界空气接触造成交叉污染的问题，一直是业界关注的问题，现已有相关技术解决此问题，但检测仪器的成本过高。

技术实现要素：

本发明要解决的主要技术问题是：提供一种用于核酸检测的样本分配器和基于此样本分配器的样本分配方法，能够实现对同一个样本的定量自动分配，且能够避免与空气接触造成交叉污染。

为了解决上述的主要技术问题采取以下技术方案实现：

一种用于核酸检测的样本分配器，包括样本分配器本体，其包括有主体板、转轴；其中，所述主体板上开设有若干个定量孔道，用于在第一加注周期加注样本以及在第二加注周期加注隔离试剂的加入孔道，与定量孔道、加入孔道背向分布的引导孔道、残液排出孔道；所述转轴横穿主体板，且开设有连通槽，以及贯穿转轴的导通孔道；当转轴旋转至第一位置时，所述连通槽与加入孔道、定量孔道连通，所述转轴周面封闭引导孔道和残液排出孔道；当转轴旋转至第二位置时，其中一所述导通孔道用于连通加入孔道和残液排出孔道，其余所述导通孔道用于连通定量孔道和引导孔道；所述转轴在第一位置和第二位置来回切换，以便完成第一加注周期和第二加注周期的加注；

还包括扩增管，用于盛放扩增试剂，插合在主体板且与引导孔道相通；

废液收集管，用于盛放残余样本，插合在主体板且与残液排出孔道相通；

震荡机构，用于暂时存放和震荡主体板和扩增管。

优选地，所述加入孔道直径大于定量孔道的直径；若干个所述定量孔道并行分布在加入孔道的同一侧且沿转轴的轴向直线分布。

优选地，所述定量孔道的数量为1-12个。

优选地，所述导通孔道是直线形；与所述加入孔道相对的导通孔道直径与加入孔道、残液排出孔道的直径相适配，其余的所述导通孔道与所述引导孔道、定量孔道直径相适配；所述定量孔道体积为2-100ul。

优选地，所述转轴至少一个端面上设置有用于辅助旋转和观察转轴所处位置的转动凹槽。

优选地，所述转轴第一位置和第二位置的间隔为90°。

优选地，所述主体板是透明材料；所述扩增管的材料能够使紫外线通过。

优选地，所述隔离试剂为液体石蜡。

一种用于核酸检测的样本分配方法，所述方法是基于上述用于核酸检测的样本分配器，所述方法包括以下步骤：

第一加注周期；s1：将若干个盛放有扩增试剂的扩增管插合在主体板上，使扩增管与引导孔道一一对应相通；将废液收集管插合在主体板上，使废液收集管与其中一引导孔道对应相通；

s2：转轴处于第一位置，此时转轴周面封闭引导孔道和残液排出孔道；利用外部加注装置向加入孔道内加注核酸样本，核酸样本流至连通槽内，在毛细管现象的作用下，充满每个定量孔道；

s3：转轴在动力作用下由第一位置转动至第二位置，此时位于转轴的一导通孔道连通加入孔道、残液排出孔道、废液收集管，其余的导通孔道一一对应的连通定量孔道、引导孔道、扩增管；

s4：将处于s3步骤的主体板置于震荡机构上进行振荡，在震荡机构的作用下，位于定量孔道和加入孔道的核酸样本完全落至扩增管或者废液收集管内；

s5：将振荡完成后的转轴回位至第一位置；

第二加注周期；第二加注周期在第一加注周期完成后启动，s5：利用外部加注装置向加入孔道内加注隔离试剂，隔离试剂流至连通槽内，在毛细管现象的作用下，充满每个定量孔道；

s6：转轴在动力作用下，由第一位置转动至第二位置，此时位于转轴的一导通孔道连通加入孔道、残液排出孔道、废液收集管，其余的导通孔道一一对应的连通定量孔道、引导孔道、扩增管；在隔离试剂重力作用下，位于定量孔道和加入孔道内的隔离试剂流至扩增管内，并封闭在核酸样本和扩增试剂的外层，以隔绝空气进入核酸样本和扩增试剂内；

s7：将加注完隔离试剂的转轴回位至第一位置，以保证引导孔道与外界空气的隔绝；

s8：将第二加注周期完成后的主体板和扩增管，置于扩增机构内进行扩增。

与现有技术相比，本发明应用于核酸检测过程中具备下列优点：

(1)在主体板上设置一个加入孔道，在加入孔道内加注核酸样本即能够自动分配至设置好的多个样本定量孔道中，避免使用常规方法一一加样，提高了工作效率。

(2)通过人工或机器旋转转轴，样本自动进入到各个核酸扩增管中，与扩增管内的扩增试剂进行接触，操作方便，成本低廉。

(3)样本定量孔道的体积根据检测方法的要求加工制成，一次性使用避免交叉污染。

(4)多个定量孔道对应多个扩增管，从而能够实现单一核酸样本的多个项目同时检测，节约检测时间和检测成本。

(5)转轴在第一位置和第二位置来回切换，从而完成第一加注周期的加注样本，和第二加注周期的加注隔离剂；转轴处于第一位置时，转轴封闭引导孔道，从而实现对扩增管的第一层隔绝，隔离剂能够对扩增管的顶部进行第二层隔绝，双层隔绝的设置保证了在扩增过程中，外界空气不能与扩增物接触，避免了交叉污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图做简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为整体结构示意图；

图2为样本分配器本体的结构示意图；

图3为转轴位于第一位置的结构示意图；

图4为转轴位于第二位置的结构示意图。

图中：10为样本分配器本体，11为主体板，12为转轴，121为转动凹槽，122为连通槽，13为定量孔道，14为加入孔道，15为引导孔道，16为残液排出孔道，17为导通孔道，20为震荡机构，30为扩增管，40为废液收集管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。

请参阅图1-4所示，一种用于核酸检测的样本分配器，包括样本分配器本体10，扩增管30，废液收集管40，震荡机构20。

样本分配器本体10包括有主体板11、转轴12；所述主体板11上开设有若干个定量孔道13，加入孔道14、引导孔道15和残液排出孔道16；所述加入用于在第一加注周期加注样本以及在第二加注周期加注隔离试剂；引导孔道15和定量孔道13一一对应，且两者的轴线位于同一直线，引导孔道15和定量孔道13分别位于主体板11的相对两侧且两者之间有一定的间隔距离；所述残液排出孔道16和加入孔道14相对应，且两者的轴线也位于同一直线，残液排出孔道16和加入孔道14之间也有一定的间隔。

转轴12能够自转，且横穿主体板11，转轴12位于引导孔道15和定量孔道13之间；所述引导孔道15和定量孔道13之间的间隔与转轴12的直径相适配；转轴12上开设有连通槽122，以及贯穿转轴12的导通孔道17；连通槽122用于连通加入孔道14和定量孔道13；所述加入孔道14的直径大于定量孔道13的直径，从而能够加快加入孔道14的核酸样本或者隔离试剂流入到定量孔道13的速度；若干个所述定量孔道13并行分布在加入孔道14的同一侧且沿转轴12的轴向直线分布，若干个定量孔道13的高度一致，将加入孔道14设置在主体板11的边缘是为了避免利用自动化机械装置加注核酸样本或者隔离剂时，滴落进定量孔道13内，造成定量孔道13内液体的误差；通常情况下，所述定量孔道13的数量为1-12个，优选为8个。

导通孔道17是直线形，与转轴12任意一截面的其中一直径重叠；导通孔道17的个数比定量孔道13的个数多一个；与加入孔道14的轴线位于同一直线的一个导通孔道17，其直径与加入孔道14、残液排出孔道16的直径相适配；其余的所述导通孔道17与所述引导孔道15、定量孔道13的直径相适配；所述定量孔道13的体积通常为2-100ul。

转轴12两端均伸出主体板11，转轴12的至少一个端面上设置有转动凹槽121，转动凹槽121位于转轴12端面的中心且是条状；转动凹槽121能够使其他的辅助件插入以实现转轴12的转动，同时由于转动凹槽121转动过程中其所处的状态不同(竖直状态或者平行状态)，从而使检测人员能够直观的观察到转轴12所处的位置以及导通孔道17的状态。

当转轴12旋转至第一位置(即转轴12的初始位置)时，所述连通槽122与加入孔道14、定量孔道13连通，此时能够从加入孔道14内加入样本或者隔离试剂，在转轴12位于第一位置时，所述转轴12的周面封闭引导孔道15和残液排出孔道16；当转轴12旋转至第二位置时，其中一个导通孔道17将加入孔道14和残液排出孔道16连通起来，剩余部分的所述导通孔道17将定量孔道13和引导孔道15一一对应的连通起来，此时能够使位于定量孔道13内的液体流至引导孔道15内，位于加入孔道14的液体流至残液排出孔道16内。

转轴12在第一位置和第二位置来回切换，以便完成第一加注周期和第二加注周期的加注；第一加注周期是加注核酸样本，第二加注周期是加注隔离试剂；第一加注周期结束后启动第二加注周期，第一加注周期结束后，转轴12位于第一位置，第二加注周期结束后，转轴12也处于第一位置。

扩增管30是用于盛放扩增试剂，扩增管30的管口处插合在主体板11内且与引导孔道15相通；在主体板11上设置有橡胶卡圈，扩增管30能够卡在橡胶卡圈上，当施加的力超过一定值时，扩增管30才能从引导孔道15上取下，即在本发明的样本分配器工作时，扩增管30不会掉落；扩增管30与主体板11的连接方式可以参考现有技术即可。

废液收集管40是用于盛放加入孔道14内的残余样本；所述废液收集管40的管口端插合在主体板11内且与残液排出孔道16相通；废液收集管40的直径大于或者等于残液排出孔道16的直径；废液收集管40与主体板11的连接方式可以参考扩增管30与主体板11的连接方式。

震荡机构20是用于暂时存放和震荡主体板11和扩增管30，即震荡机构20是用于保证位于定量孔道13和加入孔道14内的样本能够完全落至扩增管30内；震荡机构20的表面设置有泡沫等缓冲性的材质，从而表面主体板11和扩增管30的损坏；通常情况下可以在泡沫上设置有放置主体板11和扩增管30的凹槽，从而既能够保证主体板11、扩增管30与震荡机构20的连接稳定性，也能避免损坏扩增管30、主体板11，还能保证拿取方便，震荡机构20自身的结构可以参考现有技术，震荡机构20的振荡电机，其直流电压通常在5-24v之间且可调，rpm在100转到1000转可调。

为了便于观察和操作，所述主体板11是透明材料；所述扩增管30的材料能够使紫外线通过；所述隔离试剂为液体石蜡；所述转轴12第一位置和第二位置的间隔为90°，通过正向旋转转轴90°来实现第一位置向第二位置的切换，通过反向旋转转轴90°来实现第二位置向第一位置的切换，即回位。

本发明的分配方法为：第一加注周期，将若干个盛放有扩增试剂的扩增管30插合在主体板11上，使扩增管30与引导孔道15一一对应相通；将废液收集管40插合在主体板11上，使废液收集管40与其中一引导孔道15对应相通；

使转轴12处于第一位置，此时转轴12周面封闭引导孔道15和残液排出孔道16；利用外部加注装置向加入孔道14内加注核酸样本，核酸样本流至连通槽122内，在毛细管现象的作用下，充满每个定量孔道13；

转轴12在动力作用下由第一位置转动至第二位置，此时位于转轴12的一个导通孔将加入孔道14、残液排出孔道16、废液收集管40连通起来，用于将加入孔道14内残余的核酸样本进行排空，其余的多个导通孔道17将将定量孔道13、引导孔道15、扩增管30一一对应的连通起来，用于使核酸样本流动扩增管30内；

将转轴12处于第二位置的主体板11置于震荡机构20上进行振荡，在震荡机构20的作用下，位于定量孔道13和加入孔道14的核酸样本完全落至扩增管30或者废液收集管40内；

将振荡完成后的转轴12回位至第一位置，即完成第一加注周期，即在扩增试剂内加入核酸样本；

在第一加注周期完成后启动第二加注周期，利用外部加注装置向加入孔道14内加注隔离试剂，隔离试剂流至连通槽122内，在毛细管现象的作用下，充满每个定量孔道13；

转轴12在动力作用下，由第一位置转动至第二位置，此时位于转轴12的一导通孔道17连通加入孔道14、残液排出孔道16、废液收集管40，用于将加入孔道14内的残余的隔离试剂进行排空；其余的导通孔道17一一对应的连通定量孔道13、引导孔道15、扩增管30，用于使隔离试剂流动至扩增管30内；在隔离试剂重力作用下，位于定量孔道13和加入孔道14内的隔离试剂流至扩增管30内，并封闭在核酸样本和扩增试剂的外层，以隔绝空气进入核酸样本和扩增试剂内；

将加注完隔离试剂的转轴12回位至第一位置，以保证引导孔道15与外界空气的隔绝；

将第二加注周期完成后的主体板11和扩增管30，置于扩增机构内进行扩增，隔离剂的隔绝和转轴12处于第一位置时对引导孔道15的隔绝，从而实现了双层隔绝，保证了在扩增过程中，外界空气不能与扩增物接触，避免了交叉污染。

需要说明的是，本发明中的“上、下、左、右、内、外”是以图中零部件的相对位置为基准定义的，只是为了描述技术方案的清楚及方便，应当理解，此方位词的应用对本申请的保护范围不构成限制。

以上所述的实施方式为优选实施方式而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特性进行等同替换，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。