一种集成化核酸检测卡盒的制作方法

本发明涉及体外诊断，具体涉及一种集成化核酸检测卡盒。

背景技术：

1、体外诊断是将血液、体液、组织等样本从人体中取出，使用体外检测试剂、仪器等对样本进行检测，以便对疾病进行预防、诊断、治疗检测、后期观察、健康评价、遗传疾病预测。核酸检测室体外诊断的一个重要组成部分，核酸检测一般需要进行裂解、纯化、洗脱、检测四个步骤，可以通过微流控技术实现核酸的自动化检测。核酸提取常用的有磁珠法和柱式法，其中由于磁珠法中磁珠易于使用自动化装置进行操控，常用于自动化核酸提取。通过流路设计将各个反应步骤和试剂集成到一个卡盒中，配合相应的流体和气体控制，实现集成化核酸检测。

2、此外，复杂的核酸检测过程中很容易引入污染或者污染实验室环境，因此无论是流路还是气路的设计都要尽量封闭，特别是进行核酸扩增的小室要做到完全封闭，以避免最难消除的扩增后产生的气溶胶污染。

3、核酸检测一体化卡盒可以通过气体驱动去进行流体控制，比起开放式的驱动气体的方式，封闭的活塞更容易实现卡盒动力模块的全封闭。磁珠法核酸检测整个流程中涉及到如裂解液、洗脱液、清洗液、反应试剂等多种液体试剂或者固体试剂，不仅不同类型试剂的使用的量不同，不同核酸检测过程使用的试剂的量也不同，反应试剂的量的变化范围可以从10μl到5000μl，单一量程的活塞很难同时满足可控制流体的体积和精度。通过流路和气路的设计更灵活地实现不同反应试剂量的封闭式核酸检测。

4、为了适用于更多的样本类型，比如鼻咽拭子、血液、脑脊液、组织、石蜡切片等，卡盒要能适用于多种裂解方式。化学裂解和热裂解可以通过更换试剂和对卡盒加热实现；机械裂解中震荡力、剪切力和研磨力的引入往往需要在卡盒上增加更多配件，增加制造难度和成本，超声裂解特别是能与卡盒结合的非接触超声裂解能比较好的解决上述问题。非接触式超声引起液体的空化效应，形成高频的交变水压强，使空腔膨胀、爆炸将样本击碎，能在不增加卡盒制造难度的情况下对难以裂解的样本类型进行处理。

技术实现思路

1、1、发明要解决的技术问题

2、针对现有的核酸检测过程步骤复杂，费时费力，容易造成气溶胶污染，封闭性能不足，适用于样本类型较为单一的技术问题，本发明提供了一种集成化核酸检测卡盒，它集核酸裂解、纯化、洗脱、检测等功能为一体，检测过程步骤简单，省时省力，不易造成气溶胶污染，封闭性能大大提高，适用于多样化的样本类型。

3、2、技术方案

4、为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

5、一种集成化核酸检测卡盒，包括：

6、主体，所述主体内设有圆柱形的中心空腔，围绕所述中心空腔设有圆周排列的储液池、废液池、反应试剂池、样本池、核酸提取小室和活塞小室，所述主体内的腔室的底部连通有通孔，所述主体的底部设有与通孔连接的连通流路，所述主体的底部设有串联气路，所述串联气路与所述活塞小室的通孔连接并将所述活塞小室串联起来，设置竖直气路连通核酸提取小室和串联气路，为核酸提取小室提供正压和负压，所述主体的底面设有流路封膜；

7、双层防护盖结构，包括下盖和上盖，所述下盖与所述主体卡接，所述上盖与所述下盖铰接；

8、阀，所述阀位于所述中心空腔内，所述阀上设有阀中心孔和连通通道，所述阀中心孔位于所述中心空腔的圆柱中心轴上；

9、压环，所述压环与阀抵接，所述阀被压紧于所述主体中心空腔的底部；

10、活塞，所述活塞位于所述活塞小室中；

11、检测芯片，所述检测芯片通过夹板与主体连接，所述夹板上设有芯片进样通孔、芯片进样通道、芯片出样通道、芯片出样通孔、芯片出气通道、芯片出气通孔和反应小室，通道与所述主体内的腔室通过通孔连接，所述夹板的两面夹封有封膜一和封膜二，芯片出样通孔外封有防水透气膜。

12、作为可选，所述活塞包括结构相同的第一活塞和第二活塞，第一活塞包括活塞头、活塞杆和活塞卡扣，所述活塞卡扣上有凹槽和凸起，用于与电机连接和解离。

13、作为可选，所述下盖和所述上盖上设有环绕于所述中心空腔上方的上盖外密封环、上盖内密封环、下盖外密封环、下盖内密封环，所述下盖外密封环和下盖内密封环之间设有气孔，所述上盖与下盖在关闭的状态下，所述上盖外密封环和上盖内密封环之间设有出气口，所述出气口内设有滤芯，所述气孔上设有环状的气孔封膜。

14、作为可选，所述下盖底部所述反应试剂池的对应位置设有试剂压台，所述试剂压台置于所述主体反应试剂池上方。

15、作为可选，所述核酸提取小室为上宽下窄的锥形，所述核酸提取小室的底部有核酸提取小室通孔，所述核酸提取小室通孔与所述中心通孔通过核酸提取小室流路连通，所述核酸提取小室的底部为超声池底，所述超声池底的底面为凸起的弧面，所述弧面用于与超声变幅杆头接触。

16、作为可选，所述中心空腔的底部有软质的垫片，所述垫片上有环形凸台，所述环形凸台位于阀连通通孔和中心通孔上，所述垫片位于阀的下方。

17、作为可选，所述主体底部设有第一反应试剂流路和第二反应试剂流路，所述主体的底部有进样流路和出样流路，所述第一反应试剂流路的第一反应试剂流路通孔和进样流路的第一进样流路通孔朝向同一圆心。

18、作为可选，所述芯片进样通道的端部设有芯片进样通孔，所述芯片出气通道的端部设有芯片出气通孔，所述芯片进样通孔和所述芯片出气通孔连通有竖直的第一芯片连通通道和第二芯片连通通道，所述进样流路、第一芯片连通通道和芯片进样通孔组成芯片进样路径，所述出样流路、第二芯片连通通道和芯片出气通孔组成芯片出样路径。

19、作为可选，所述中心空腔底部有中心通孔和阀连通通孔，所述阀上设有第一通道和/或第二通道，第一通道的终端设有第一通孔，第二通道的终端设有第二通孔，第一通道或第二通道距离阀中心通孔的半径等于主体上阀连通通孔到中心通孔的半径，所述阀底部有能连通主体中心空腔通孔的阀连通流路，所述阀通过绕圆心旋转，所述阀上的第一通孔与第二出样流路通孔重合时，所述阀连通通路与第一反应试剂流路通孔和第一进样流路通孔重合。

20、作为可选，所述主体底部的流路、下盖上的气孔、反应芯片上的流路均采用热压、激光焊接、超声焊接或胶粘方式密封。

21、3、有益效果

22、采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

23、本发明提供的技术方案设置了双层防污染盖子、可串联活塞，结合非接触式超声处理多种样本类型、正负压进样的多种功能，操作方便安全；具有防污染气路流路设计、兼顾体积和精度的流体控制，适用于化学裂解、热裂解、机械裂解多种样本类型，结合配套的自动化系统，突破了以往分子检测对实验室和专业实验室技术人员和集中送检的限制，“样本进，结果出”，真正实现床旁检测(point-of-care，poct)。

技术特征：

1.一种集成化核酸检测卡盒，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种集成化核酸检测卡盒，其特征在于，所述活塞(60)包括结构相同的第一活塞(61)和第二活塞(62)，第一活塞(61)包括活塞头(611)、活塞杆(612)和活塞卡扣(613)，所述活塞卡扣(613)上有凹槽(614)和凸起(615)，用于与电机连接和解离。

3.根据权利要求1所述的一种集成化核酸检测卡盒，其特征在于，所述下盖(20)和所述上盖(30)上设有环绕于所述中心空腔(18)上方的上盖外密封环(36)、上盖内密封环(37)、下盖外密封环(22)、下盖内密封环(23)，所述下盖外密封环(22)和下盖内密封环(23)之间设有气孔(24)，所述上盖(30)与下盖(20)在关闭的状态下，所述上盖外密封环(36)和上盖内密封环(37)之间设有出气口(33)，所述出气口(33)内设有滤芯，所述气孔(24)上设有环状的气孔封膜(21)。

4.根据权利要求3所述的一种集成化核酸检测卡盒，其特征在于，所述下盖(20)底部所述反应试剂池(127)的对应位置设有试剂压台(28)，所述试剂压台(28)置于所述主体反应试剂池(127)上方。

5.根据权利要求1所述的一种集成化核酸检测卡盒，其特征在于，所述核酸提取小室(121)为上宽下窄的锥形，所述核酸提取小室(121)的底部有核酸提取小室通孔(1312)，所述核酸提取小室通孔(1312)与所述中心通孔(1311)通过核酸提取小室流路(131)连通，所述核酸提取小室(121)的底部为超声池底(15)，所述超声池底(15)的底面为凸起的弧面，所述弧面用于与超声变幅杆头接触。

6.根据权利要求1所述的一种集成化核酸检测卡盒，其特征在于，所述中心空腔(18)的底部有软质的垫片(16)，所述垫片(16)上有环形凸台，所述环形凸台位于阀连通通孔(1331)和中心通孔(1311)上，所述垫片(16)位于阀(40)的下方。

7.根据权利要求6所述的一种集成化核酸检测卡盒，其特征在于，所述主体(10)底部设有第一反应试剂流路(135)和第二反应试剂流路(136)，所述主体(10)的底部有进样流路(137)和出样流路(138)，所述第一反应试剂流路(135)的第一反应试剂流路通孔(1351)和进样流路(137)的第一进样流路通孔(1371)朝向同一圆心。

8.根据权利要求1所述的一种集成化核酸检测卡盒，其特征在于，所述芯片进样通道(742)的端部设有芯片进样通孔(741)，所述芯片出气通道(748)的端部设有芯片出气通孔(749)，所述芯片进样通孔(741)和所述芯片出气通孔(749)连通有竖直的第一芯片连通通道(142)和第二芯片连通通道(143)，所述进样流路(137)、第一芯片连通通道(142)和芯片进样通孔(741)组成芯片进样路径，所述出样流路(138)、第二芯片连通通道(143)和芯片出气通孔(749)组成芯片出样路径。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的一种集成化核酸检测卡盒，其特征在于，所述中心空腔(18)底部有中心通孔(1311)和阀连通通孔(1331)，所述阀(40)上设有第一通道(41)和/或第二通道(42)，第一通道(41)的终端设有第一通孔(44)，第二通道(42)的终端设有第二通孔(46)，第一通道(41)或第二通道(42)距离阀中心通孔(45)的半径等于主体上阀连通通孔(1331)到中心通孔(1311)的半径，所述阀(40)底部有能连通主体中心空腔通孔(1311)的阀连通流路(47)，所述阀(40)通过绕圆心旋转，所述阀上的第一通孔(41)与第二出样流路通孔(1382)重合时，所述阀连通通路(47)与第一反应试剂流路通孔(1351)和第一进样流路通孔(1371)重合。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的一种集成化核酸检测卡盒，其特征在于，所述主体(10)底部的流路、下盖(20)上的气孔、反应芯片(70)上的流路均采用热压、激光焊接、超声焊接或胶粘方式密封。

技术总结
本发明公开了一种集成化核酸检测卡盒，涉及体外诊断技术领域，包括主体，所述主体内设有圆柱形的中心空腔，围绕所述中心空腔设有圆周排列的储液池、废液池、反应试剂池、样本池、核酸提取小室和活塞小室，以及双层防护盖结构、阀，压环，活塞，检测芯片。本发明设置了双层防污染盖子、可串联活塞，结合非接触式超声处理多种样本类型、正负压进样的多种功能，操作方便安全；具有防污染气路流路设计、兼顾体积和精度的流体控制，适用于化学裂解、热裂解、机械裂解多种样本类型，结合配套的自动化系统，突破了以往分子检测对实验室和专业实验室技术人员和集中送检的限制，“样本进，结果出”，真正实现床旁检测(point‑of‑care，POCT)。

技术研发人员：孙敬敬,邓林,姜荥左,王帅超
受保护的技术使用者：杭州迪安医学检验中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24