本技術(shù)涉及核酸樣本及擴(kuò)增檢測(cè)的，尤其是一種液相核酸樣本體積計(jì)量耗材裝置和方法。

背景技術(shù)：

1、核酸檢測(cè)中的樣本制備涉及多個(gè)步驟。這些步驟包括從組織、細(xì)胞或微生物中釋放出核酸，去除雜質(zhì)或抑制物，濃縮核酸，測(cè)定樣本體積，將一定體積的樣本與試劑混合，并將混合物轉(zhuǎn)移到反應(yīng)管中進(jìn)行擴(kuò)增反應(yīng)。

2、現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于核酸檢測(cè)的樣本制備方法，主要有兩種方式，分別為手動(dòng)操作方式以及自動(dòng)化方式。手動(dòng)操作方式是實(shí)驗(yàn)人員在實(shí)驗(yàn)室通過使用離心機(jī)、移液器、渦旋器等儀器去完成操作；自動(dòng)化方式是通過計(jì)算機(jī)控制的一體機(jī)，自動(dòng)化地完成所有操作步驟。手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大、繁瑣，而且容易出錯(cuò)；自動(dòng)化操作涉及高成本儀器系統(tǒng)，而且儀器系統(tǒng)占用實(shí)驗(yàn)室空間大。自動(dòng)化儀器系統(tǒng)對(duì)于高通量操作來說很好，但對(duì)于低通量操作和即時(shí)診斷（poct）來說性價(jià)比低，為此需要一種液相核酸樣本體積計(jì)量耗材裝置和方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本技術(shù)的目的是，提供一種液相核酸樣本體積計(jì)量耗材裝置和方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中核酸樣本制備時(shí)手動(dòng)操作勞動(dòng)強(qiáng)度大，自動(dòng)化檢測(cè)性價(jià)比較低的技術(shù)問題。

2、本技術(shù)上述目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：一種液相核酸樣本體積計(jì)量耗材裝置，包括樣本采集管、連通樣本采集管的計(jì)量組件、設(shè)置在樣本采集管與計(jì)量組件之間的密封組件、與計(jì)量組件連接的反應(yīng)管，以及設(shè)置在耗材裝置腔體內(nèi)的截?cái)嘟M件，所述計(jì)量組件包含連接密封組件的計(jì)量殼體、與截?cái)嘟M件相通的計(jì)量管以及位于計(jì)量管下端的開合組件，所述計(jì)量管下端的開口被開合組件封堵，所述樣本采集管設(shè)有開口，所述樣本采集管設(shè)有開口的一端外側(cè)設(shè)有外連接結(jié)構(gòu)，所述樣本采集管通過外連接結(jié)構(gòu)連接于密封組件，所述計(jì)量殼體外部周邊設(shè)有用于固定反應(yīng)管的固定組件。

3、通過采用上述技術(shù)方案，在樣本采集管功能性地耦聯(lián)上超聲波發(fā)生器和/或加熱器對(duì)樣本采集管中液體樣本進(jìn)行處理。超聲波發(fā)生器用于細(xì)胞破碎和核酸釋放。加熱器的作用是使樣本采集管內(nèi)液體溫度升至所需溫度，所需溫度為80oc-110oc，如90oc或95oc或98oc或100oc或105oc。加熱器可以是半導(dǎo)體加熱器如珀?duì)柼╬eltier）加熱器或電阻加熱器或紅外加熱器或電磁感應(yīng)加熱器或微波加熱器。將核酸液體樣本置入樣本采集管內(nèi)，再將樣本采集管通過外連接結(jié)構(gòu)連接上密封組件，使密封組件位于計(jì)量組件和樣本采集管之間，封住樣本采集管與計(jì)量組件之間的間隙，然后啟動(dòng)加熱器，在樣本采集管內(nèi)產(chǎn)生足夠高的溫度，以裂解真核細(xì)胞或原核細(xì)胞或病毒等，并釋放出核酸，該溫度還可以高到足以使酶變性和滅活病原體。此外，升高的溫度可以產(chǎn)生足夠的內(nèi)部壓力，該壓力足以將核酸液體樣本壓入計(jì)量管內(nèi)，核酸液體樣本經(jīng)過密封組件以及截?cái)嘟M件流入計(jì)量管內(nèi)。核酸液體樣本在計(jì)量管內(nèi)滿溢出來后，會(huì)觸發(fā)截?cái)嘟M件，從而截?cái)嘟M件關(guān)閉樣本采集管與計(jì)量組件之間的通路，使得核酸液體樣本不再流入計(jì)量管內(nèi)，使得計(jì)量管內(nèi)保持一個(gè)定量的核酸液體樣本。工作人員通過開合組件打開計(jì)量管與反應(yīng)管之間的通路，使得定量的核酸液體樣本流入反應(yīng)管內(nèi)。液體樣本流入反應(yīng)管內(nèi)可以通過重力或離心力，產(chǎn)生離心力可以借助手動(dòng)或離心機(jī)。這樣就可以使得工作人員能夠輕松完成核酸樣本制備，在降低制備成本的同時(shí)使得核酸樣本制備更加方便，實(shí)現(xiàn)了整合核酸樣本制備過程中多步操作集成化、自動(dòng)化和小型化的目的。

4、進(jìn)一步的，所述密封組件包括密封殼體以及固定設(shè)置在密封殼體內(nèi)部上下兩端的密封墊圈，所述密封殼體靠近樣本采集管的一端內(nèi)部設(shè)有內(nèi)連接結(jié)構(gòu)，所述樣本采集管的外連接結(jié)構(gòu)與密封殼體的內(nèi)連接結(jié)構(gòu)連接，所述外連接結(jié)構(gòu)以及內(nèi)連接結(jié)構(gòu)為螺紋或卡扣。

5、通過采用上述技術(shù)方案，擰動(dòng)樣本采集管并通過外連接結(jié)構(gòu)連接上密封殼體，使樣本采集管伸入密封殼體內(nèi)，使樣本采集管端面壓迫密封墊圈，從而防止核酸液體樣本流出。

6、進(jìn)一步的，密封組件內(nèi)設(shè)有過濾墊，所述過濾墊具有過濾不溶顆粒性能或可吸附溶解的非核酸無機(jī)分子性能或有機(jī)分子性能，過濾墊為膜狀或墊狀，其基質(zhì)為網(wǎng)狀材料或多孔粒狀材料。

7、通過采用上述技術(shù)方案，過濾墊可以將核酸液體樣本中的雜質(zhì)全部或部分除去，所述雜質(zhì)是不溶顆?；蚍呛怂岬臒o機(jī)分子或有機(jī)分子，過濾墊的基質(zhì)材料包括纖維素、尼龍、樹脂、玻璃、金屬、金屬氧化物或它們的組合，它們可組成網(wǎng)狀、多孔顆粒狀。這些基質(zhì)表面可進(jìn)行功能性修飾，如羧基、氨基、磺基、羥基、芐基、脂肪基等。

8、進(jìn)一步的，所述截?cái)嘟M件包括支撐板、位于支撐板下方的截?cái)喟?、用于連通截?cái)喟宀⑾蚪財(cái)喟逑路窖由爝M(jìn)入計(jì)量管的導(dǎo)流管以及設(shè)置在截?cái)喟逑路降慕財(cái)鄩K，所述截?cái)喟逡约皩?dǎo)流管由彈性材料制作，所述支撐板上開設(shè)有供樣本流動(dòng)的通口。

9、進(jìn)一步的，所述支撐板設(shè)置于計(jì)量組件的腔體內(nèi)，或所述支撐板設(shè)置于密封組件的腔體內(nèi)。

10、進(jìn)一步的，所述截?cái)鄩K為吸水膨脹聚合物，所述吸水膨脹聚合物包括水凝膠。

11、通過采用上述技術(shù)方案，核酸液體樣本經(jīng)過密封組件的密封殼體或計(jì)量組件的計(jì)量殼體流動(dòng)到支撐板上，再通過支撐板上的通口流到截?cái)喟迳?，再?jīng)過截?cái)喟辶魅雽?dǎo)流管內(nèi)，經(jīng)過導(dǎo)流管的引導(dǎo)流入計(jì)量管內(nèi)，當(dāng)計(jì)量管內(nèi)的核酸液體樣本滿溢時(shí)，滿溢的核酸液體樣本會(huì)流入放置空間內(nèi)被截?cái)鄩K吸收，截?cái)鄩K吸收核酸液體樣本后，截?cái)鄩K激發(fā)擠壓導(dǎo)流管，從而使得導(dǎo)流管封閉，截?cái)嘤?jì)量組件與樣本采集管的通路，使得計(jì)量組件內(nèi)部的核酸液體樣本定量，其中截?cái)喟逡约皩?dǎo)流管的彈性材料為熱塑性聚氨酯彈性體材料、硅膠材料、高溫尼龍材料或含碳納米管材料，凡是水溶性或親水性的高分子，通過一定的化學(xué)交聯(lián)或物理交聯(lián)，都可以形成水凝膠。這些高分子按其來源可分為天然和合成兩大類。天然的親水性高分子包括多糖類（淀粉、纖維素、海澡酸、透明質(zhì)酸，殼聚糖等）和多肽類（膠原、聚l-賴氨酸、聚l-谷氨酸等）；合成的親水高分子包括醇、丙烯酸及其衍生物類（聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚n－聚代化丙烯酰胺等）。

12、進(jìn)一步的，所述固定組件包括固定設(shè)置在計(jì)量殼體外部周邊上的固定卡扣以及固定設(shè)置在反應(yīng)管上端周邊的卡接片。

13、通過采用上述技術(shù)方案，通過推動(dòng)反應(yīng)管套住計(jì)量管，使得卡接片被固定卡扣卡住，從而使反應(yīng)管被固定。

14、進(jìn)一步的，所述開合組件包括設(shè)置安裝在計(jì)量管接近反應(yīng)管一端上的可扭斷式封蓋以及套在可扭斷式封蓋上的止動(dòng)件，所述反應(yīng)管與止動(dòng)件無滑動(dòng)配合，所述計(jì)量管與計(jì)量殼體無滑動(dòng)配合。

15、通過采用上述技術(shù)方案，在反應(yīng)管套住計(jì)量管后，通過轉(zhuǎn)動(dòng)反應(yīng)管使得反應(yīng)管帶動(dòng)止動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)，將可扭斷式封蓋擰斷，在重力或離心力作用下，計(jì)量管內(nèi)預(yù)設(shè)體積的液體樣本被轉(zhuǎn)移到反應(yīng)管，計(jì)量管和開合組件的可扭斷式封蓋可一次注塑成形，在可扭斷式封蓋與計(jì)量管分離時(shí)使計(jì)量管與反應(yīng)管連通。計(jì)量耗材裝置各組件的內(nèi)部空間與外界密封隔離，即全密封；其中計(jì)量組件與反應(yīng)管之間可隨周轉(zhuǎn)動(dòng)而不破壞密封結(jié)構(gòu)。

16、進(jìn)一步的，所述截?cái)嘟M件上方設(shè)有限流裝置，所述限流裝置為熱敏結(jié)構(gòu)或壓敏結(jié)構(gòu)。

17、通過采用上述技術(shù)方案，為防止樣本過早流入計(jì)量管，在截?cái)嘟M件上方設(shè)有限流裝置,如設(shè)有熱敏結(jié)構(gòu)或壓敏結(jié)構(gòu)。壓敏結(jié)構(gòu)可以是一個(gè)壓力敏感膜；其作用是當(dāng)壓力敏感膜兩邊的壓力差達(dá)到預(yù)設(shè)壓力時(shí)，該裝置可導(dǎo)通。該結(jié)構(gòu)可以是在既定溫度或在既定氣壓下破損塑料薄膜；此結(jié)構(gòu)在液體樣本達(dá)到預(yù)定溫度后，如90oc或95oc或100oc或105oc可讓液體流過；或當(dāng)氣壓達(dá)1.5大氣壓以上或2.0大氣壓以上或2.5大氣壓以上或3大氣壓以上時(shí)可讓液體流過。

18、一種液相核酸樣本體積計(jì)量方法，應(yīng)用于上述一種液相核酸樣本體積計(jì)量耗材裝置，包括以下步驟：

19、s1、將置有被檢測(cè)核酸樣本液體的樣本采集管與密封組件連接構(gòu)成全密封核酸樣本體積計(jì)量耗材裝置；

20、s2、將加熱器耦聯(lián)到樣本采集管上并啟動(dòng)加熱器，加熱器可使細(xì)胞或病毒滅活并釋放出核酸分子；

21、s3、樣本管內(nèi)液體樣本被加熱后產(chǎn)生相對(duì)高的氣壓，在此高氣壓下，下部液體通過過濾墊、截?cái)喟搴蛯?dǎo)流管被推進(jìn)到計(jì)量管；

22、s4、待液體樣本在計(jì)量管內(nèi)滿溢，截?cái)鄩K吸收滿溢的液體樣本而膨脹，因此推動(dòng)截?cái)喟宀⑹怪伟宓耐缀?或?qū)Я鞴芊忾]，從而切斷液體從樣本管通向計(jì)量管的通道；

23、s5、轉(zhuǎn)動(dòng)反應(yīng)管使得反應(yīng)管帶動(dòng)止動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)，將可扭斷式封蓋擰斷，開啟計(jì)量管與反應(yīng)管的通道；

24、s6、在重力或離心力作用下計(jì)量管內(nèi)預(yù)設(shè)體積的液體樣本被轉(zhuǎn)移到反應(yīng)管。

25、綜上所述，本技術(shù)至少包括以下一種有益技術(shù)效果：

26、通過液相核酸樣本體積計(jì)量耗材裝置的設(shè)置，將核酸液體樣本倒入樣本采集管內(nèi)，再將樣本采集管通過外連接結(jié)構(gòu)連接上密封組件，使密封組件位于計(jì)量組件和樣本采集管之間，封住樣本采集管與計(jì)量組件之間的間隙，然后啟動(dòng)加熱器，在樣本采集管內(nèi)產(chǎn)生足夠高的溫度，以裂解真核細(xì)胞或原核細(xì)胞或病毒等，并釋放出核酸，該溫度還可以高到足以使酶變性和滅活病原體。此外，升高的溫度可以產(chǎn)生足夠的內(nèi)部壓力，該壓力足以將核酸液體樣本壓入計(jì)量管內(nèi)，核酸液體樣本經(jīng)過密封組件以及截?cái)嘟M件流入計(jì)量管內(nèi)，核酸液體樣本在計(jì)量管內(nèi)滿溢出來后，觸發(fā)截?cái)嘟M件，從而截?cái)嘟M件關(guān)閉樣本采集管與計(jì)量組件之間的通路，使得核酸液體樣本不再流入計(jì)量管內(nèi)，使得計(jì)量管內(nèi)保持一個(gè)定量的核酸液體樣本。工作人員通過開合組件打開計(jì)量管與反應(yīng)管之間的通路，使得定量的核酸液體樣本流入反應(yīng)管內(nèi)，液體樣本流入反應(yīng)管內(nèi)可以通過重力或離心力，產(chǎn)生離心力可以借助手動(dòng)或離心機(jī)。這樣就可以使得工作人員能夠輕松完成核酸樣本制備，降低制備成本的同時(shí)使得核酸樣本制備更加的方便，實(shí)現(xiàn)了整合核酸樣本制備過程中多步操作集成化、自動(dòng)化和小型化的目的。