用于多重检测的自平衡等量分液反应装置及其方法与应用

本发明涉及分析检测，具体涉及一种用于多重检测的自平衡等量分液反应装置及其方法与应用。

背景技术：

1、在多指标并行检测（如多重免疫分析、病原微生物分型、生化指标联检等）中，通常需要将同一份原始样本精确等量分配至多个独立反腔室，以便与不同靶标的试剂发生平行反应。传统的样本分配主要依赖人工移液或外部机械式分液设备，不仅操作繁琐、通量低下，且开放式的操作环境极易引入人为误差与与样本间交叉污染，难以满足现代临床检验与高通量实验室的质控要求。

2、现有改进方案中，机械式联排分液装置（如cn208320834u）采用电机驱动活塞阵列配合单向阀实现多通道分液，虽在一定程度上提升了分液效率，但其结构复杂、制造成本较高，且作为独立外部设备，无法与一次性反应管集成形成封闭的样本处理流程，仍存在样本暴露风险。离心式分液管盖（如cn202122549794.5）将微流道网络集成于管盖内部，通过离心力驱动液体分配。该方案的等量分液效果高度依赖于离心力的绝对均匀性、微流道加工的极致对称性以及阻隔阀结构的精准设计；在实际使用中，微米级流道易受毛细效应、液体粘度差异及表面张力变化等因素干扰，常导致各储液池填充不均或液体残留，等量分配的可靠性难以保证。此外，单管多重反应方案虽可免去分液步骤，却面临引物间相互干扰、反应条件兼容性差、体系优化周期长及多重靶标数量受限等固有技术瓶颈。

3、因此，本领域亟需开发一种原理可靠、结构简洁、能实现液体等量分配并与多腔室独立反应一体化集成的一体化装置。

4、公开于该背景技术部分的信息仅用于加深对本公开的背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明针对现有多指标联检分液装置依赖外部动力或精密加工、结构复杂且易受样本理化特性干扰导致分配不均及多腔室交叉污染的技术问题，采用侧壁预设高度差连通流道实现被动溢流等量分配，并结合管盖一次下压盖合同步完成穿刺导流与横向流道封闭以形成彼此隔离的独立反应腔室，从而取得了以极简结构实现高精度等量分液与多靶标独立检测、操作便捷、且可兼容常规离心机与预置冻干试剂的极简一体化多重检测效果。

2、根据本公开的一个方面，提供一种用于多重检测的自平衡等量分液反应装置，包含：

3、管盖组件，包括盖体和设于盖体内侧的穿刺导流结构；

4、等量分液组件，包括多个储液槽以及将相邻储液槽依次串联连通的连通流道，每个储液槽的底部设有可被刺破的密封膜；

5、多联管体，由多个独立的反应管联排组成，每个反应管的开口端与一个储液槽的下端对应并密封连接；

6、所述连通流道的入口设于储液槽的侧壁上，且入口的最低点距储液槽内底面的高度大于零，使得在未施加外部动力的情况下，加入第一个储液槽的液体能够通过溢流方式依次充满所有储液槽并实现各储液槽的等量分配；

7、所述管盖组件盖合于所述等量分液组件时，所述穿刺导流结构刺破所述密封膜，使储液槽与反应管形成流体连通；同时，所述管盖组件与等量分液组件通过一锁紧密封结构完成盖合，该锁紧密封结构在盖合状态下封闭所述连通流道，从而使各储液槽与对应反应管构成彼此隔离的独立反应腔室。

8、在本公开的一些实施例中，所述穿刺导流结构包括设置在盖体内侧对应于各储液槽中心位置处的穿刺导流针，所述导流针表面带有纵向凹槽，所述纵向凹槽在刺破密封膜后构成液体流通的通道。

9、在本公开的一些实施例中，所述连通流道的管路内径≤2.0 mm，所述连通流道的入口的最低点距储液槽底部最低点的垂直距离为2.0～4.0 mm。

10、在本公开的一些实施例中，所述储液槽的底部呈u形或v形过渡曲面。

11、在本公开的一些实施例中，所述锁紧密封结构包括：设在管盖组件盖体侧缘底部的密封凸起，以及设在等量分液组件上且位于连通流道入口下方的凹槽，所述密封凸起与凹槽卡合配合，以在盖合时固定管盖组件并封闭所述连通流道的入口。

12、在本公开的一些实施例中，所述多联管体的反应管侧壁设有凹槽，所述等量分液组件的下端设有对应的凸起，所述凹槽与凸起配合形成所述反应管与等量分液组件之间的密封连接。

13、在本公开的一些实施例中，所述多联管体的各反应管内腔底部预置有检测试剂。

14、根据本公开的另一个方面，提供一种批量样本检测方法，基于所述自平衡等量分液反应装置而实施，包含如下步骤：

15、s1.在所述各反应管内预置检测试剂；

16、s2.向第一个储液槽内加入待检测样本溶液，使液面升高并漫过所述连通流道的入口最低点，所述待测样本溶液经所述连通流道依次被动溢流填充至其余所述储液槽，完成等量分配；

17、s3. 向下按压所述管盖组件至密封位，使所述管盖组件侧缘封闭所述连通流道的入口以阻断储液槽间的连通，同时所述穿刺导流结构刺破所述密封膜；

18、s4. 对装置进行离心处理，在离心力作用下各所述储液槽内的样本溶液经所述穿刺导流结构定向转移至对应的所述独立反应管内，溶解所述冻干试剂；

19、s5.混匀后置入对应的反应与检测装置中，进行预定反应与信号采集。

20、根据本公开的另一个方面，提供如所述的自平衡等量分液反应装置在如下至少一种检测场景中的应用：

21、（1）单一样本的多重靶标同步免疫、生化或核酸检测；

22、（2）微生物或细胞药物敏感性测定；

23、（3）环境样品中多目标物的同步分析；

24、（4）过敏原特异性ige的分型检测；

25、（5）多个独立生化反应体系的并行构建与质控。

26、本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下任一技术效果或优点：

27、1. 等量分配精度高且对样本理化特性鲁棒性强：采用侧壁连通流道与底部预设高度差相结合的被动溢流结构。样本液体在液面自然平衡作用下依次溢流填充，该分配机制不依赖微流道精密对称性或表面张力控制，对临床常见样本（如血清、全血裂解液、唾液等）的粘度差异与表面张力波动具有强适应性，有效克服了传统离心微流控装置易受毛细效应干扰导致的填充不均问题，分配变异系数（cv）可稳定控制在较低水平。

28、2. “单步联动”密封转移，彻底阻断横向交叉污染：通过管盖下压的单一机械动作，同步实现侧缘与连通流道入口的贴合密封（切断储液槽间的横向连通）及底部密封膜的刺破（开通储液槽至反应管的纵向转移通道）。该结构联动设计确保样本等量分配完成后，各储液槽与对应独立反应管迅速形成物理隔离的封闭微腔，从根本上杜绝了离心转移过程中的液体回流与靶标间交叉干扰，满足多重独立检测的严苛质控要求。

29、3. 操作流程极简，显著降低人为误差与设备门槛：将传统“多次移液、逐管加样、分别封闭”的冗长步骤，整合为“单点加样→被动溢流等分→下压封穿→离心转移”的标准化流程。无需外部驱动部件、精密阀门或专用离心编程，普通实验人员经简短培训即可操作；同时可兼容常规医用离心机（1000～3000 rpm），大幅降低实验室硬件改造成本，适用于poct现场检测与高通量临床实验室的常规化应用。

30、4. 结构紧凑、工艺成熟且易于产业化量产：装置主体各组件可采用常规医用级高分子材料（如聚丙烯、聚苯乙烯）通过注塑工艺一次成型，连通流道与密封界面的尺寸公差可通过标准化模具直接保证，无需纳米级精密加工或昂贵的表面活化处理。该设计在保障分配精度与反应独立性的同时，显著降低单件制造成本，具备良好的规模化生产基础与市场推广潜力。