核酸检测设备及核酸检测方法与流程

1.本发明涉及生物检测技术领域，特别是涉及一种核酸检测设备及核酸检测方法。


背景技术：

2.目前，分子检测技术已广泛应用于传染病的诊断、流行病的调查、食品卫生检查、肿瘤和遗传病的早期诊断、法医鉴定、肿瘤个体化诊疗、血液筛查、产前筛查、药物代谢基因组学等各个领域的研究，是目前发展最为迅速的临床检验技术。
3.聚合酶链式反应技术(pcr)作为一种用于放大扩增特定的dna片段的分子生物学技术，由于其具有特异性强、灵敏度高、纯度要求低以及简便、快速的特点，因而被广泛应用于分子生物学检测及分析。但是，样本提取的繁琐性和气溶胶污染是限制pcr技术进一步应用于临床的重要壁垒。同时，传统产品实验步骤多、自动化程度低、需要专门的pcr实验室等因素都会制约其快速发展和基层临床的应用。
4.虽然目前出现了声称可全自动进行核酸检测的一体化仪器平台，但是由于其结构限制，依然需要单独配置一个外置的离心设备，当核酸样本被加入反应管后，操作者需手动拿出反应管装载在离心设备上离心以使核酸样本充盈至反应管的底部检测腔内，再手动将反应管转移至检测模块进行扩增及光学检测。由此可见，现有核酸检测的一体化仪器平台的操作依然较为繁琐，从而降低了实验效率，目前无法满足日益发展的临床要求。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对核酸检测的一体化仪器平台中的样本需要人工进行离心处理的问题，提供一种核酸检测设备及核酸检测方法，该核酸检测设备及核酸检测方法可以达到的对反应管进行自动离心处理的技术效果。
6.根据本技术的一个方面，提供一种核酸检测设备，包括：
7.安装底座；
8.试剂条安装位，设于所述安装底座上，所述试剂条安装位用于安装容纳有反应管的试剂条；
9.离心装置，设于所述安装底座上，用于离心所述反应管中的样本；
10.检测装置，设于所述安装底座上，用于对所述反应管中的样本进行扩增与荧光检测分析；以及
11.移液装置，设于所述安装底座上，所述移液装置用于移动所述反应管。
12.在其中一个实施例中，所述离心装置包括：
13.驱动组件，设于所述安装底座上；
14.转动件，配接于所述驱动组件，所述转动件在所述驱动组件的驱动下绕一转动轴线转动；以及
15.离心件，可转动地配接于所述转动件，所述离心件设有限位所述反应管的安装位。
16.在其中一个实施例中，所述离心件包括相对设置的连接端与自由端，所述连接端
可转动地安装于所述转动件，且所述离心件的转动轴线与所述转动件的转动轴线相交，所述自由端开设有两端开口的反应管安装腔以形成所述安装位。
17.在其中一个实施例中，所述离心装置包括两个离心件，两个所述离心件以所述转动件的转动轴线为对称轴对称安装于所述转动件的相对两侧。
18.在其中一个实施例中，所述转动件具有中间连接部及两个分别位于所述中间连接部的相对两端的卡持部，所述中间连接部配接于所述驱动组件，每个所述卡持部包括两个间隔设置的卡持臂，所述离心件限位于两个所述卡持臂之间并与两个所述卡持臂可转动连接。
19.在其中一个实施例中，所述离心装置还包括偏转件，所述偏转件的两端分别与所述卡持臂和所述离心件配接，所述离心件以所述偏转件为转动中心相对所述卡持臂转动。
20.在其中一个实施例中，每个所述卡持部包括第一卡持部及第二卡持部，所述第一卡持部连接于中间连接部的一端，所述第二卡持部层叠设置于所述第一卡持部一侧，所述第一卡持部朝向所述第二卡持部的一侧开设有第一安装槽，所述第二卡持部朝向第一卡持部的一侧表面开设有与所述第一安装槽对应设置的第二安装槽，所述第一安装槽和所述第二安装槽共同形成用于限位所述转动件的安装孔。
21.在其中一个实施例中，所述离心装置还包括缓冲组件，所述驱动组件通过所述缓冲组件支撑于所述安装底座上。
22.在其中一个实施例中，所述离心装置还包括：
23.定位件，安装于所述转动件并跟随所述转动件转动；及
24.传感组件，安装于所述安装底座并位于所述驱动组件的一侧，所述传感组件用于检测所述定位件的位置；
25.其中，当所述传感组件检测所述定位件位于目标位置时，判断所述转动件处于初始角度。
26.在其中一个实施例中，所述传感组件包括间隔设置信号发射单元与信号接收单元，当所述定位件位于所述信号发射单元和所述信号接收单元之间时，判断所述转动件位于所述目标位置。
27.根据本技术的一个方面，提供一种利用上述核酸检测设备的核酸检测方法，包括以下步骤：
28.安装试剂条至试剂条安装位；
29.提取样品中的核酸并将所述核酸转移至所述反应管中；
30.从所述试剂条中移动所述反应管至离心装置中，对所述反应管中的样本进行离心；
31.从所述离心装置中移动所述反应管至检测装置中，对所述反应管中的所述样本进行扩增与荧光检测分析。
32.上述核酸检测设备及核酸检测方法，在试剂条中完成反应的样本可通过移液装置转移至离心装置，在离心装置的作用下完成离心后，再由移液装置转移至检测装置进行检测。在上述检测过程中，无需从试剂条中手动取出反应管放入额外设置的离心机中离心，省去了人工操作，提高了核酸检测的检测效率，节省了实验成本。
附图说明
33.图1为本发明一实施例的核酸检测设备的结构示意图；
34.图2为图1所示核酸检测设备的离心装置的结构示意图。
35.附图标号说明：
36.100、核酸检测设备；10、安装底座；12、安装底板；14、第一安装基座；16、第二安装基座；20、试剂条；30、离心装置；31、缓冲组件；32、驱动组件；321、驱动支座；323、驱动件；33、转动件；332、中间连接部；334、卡持部；3341、第一卡持部；3343、第二卡持部；34、离心件；341、连接端；343、自由端；35、偏转件；36、定位件；37、传感组件；372、安装支架；374、信号发射单元；376、信号接收单元；40、移液装置；41、移液机构；43、移液枪；50、检测装置；200、反应管。
具体实施方式
37.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
38.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
39.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
40.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
42.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施
方式。
43.参阅图1，图1示出了本发明一实施例中的核酸检测设备的结构示意图。
44.本发明一实施例提供了一种核酸检测设备100，包括安装底座10、试剂条20、离心装置30、移液装置40以及检测装置50。其中，试剂条20、离心装置30、移液装置40以及检测装置50均安装于安装底座10上，试剂条20用于存放试剂、样品以及反应管200，离心装置30用于离心反应管200中的样本，检测装置50用于对反应管200中的样本进行检测，移液装置40用于将反应管200在试剂条20、离心装置30以及检测装置50之间移动。
45.如此，上述核酸检测设备100集成了离心装置30，在试剂条20中完成反应的样本可通过移液装置40转移至离心装置30，在离心装置30的作用下完成离心后，再由移液装置40转移至检测装置50进行检测。在上述检测过程中，无需从试剂条20中手动取出反应管200放入额外设置的离心机中离心，省去了人工操作，提高了核酸检测的检测效率，节省了实验成本。
46.具体地，安装底座10包括安装底板12、第一安装基座14以及第二安装基座16。其中，安装底板12呈长方形板状结构，在下列实施例中，安装底板12的长度方向为第一方向(如图1所示的x方向)，安装底板12的宽度方向为第二方向(如图1所示的y方向)，安装底板12的厚度方向为第三方向(如图1所示的x方向)。第一安装基座14安装于安装底板12的第一方向上的一侧，且第一安装基座14沿第一方向总长延伸。第二安装基座16安装于安装底板12并位于第一安装基座14的第二方向的一侧，第二安装基座16沿第二方向纵长延伸。
47.第一安装基座14在第一方向上远离第二安装基座16的一侧设有试剂条安装位，试剂条20可拆卸地安装于试剂条安装位，试剂条20开设有储液仓、样品仓以及容纳仓以分别容纳试剂、样品以及反应管200。优选地，试剂条安装位可为与试剂条30配合的安装槽或安装轨道。需要说明的是，由于试剂条20的内部结构不属于本技术的主要发明点，故试剂条20的具体构造不在此赘述。
48.检测装置50安装于第二安装基座16上，检测装置50用于对离心后的样本进行扩增与荧光检测以对特定dna序列进行定量分析。需要说明的是，由于检测装置50的内部结构不属于本技术的主要发明点，故检测装置50的具体构造不在此赘述。
49.移液装置40包括移液机构41及移液枪43，移液机构41的一端安装于安装底板12上并位于第二安装基座16远离第一安装基座14的一侧，移液机构41的另一端沿第一方向延伸并位于试剂条20与检测装置50的上方。移液枪43可移动地安装于移液机构41，移液枪43可沿第一方向在试剂条20与检测装置50的上方移动以转移反应管200。需要说明的是，由于移液装置40的内部结构不属于本技术的主要发明点，故移液装置40的具体构造不在此赘述。
50.结合图2所示，图2示出了本发明一实施例中的离心装置的结构示意图。
51.离心装置30安装于第一安装基座14在第一方向上靠近第二安装基座16的一侧，离心装置30包括缓冲组件31、驱动组件32、转动件33以及离心件34，驱动组件32通过缓冲组件31安装于第一安装基座14，反应管200可限位于离心件34中，转动件33在驱动组件32的驱动下带动离心件34转动以使反应管200中的样本离心。
52.具体地，缓冲组件31包括四个缓冲件，四个缓冲件在第一安装基座14上呈阵列排布，每个缓冲件可在外力作用下发生可恢复的形变以起到缓冲作用，从而减小离心装置30在工作过程中因震动产生的噪音。可以理解，缓冲件的数量与排布方式不限，可根据需要设
置以达到理想的缓冲减震效果。
53.驱动组件32包括驱动支座321与驱动件323。驱动支座321支撑于缓冲组件31上，并与缓冲组件31通过紧固件固定连接。驱动件323收容于驱动支座321内，驱动件323的输出轴伸出驱动支座321远离安装基座的一端以与转动件33配接。具体在一实施例中，驱动件323为用于输出扭矩的步进电机。可以理解，驱动件323的具体类型不限，可根据需设置以满足不同驱动要求。
54.转动件33配接于驱动件323的输出轴，转动件33在驱动件323的驱动下绕一转动轴线转动。具体地，转动件33包括中间连接部332及两个卡持部334，中间连接部332通过紧固螺栓固接于驱动组件32的输出轴，因此转动件33可在驱动组件32的驱动下绕一转动轴转动。当转动件33转动至初始角度时，中间连接部332沿第一方向纵长延伸。两个卡持部334分别位于中间连接部332在第一方向上的相对两端，每个卡持部334包括两个在第二方向上间隔设置的卡持臂，每个卡持臂均贯穿开设有沿第二方向延伸的安装孔以安装离心件34。
55.进一步地在一实施例中，每个卡持部334包括第一卡持部3341和第二卡持部3343，第一卡持部3341与中间连接部332一体成型而设，第二卡持部3343层叠设于第一卡持部3341背离安装底座10的一侧。第一卡持部3341朝向第二卡持部3343的一侧表面开设有横截面呈半圆形的第一安装槽，第二卡持部3343朝向第一卡持部3341的一侧表面开设有横截面呈半圆形的第二安装槽，第二安装槽与第一安装槽对应连通以共同形成安装孔。
56.为了保证转动件33在转动过程中的平衡，离心装置30包括两个离心件34，两个离心件34分别限位于两个卡持部334中，从而以转动件33的转动轴线为对称轴对称安装于转动件33的相对两侧，反应管200可插设于任意一个离心件34中。
57.离心件34呈块状结构并设有限位反应管200的安装位，离心件34可转动地配接于转动件33，且离心件34的转动轴线与转动件33的转动轴线相交。如此，当驱动件323驱动转动件33转动时，离心件34也同时发生一定角度的偏转，进而使反应管200中的液体在离心力的作用下充满反应管200底部的检测腔。
58.具体在一些实施例中，离心件34包括相对设置的连接端341与自由端343。离心件34的连接端341可转动地安装于转动件33，自由端343开设有两端开口的反应管安装腔以形成限位反应管的安装位。如此，反应管200可由移液装置40插设于反应管安装腔，当驱动件323驱动转动件33转动时，离心件34在跟随转动件33转动的同时，自由端343向外偏转以带动反应管200向外偏转。
59.更具体地，离心装置30还包括偏转件35，偏转件35的两端分别与卡持臂和离心件34配接，离心件34可以偏转件35为转动中心相对转动件33偏转。具体地在一实施例中，偏转件35为滑动轴套或轴承，离心件34的连接端341在第二方向上的相对两端分别凸设有两个转动轴，偏转件35的一端插设于旋转件33的安装孔中，离心件34的转动轴插设于偏转件35的另一端内。如此，离心件34通过偏转件35相对转动件33偏转，以使样本可集中在反应管200的底部。
60.在一些实施例中，为了控制转动件33的转动角度，离心装置30还包括定位件36和传感组件37。定位件36安装于转动件33并跟随转动件33转动，传感组件37间隔设于驱动组件32的一侧，用于检测定位件36的位置。当传感组件37检测定位件36位于目标位置时，判断转动件33处于初始角度，因此控制驱动组件32停止运行以使转动件33停留在初始角度上，
进而可通过移液装置40取走反应管200。
61.其中，转动件33的初始角度是使转动件33的纵长方向平行于第一方向的位置，当转动件33处于初始角度时，两个离心件34在第一方向上间隔设置。可以理解，可通过改变定位件36相对转动件33的安装角度以调整转动件33的初始角度以移液装置40的不同取样要求。
62.具体地，定位件36呈曲折延伸的杆状结构，定位件36的一端安装于转动件33的转动件33的中间连接部332的一侧，定位件36的另一端沿第二方向弯折延伸的。传感组件37包括安装支架372、信号发射单元374以及信号接收单元376，安装支架372安装于安装底板12，信号发射单元374和信号接收单元376安装于安装支架372并在第三方向上间隔设置，信号发射单元374可发射信号至信号接收单元376。
63.当定位件36位于目标位置时，定位件36位于信号发射单元374和信号接收单元376之间，从而阻挡信号发射单元374发出的信号，信号接收单元376未能接收到信号，从而判断转动件33处于初始角度。具体在一实施例中，信号发射单元374发出的信号为光信号，定位件36可阻挡光信号达到信号接收单元376，从而使传感组件37判断转动件33的转动角度。
64.本技术还提供一种核酸检测方法，包括以下步骤：
65.s110：安装试剂条20至试剂条安装位。
66.具体地，将试剂条20安装至第一安装基座14上的试剂条安装位中，试剂条20中容纳有反应管200。
67.s120：提取样品中的核酸并将核酸转移至反应管200中。
68.s130：从试剂条20中移动反应管200至离心装置30中，对反应管200中的样本进行离心。
69.具体地，通过移液装置40从试剂条20中获取反应管200，然后将反应管200移动至离心装置30的离心件34中，转动件33在驱动组件32的驱动下带动离心件34转动以对反应管200中的含有核酸的样本进行离心。
70.s140：从离心装置30中移动反应管200至检测装置50中，对反应管200中的样本进行扩增与荧光检测分析。
71.具体地，通过移液装置40从离心件34中取出反应管200至检测装置50中，检测装置50对反应管200中的含有核酸的样本进行扩增与荧光检测分析。
72.上述核酸检测设备100集成了试剂条10、离心装置30、检测装置50以及移液装置40，可通过移液装置40将反应管200转移至离心装置30以自动完成离心步骤，然后将离心装置30中的反应管转移至检测装置50进行扩增及光学检测，而无需人工将反应管200转移至外置的离心机进行离心，从而提高了核酸检测的操作便利性与检测效率，降低了实验成本，满足了目前日益发展的临床要求。
73.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
74.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护
范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。