一种核酸检测装置及核酸检测方法与流程

一种核酸检测装置及核酸检测方法
1.本技术是申请日为2022年04月18日、申请号为202210400960.1、发明名称为“一种核酸检测装置及核酸检测方法”的专利的分案申请。
技术领域
2.本技术涉及医疗诊断领域，特别涉及一种核酸检测装置及核酸检测方法。


背景技术：

3.核酸检测是一种体外诊断的医疗检测方式，能够快速对检测样本中病原体核酸进行检测。核酸检测是实现病原体早期、快速、特异检测的最直接、最可靠、最灵敏的方法，在疾病诊断、疫情防控、健康监测等领域具有重要的应用。核酸检测通过对病原体的遗传物质(如dna或rna)进行检测，以确定病原体的种类、浓度等信息，避免疾病感染窗口期等因素的干扰。目前的核酸检测所使用的核酸检测装置通常基于实时荧光定量 pcr技术进行，该核酸检测装置的操作复杂，操作时间过长，对于操作人员和操作环境有很高的要求，极大的限制了核酸检测装置的使用群体和使用环境。
4.因此，在医疗诊断过程中，如何使得核酸检测装置能够简便快捷地对病原体的核酸检测并提高检测效率，是本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本说明书实施例提供一种核酸检测装置，其包括壳体部和反应部，所述壳体部设有样本腔、第一观察腔和第二观察腔，所述反应部设有第一反应腔和第二反应腔；所述样本腔与所述第一反应腔相连通，且所述样本腔与所述第二反应腔相连通；所述第一观察腔与所述第一反应腔相连通，所述第二观察腔与所述第二反应腔相连通。
6.本说明书实施例还提供一种核酸检测方法，其应用本说明书任一技术方案所述的核酸检测装置，所述检测方法包括：将样本放入所述样本腔内；使得包含所述样本的流体通过第一样本出口进入第一反应腔，以及使得包含所述样本的流体通过第二样本出口进入第二反应腔；使得所述样本在所述第一反应腔内发生逆转录环介导等温扩增反应，以检测所述样本的内标基因，以及使得所述样本在所述第二反应腔内发生逆转录环介导等温扩增反应，以检测所述样本的靶标基因；使得所述第一反应腔内发生反应后生成的第一扩增反应产物进入所述第一观察腔，以及使得所述第二反应腔内发生反应后生成的第二扩增反应产物进入所述第二观察腔；观察所述第一观察腔内的所述第一扩增反应产物的颜色，以及观察所述第二观察腔内的所述第二扩增反应产物的颜色。
附图说明
7.本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
8.图1是根据本说明书一些实施例所示的核酸检测装置的示例性结构图；
9.图2是根据本说明书一些实施例所示的核酸检测装置的示例性装配图；
10.图3是根据本说明书一些实施例所示的核酸检测装置的示例性剖视图；
11.图4是根据本说明书一些实施例所示的壳体部的仰视图；
12.图5是根据本说明书一些实施例所示的反应部的俯视图；
13.图6是根据本说明书一些实施例所示的活塞组件的示例性结构图；
14.图7是根据本说明书一些实施例所示的核酸检测方法的流程图。
15.附图标记说明：100、核酸检测装置；110、壳体部；120、反应部；111、样本腔；111-1、第一样本出口；111-2、第二样本出口；111-3、样本进口； 112、活塞腔；1121、第五子腔体；1122、第六子腔体；112-1、第一开口； 112-2、第二开口；113、第一观察腔；114、第二观察腔；113-1、第一入口； 113-2、第一观察口；114-1、第二入口；114-2、第二观察口；121、第一反应腔；122、第二反应腔；1211、第一子腔体；1212、第二子腔体；1212-1、第一部分；1212-2、第二部分；1221、第三子腔体；1222、第四子腔体；1222-1、第三部分；1222-2、第四部分；130、活塞组件；131、第一活塞；132、第二活塞；133、连接件；134、第一活塞杆；135、第二活塞杆；141、第一单向流通结构；142、第二单向流通结构；143、第三单向流通结构；144、第四单向流通结构；150、疏水透气膜；160、弹性膜；161、第一通孔；162、第二通孔；163、第三通孔；164、第四通孔；165、第五通孔；166、第六通孔；170、密封膜。
具体实施方式
16.为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
17.本说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“顶部”、“底部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
18.本说明书实施例描述了一种核酸检测装置及核酸检测方法，核酸检测装置的样本腔可以用于接收和容纳样本；第一反应腔和第二反应腔可以用于接收样本腔内的样本，并使得样本发生反应(如扩增反应)，从而实现样本的核酸检测(如内标基因检测和/或靶标基因检测等)；第一观察腔和第二观察腔可以用于观察第一反应腔和第二反应腔内的反应后的流体(如扩增反应产物)。此外，第一反应腔和第二反应腔能够同时分别对样本进行不同类型的核酸检测。例如，第一反应腔可以用于进行内标基因检测，第二反应腔可以用于进行靶标基因检测。通过本技术的核酸检测装置来进行核酸检测，第一反应腔和第二反应腔可以用于使得样本同时发生不同的反应而同时进行不同的检测，而第一观察腔和第二观察腔可以直观地分别观察第一反应腔和第二反应腔内发生反应后的流体，以得到核酸检测结
果，从而提高检测效率。以及，该核酸检测装置体积小，重量轻，操作简便，使得核酸检测装置可以简便快捷的实现对样本的核酸检测。本技术的核酸检测装置和核酸检测方法可以应用于对病毒(如新冠病毒)和细菌等进行核酸检测。
19.图1是根据本说明书一些实施例所示的核酸检测装置的示例性结构图，图2是根据本说明书一些实施例所示的核酸检测装置的示例性装配图，图3 是根据本说明书一些实施例所示的核酸检测装置的示例性剖视图。参见图 1-3，核酸检测装置100可以包括壳体部110和反应部120。壳体部110可以设有样本腔111、第一观察腔113和第二观察腔114。反应部120可以设有第一反应腔121和第二反应腔122。样本腔111可以与第一反应腔121相连通，且样本腔111可以与第二反应腔122相连通。第一观察腔113与第一反应腔121相连通，第二观察腔114与第二反应腔122相连通。在一些实施例中，如图1所示，反应部120可以位于壳体部110的底部。在另一些实施例中，反应部120可以位于壳体部110的其他方位，如顶部、侧部等。
20.样本腔111可以是内部中空的柱状结构。样本腔111的顶部可以设有开口(如下文所述的样本进口111-3)而用于接收样本，样本腔111的底部也可以设有开口(如下文所述的第一样本出口111-1和第二样本出口111-2) 而用于与第一反应腔121以及第二反应腔122相连通。在一些实施例中，样本腔111可以用于容纳样本，例如，拭子类样本等。样本可以在样本腔 111中进行裂解和释放，从而获得核酸检测模板。在一些实施例中，样本腔 111中还可以容纳有样本释放剂。样本释放剂用于使样本腔111中的样本进行裂解释放，以获取核酸检测模板。在一些实施例中，使用核酸检测装置 100进行核酸检测时，可以预先在样本腔111中放入样本释放剂，待样本在样本释放剂的作用下进行裂解和释放，从而获得样本的核酸检测模板。在一些实施例中，样本释放剂配方可以采用但不限于0.2～2％非离子表面活性剂、0.01～2％的海藻糖、50-200mmol/l的氯化钾、1～10mmol/l的乙二胺四乙酸、0.2～5mmol/l的tri-hcl。
21.在一些实施例中，样本在第一反应腔121和第二反应腔122中可以发生扩增反应(如逆转录环介导等温扩增反应)，实现样本的核酸检测。图5 是根据本说明书一些实施例所示的反应部的俯视图，如图2和图5所示，第一反应腔121和第二反应腔122可以并排设置于反应部120上，且第一反应腔121和第二反应腔122之间不连通。例如，第一反应腔121和第二反应腔122可以是反应部120上并排设置的凹槽结构。
22.在一些实施例中，第一反应腔121和第二反应腔122中可以预先放置有反应试剂。在一些实施例中，第一反应腔121中可以放置有管家基因环介导等温扩增反应液(例如，rnasep基因环介导等温扩增反应液)，以使得样本在第一反应腔121中发生逆转录环介导等温扩增反应，从而检测样本的内标基因。在一些实施例中，反应试剂的配方可选择为2-10ubst dna聚合酶、2.5μl的10
×
bst buffer、0.5-3μl的10
×
rnasep primers、20-30μ l模板dna、0.1-10mg/ml甜菜碱、2-10mm的mg2so4、0.01％-0.5％钙黄绿素等。在一些实施例中，第二反应腔122中可以放置待检测病毒或细菌的环介导等温扩增反应试剂(例如，新型冠状病毒基因环介导等温扩增反应试剂)，以使得样本在第二反应腔122中发生逆转录环介导等温扩增反应，从而检测样本的靶标基因。在一些实施例中，反应试剂的配方可选择为2-10ubst dna聚合酶、2.5μl的10
×
bst buffer、0.5-3μl的10
×ꢀ
covid-19 primers、20-30μl模板dna、0.1-10mg/ml甜菜碱、2-10mm 的mg2so4以及0.01％-0.5％钙黄绿素等。在一些实
施例中，样本在第一反应腔121进行内标基因检测为不同结果(如阴性结果和阳性结果)时，其产生的第一扩增反应产物的颜色会不同。在一些实施例中，可以通过观察第一反应腔121内产生的第一扩增反应产物的颜色，判断采样成功与否以及检测试剂的正常反应情况。例如，当样本中包含人源细胞时，第一反应腔121内的第一扩增反应产物为黄色(阳性结果)，表明采样成功、检测试剂正常反应；当样本中不包含人源细胞时，第一反应腔121内的第一扩增反应产物为粉红色(阴性结果)，表明采样失败或检测试剂失效。在一些实施例中，当第一反应腔121内的第一扩增反应产物为黄色(阳性结果)时，样本在第二反应腔122进行靶标基因检测结果不同(如，为阴性结果或阳性结果)，则第二反应腔122内产生的第二扩增反应产物的颜色会不同。在一些实施例中，可以通过观察第二反应腔122内产生的第二扩增反应产物的颜色，判断核酸检测结果。例如，当样本中包含待检测病毒或细菌(如新型冠状病毒)时，第二反应腔122内的第二扩增反应产物为黄色，表明检测结果为阳性，当样本中不包含待检测病毒或细菌(如新型冠状病毒) 时，第二反应腔122内的第二扩增反应产物为粉红色，表明检测结果为阴性。
23.仅作为示例性描述，当第一扩增反应产物的颜色为黄色，则内标基因检测结果为阳性(即，靶标基因检测结果可信)，此时可以进一步观察第二扩增反应产物的颜色，若第二扩增反应产物的颜色为粉红色，则靶标基因检测结果为阴性；若第二扩增反应产物的颜色为黄色，则靶标基因检测结果为阳性。当第一扩增反应产物的颜色为粉红色，则内标基因检测结果为阴性(即，靶标基因检测结果不可信)，此时第二扩增反应产物的颜色不能作为检测结果，即，本次核酸检测失败。在一些实施例中，预分装反应试剂后的反应部120可以在冻干机中进行冻干。
24.通过在核酸检测装置100中设置第一反应腔121和第二反应腔122，可以通过第一反应腔121中进行的内标基因检测来判断第二反应腔122中进行的靶标基因检测结果的可靠性，从而提高核酸检测装置100进行基因检测的准确性，进而避免因采样不合格或样本被污染等原因出现检测失误的情况。
25.第一观察腔113和第二观察腔114可以均是内部中空的柱状结构，第一观察腔113内可以容纳第一反应腔121内的发生反应后的流体(如扩增反应后的第一扩增反应产物)，第二观察腔114内可以容纳第二反应腔122 内的发生反应后的流体(如扩增反应后的第二扩增反应产物)。第一观察腔 113以及第二观察腔114的底部可以均具有入口(例如下文所述的第一入口 113-1和第二入口114-1)，第一观察腔113通过其底部的开口与第一反应腔 121相连通，第二观察腔114通过其底部的开口与第二反应腔122相连通。在一些实施例中，第一观察腔113可以具有第一观察口113-2，第二观察腔114可以具有第二观察口114-2。在一些实施例中，当第一扩增反应产物进入第一观察腔113后，可以通过第一观察口113-2观察第一观察腔113内的第一扩增反应产物。例如，通过第一观察口113-2观察第一观察腔113内第一扩增反应产物的颜色。在一些实施例中，当第二扩增反应产物进入第二观察腔113后，可以通过第二观察口114-2观察第二观察腔114内的第二扩增反应产物。例如，通过第二观察口114-2观察第二观察腔114内第二扩增反应产物的颜色。在另一些实施例中，壳体部110可以为透明的，以使得操作者可以透过壳体而观察到第一观察腔113和第二观察腔114内的流体。通过观察第一观察腔113内的流体(如第一扩增反应产物)以及第二观察腔114内流体(如第二扩增反应产物)的颜色来对内标基因检测和靶标基因检测的结果进行判读，从
而使获取检测结果的流程更加简便快捷。
26.在一些实施例中，核酸检测装置还包括活塞组件130，壳体部110还可以设有活塞腔112，至少部分活塞组件130设于活塞腔112内，且活塞腔112 与第一反应腔121以及第二反应腔122均连通。其中，活塞组件130可以在活塞腔112内运动，以控制包含样本的流体从样本腔111进入第一反应腔 121和第二反应腔122，并控制第一反应腔121和第二反应腔122内的流体分别进入第一观察腔113和第二观察腔114。
27.在一些实施例中，当至少部分活塞组件130(如活塞)在活塞腔112内朝第一方向运动时，样本腔111中包含样本的流体可以进入第一反应腔121 以及第二反应腔122；当至少部分活塞组件130在活塞腔112内沿第二方向运动，第一反应腔121内的流体进入第一观察腔113，以及第二反应腔122 内的流体进入第二观察腔114。
28.在一些实施例中，第一方向与第二方向可以相同。在另一些实施例中，第一方向与第二方向可以相反。第一方向与第二方向具体是相同或相反可以根据壳体部110与反应部120的相对位置，以及各个腔体(如样本腔111、第一反应腔121、第二反应腔122、第一观察腔113和第二反应腔114)之间需要的流体流动方向确定。本说明书主要以反应部位120位于壳体部110 的底部，且第一方向和第二方向相反为例进行说明。具体地，如图1所示，第一方向可以是沿着活塞腔112的深度方向(即图1中的z方向)远离反应部120的方向，第二方向可以是沿着活塞腔112的深度方向(即图1中的z方向)靠近反应部120的方向。在一些实施例中，当至少部分活塞组件130在活塞腔112内朝远离反应部120的方向运动时，样本腔111中包含样本的流体可以在负压作用下进入第一反应腔121以及第二反应腔122，而当至少部分活塞组件130在活塞腔112内朝靠近反应部120的方向运动时，第一反应腔121以及第二反应腔122内的流体(如扩增反应后的扩增产物) 可以在正压作用下分别进入第一观察腔113和第二观察腔114。
29.活塞腔112可以是内部中空的柱状结构，活塞腔112内可以容纳活塞组件130的至少部分结构(如活塞和部分活塞杆)。活塞腔112的底部可以具有两个开口，活塞腔112通过其底部的两个开口分别与反应部120的第一反应腔121和第二反应腔122连通。
30.在另一些实施例中，包含样本的流体从样本腔111进入第一反应腔121 和第二反应腔122的流动、第一反应腔121内的流体进入第一观察腔113 的流动以及第二反应腔122内的流体进入第二观察腔114可以通过阀门(如微型电动阀)来控制。
31.在一些实施例中，继续参见图1-3，核酸检测装置100还可以包括弹性膜160，弹性膜160可以设于壳体部110与反应部120之间。在一些实施例中，弹性膜160可以是双面胶材料，双面胶材料经过局部去粘性处理，既可以实现单向流通功能(具体请参加下文的相关说明)，同时还能实现壳体部110与反应部120的连接。
32.图4是根据本说明书一些实施例所示的壳体部的仰视图。在一些实施例中，参见图1-4，下面对样本腔111进行进一步说明。样本腔111可以具有样本进口111-3、第一样本出口111-1和第二样本出口111-2。样本可以从样本进口111-3被放入样本腔111中，而通过第一样本出口111-1和第二样本出口111-2从样本腔111中排出。样本腔111通过第一样本出口111-1与第一反应腔121连通，样本腔111通过第二样本出口111-2与第二反应腔 122连通。样本腔111中经过裂解释放而获得的核酸检测模板可以通过第一样本出口111-1进入第一反应腔121以及通过第二样本出口111-2进入第二反应腔122中，以进一步进行扩增反应。
33.在一些实施例中，第一反应腔121与第一样本出口111-1可以通过第一单向流通结构141相连通，第一单向流通结构141仅允许包含样本的流体从样本腔111进入第一反应腔121，也就是说，样本腔111中包含样本的流体可以通过第一样本出口111-1流入第一反应腔121中，而包含样本的流体在进入第一反应腔121后无法再回流到样本腔111。第二反应腔122与第二样本出口111-2通过第二单向流通结构142相连通，第二单向流通结构142 仅允许包含样本的流体从样本腔111进入第二反应腔122。也就是说，样本腔111中包含样本的流体可以通过第二样本出口111-2流入第二反应腔122 中，而包含样本的流体在进入第二反应腔122后无法再回流到样本腔111。通过设置第一单向流通机构141和第二单向流通结构142，第一反应腔121 以及第二反应腔122内的流体不会流入样本腔，避免核酸检测过程中不同流体被混合，保证了核酸检测的准确性。在一些实施例中，第一单向流通结构141和第二单向流通结构142可以为微型电控阀。在另一些实施例中，第一单向流通结构141和第二单向流通结构142可以由弹性膜160实现，具体请参见下文的相关说明。
34.在一些实施例中，样本进口111-3处还可以设有样本腔塞(图中未示出)，用于对样本腔111进行密封。具体地，样本腔塞可以对样本进口111-3 进行封堵，以实现对样本腔111的密封。仅作为示例，在未使用核酸检测装置100时，样本腔塞可以对样本腔111进行密封，以防止外界环境中的杂质(如灰尘)破坏样本腔111中的环境。又例如，在样本放入样本腔111 后，样本腔塞对样本腔111进行密封，可以防止样本腔111内的流体外溢以及保护样本腔111内的环境。
35.在一些实施例中，参见图1-4，下面对第一观察腔113和第二观察腔114 进行进一步说明。第一观察腔113和第二观察腔114可以均具有入口。第一观察腔113的入口可以为第一入口113-1，第二观察腔114的入口可以为第二入口114-1。第一观察腔113通过第一入口113-1与第一反应腔121相连通，第二观察腔114通过第二入口114-1与第二反应腔122相连通。
36.在一些实施例中，第一入口113-1可以设于第一观察腔113的底部，第一反应腔121内的流体(如第一扩增反应产物)可以通过第一入口113-1 进入第一观察腔113。在一些实施例中，第二入口114-1可以设于第二观察腔114的底部，第二反应腔121内的流体(如第二扩增反应产物)可以通过第二入口114-1进入第二观察腔114。具体的，至少部分活塞组件130在活塞腔112内沿第二方向运动(例如，朝靠近反应部120的方向运动时) 时，第一反应腔121中的第一扩增反应产物可以在正压作用下通过第一入口113-1进入第一观察腔113，第二反应腔121中的第二扩增反应产物可以在正压作用下通过第二入口114-1进入第二观察腔113。
37.在一些实施例中，如图3和图5所示，第一反应腔121可以包括沿长度方向(即图5中的x方向)依次连接的第一子腔体1211和第二子腔体1212。第一子腔体1211和第二子腔体1212相互连通。在一些实施例中，第一子腔体1211的宽度小于第二子腔体1212的最小宽度。第一子腔体1211的宽度可以是指第一子腔体1211沿宽度方向(即图5中的y方向)的尺寸。第二子腔体1212的宽度可以是指第二子腔体1212沿宽度方向(即图5中的y 方向)的尺寸。在一些实施例中，第二子腔体1212的宽度可能会沿长度方向出现变化，但是第二子腔体1212的最小宽度依然大于第一子腔体1211 的宽度。第一子腔体1211的深度小于第二子腔体1212的深度。第一子腔体1211的深度可以是指第一子腔体1211沿深度方向(即图3中的z方
向) 的尺寸。第二子腔体1212的深度可以是指第二子腔体1212沿深度方向(即图3中的z方向)的尺寸。第一入口113-1可以与第一子腔体1211相对布置。也就是说，第一入口113-1可以与第一子腔体1211的顶部开口相对。通过按照上述方式设置第一子腔体1211与第二子腔体1212的尺寸，并使得第一入口113-1与第一子腔体1211相对布置，第一子腔体1211的宽度较窄且深度较浅，在活塞组件130的驱动作用下，第一子腔体1211内的流体 (如第一扩增反应产物)可以更容易地通过第一入口113-1进入第一观察腔 113。
38.在一些实施例中，第一子腔体1211的宽度可以与第一入口113-1的直径基本相同。在一些实施例中，第一子腔体1211的宽度可以为 1.0mm-1.5mm，第二子腔体1212的宽度可以为1.5mm-2.0mm。在一些实施例中，第一子腔体1211的深度可以为0.5mm-1.0mm，第二子腔体1212的深度可以为1.5mm-2.0mm。
39.在一些实施例中，继续参见图5，第二反应腔122可以包括沿长度方向(即图5中的x方向)依次连接的第三子腔体1221和第四子腔体1222。第三子腔体1221和第四子腔体1222相互连通。在一些实施例中，第三子腔体1221的宽度可以小于第四子腔体1222的最小宽度。第三子腔体1221 的宽度可以是指第三子腔体1221沿宽度方向(即图5中的y方向)的尺寸。第四子腔体1222的宽度可以是指第四子腔体1222沿宽度方向(即图5中的y方向)的尺寸。在一些实施例中，第四子腔体1222的宽度可能会沿长度方向出现变化，但是第四子腔体1222的最小宽度依然大于第三子腔体 1221的宽度。第三子腔体的深度1221小于第四子腔体1222的深度。第三子腔体的深度1221可以是指第三子腔体1221沿深度方向(即图3中的z 方向，与第一子腔体1211的深度类似)的尺寸。第四子腔体1222的深度可以是指第四子腔体1222沿深度方向(即图3中的z方向，与第二子腔体 1212的深度类似)。第二入口114-1可以与第三子腔体1221相对布置。也就是说，第二入口114-1可以位于第三子腔体1221的顶部开口相对。通过按照上述方式设置第三子腔体1221与第四子腔体1222的尺寸，并使得第二入口114-1与第三子腔体1221相对布置，第三子腔体1221的宽度较窄且深度较浅，在活塞组件130的驱动作用下，第三子腔体1221内的流体(如第二扩增反应产物)可以更容易地通过第二入口114-1进入第二观察腔114。
40.在一些实施例中，第三子腔体1221的宽度可以与第二入口114-1的直径基本相同。在一些实施例中，第三子腔体1221的宽度可以为 1.0mm-1.5mm。第四子腔体1222的宽度可以为1.5mm-2.0mm。第三子腔体 1221的深度可以为0.5mm-1.0mm。第四子腔体1222的深度可以为 1.5mm-2.0mm。
41.在一些实施例中，第二子腔体1212可以与样本腔111的第一样本出口 111-1相对布置。也就是说，第一样本出口111-1可以与第二子腔体1212的顶部开口相对。在一些实施例中，第四子腔体1222可以与样本腔111的第二样本出口111-2相对布置。也就是说，第二样本出口111-2可以与第四子腔体1222的顶部开口相对。
42.在一些实施例中，参见图1-4，活塞腔112内可以设有隔板，隔板将活塞腔112分隔为第五子腔体1121和第六子腔体1122。在一些实施例中，活塞腔112内的隔板可以沿活塞腔112的深度方向(如图1或图3中的z方向) 设置，以将活塞腔112分隔为沿宽度方向(如图1中的y方向)并排分布的第五子腔体1121和第六子腔体1122。在一些实施例中，第五子腔体1121 上(如第五子腔体1121的底部)可以具有第一开口112-1，第五子腔体1121 通过第一开口112-1与反应部120的第一反应腔121相连通；第六子腔体 1122上(如第六子腔体1122
的底部)可以具有第二开口112-2，第六子腔体1122通过第二开口112-2与反应部120的第二反应腔122相连通。
43.在一些实施例中，如图5所示，第二子腔体1212可以至少包括第一部分1212-1和第二部分1212-2，第一部分1212-1的宽度大于第二部分1212-2 的宽度。第一开口112-1可以与第二部分1212-2相对布置。在一些实施例中，第二部分1212-2的宽度可以与第一开口112-1的直径基本相同。在一些实施例中，第四子腔体1222可以至少包括第三部分1222-1和第四部分 1222-2，第三部分1222-1的宽度大于第四部分1222-2的宽度。第二开口可以与第四部分1222-2相对布置。在一些实施例中，第四部分1222-2的宽度可以与第二开口的直径基本相同。可以理解地，第一部分1212-1、第二部分1212-2、第三部分1222-1和第四部分1222-2的宽度均可以理解为上述四者沿宽度方向(即图5中所示的y方向)的尺寸。通过这样的布置，活塞组件130能够更加稳定地对第一反应腔121和第二反应腔122施加正压或负压，第一反应腔121和第二反应腔122能够更好地保持气密性。
44.图6是根据本说明书一些实施例所示的活塞组件的示例性结构图。结合图2和图6，活塞组件130可以包括第一活塞131和第二活塞132。其中，第一活塞131可以设于活塞腔112的第五子腔体1121内，第二活塞132设于活塞腔112的第六子腔体1122内。在一些实施例中，第一活塞131可以在活塞腔112的第五子腔体1121内运动。第一活塞131在第五子腔体1121 内运动时，可以在第一反应腔121内形成正压或负压，从而驱动流体在各个腔(例如，样本腔111和第一反应腔121；又例如，第一反应腔121与第一观察腔113)之间的流通。在一些实施例中，第二活塞132可以在活塞腔 112的第六子腔体1122内运动。第二活塞132在第六子腔体1122内运动时，可以在第二反应腔122内形成正压或负压，该正压或负压可以作用于弹性膜160，从而驱动流体在各个腔(例如，样本腔111和第二反应腔122；又例如，第二反应腔122与第二观察腔114)之间的流通，具体请参见下文的相关说明。
45.在一些实施例中，第一活塞131在第五子腔体1121中的运动以及第二活塞132在第六子腔体1122中的运动可以分别地单独进行控制。在一些实施例中，第一活塞131和第二活塞132可以同步进行运动，也就是说，第一活塞131在第五子腔体1121中的运动以及第二活塞132在第六子腔体 1122中的运动可以统一进行控制。具体地，活塞组件还包括第一活塞杆134、第二活塞杆135和连接件133，第一活塞杆134的一端与第一活塞131相连，第二活塞杆135的一端与第二活塞132相连，连接件133与所述第一活塞杆134的另一端以及第二活塞杆135的另一端均相连。通过这样的设置，第一活塞131和第二活塞132可以统一进行控制，操作者只需一次操作(如沿着第一方向拉动连接件133)，就可以将样本腔111内包含样本的流体送入第一反应腔121和第二反应腔122内；包含样本的流体在第一反应腔121 和第二反应腔122内发生反应后，而操作者又仅需一次操作(如沿着第二方向推动连接件133)，就可以将第一反应腔121内的第一扩增反应产物送入第一观察腔113，以及将第二反应腔122内的第二扩增反应产物送入第二观察腔114。
46.在一些实施例中，参见图2和图3，弹性膜60可以形成的第一单向流通结构141和第二单向流通结构142。弹性膜160上可以设有第一通孔161 和第二通孔162。第一通孔161与第一反应腔121相连通。例如，当弹性膜 160设于反应部120上时，第一通孔161可以位于第一反应腔121的顶部开口处。第一通孔161与样本腔111的第一样本出口111-1错开布置，使得弹性膜160以及其上的第一通孔161可以形成第一单向流通结构141。第一通孔161与样本
腔111的第一样本出口111-1错开布置可以理解为第一通孔 161与第一样本出口111-1不重合，从而使得第一样本出口111-1能够被弹性膜160封堵。关于第一单向流通结构141的相关原理，请见下文的相关说明。第二通孔162与第二反应腔122相连通。例如，当弹性膜160设于反应部120上时，第二通孔162可以位于第二反应腔122的顶部开口处。第二通孔162与样本腔111的第二样本出口111-2错开布置，使得弹性膜 160以及其上的第二通孔162可以形成第二单向流通结构142。第二通孔162 与样本腔111的第二样本出口111-2错开布置可以理解为第二通孔162与第二样本出口111-2不重合，从而使得第二样本出口111-2能够被弹性膜160 封堵。第二单向流通结构142的相关原理与第一单向流通结构141的原理类似。
47.在一些实施例中，当弹性膜160处于初始状态时，弹性膜160将第一样本出口111-2和第二样本出口111-2封堵；当至少部分的活塞组件130在活塞腔112内朝第一方向(如远离反应部120的方向)运动时，第一反应腔121和第二反应腔122内均形成负压，使弹性膜160在负压作用下发生形变(如朝向第一反应腔121以及第二反应腔122发生形变)，从而使第一样本出口111-1以及第二样本出口111-2从被弹性膜160封堵的状态变化为允许包含样本的流体流出的状态。此时，第一单向流通结构141可以允许包含样本的流体从样本腔111流至第一反应腔121；第二单向流通结构142 可以允许包含样本的流体从样本腔111流至第二反应腔122。
48.在一些实施例中，第二子腔体1212可以与样本腔111的第一样本出口 111-1通过第一单向流通结构141相连通。例如，当弹性膜160设于反应部 120上时，第一样本出口111-1以及第一通孔161可以均位于第二子腔体1212的顶部开口处。在一些实施例中，第四子腔体1222可以与样本腔111 的第二样本出口111-2通过第二单向流通结构142相连通。例如，当弹性膜 160设于反应部120上时，第二样本出口111-2以及第二通孔162可以均位于第四子腔体1222的顶部开口处。
49.在一些实施例中，弹性膜160上可以设有第三通孔163和第四通孔164。第一入口113-1与第一反应腔121通过第三通孔163相连通，第二入口114-1 与第二反应腔122通过第四通孔164相连通。例如，当弹性膜160设于反应部120上时，第三通孔163可以位于第一反应腔121的顶部开口处，第四通孔164可以位于第二反应腔122的顶部开口处。在一些实施例中，第三通孔163与第一入口113-1可以相对布置，使得弹性膜160以及其上的第三通孔163可以形成第三单向流通结构143，第四通孔164与第二入口114-1 可以相对布置，使得弹性膜160以及其上的第四通孔164可以形成第四单向流通结构144。
50.在一些实施例中，当至少部分活塞组件130在活塞腔112内朝第二方向(如靠近反应部120的方向)运动，第一反应腔121和第二反应腔122 内形成正压，第一反应腔121内的流体可以在正压作用下通过第三单向流通结构143和第一入口113-1进入第一观察腔113，以及第二反应腔122内的流体在正压作用下通过第四单向流通结构144和第二入口114-1进入第二观察腔114。
51.在一些实施例中，结合图3和图5，第三通孔163可以与第一反应腔 121的第一子腔体1211对应设置，以便于第一反应腔121内的流体(如第一扩增反应产物)经过第一子腔体1211以及第三通孔163流入第一观察腔 113。第四通孔164可以与第二反应腔122的第三子腔体1221对应设置，以便于第二反应腔122内的流体(如第二扩增反应产物)经过第三子腔体 1213以及第四通孔164流入第二观察腔114。
52.在一些实施例中，弹性膜160上还可以设有第五通孔165和第六通孔 166，活塞腔112(如活塞腔112的第一开口112-1)通过第五通孔165与第一反应腔121相连通，活塞腔112(如活塞腔112的第二开口112-2)通过第六通孔166与第二反应腔122相连通。在一些实施例中，至少部分的活塞组件130在活塞腔112内运动对活塞腔112施加负压或正压时，该负压或正压作用可以通过第一开口112-1与第五通孔165作用于第一反应腔 121，以及通过第二开口112-2与第六通孔166作用于第二反应腔122，从而实现流体在不同腔室中的流动。
53.在一些实施例中，继续参见图2，弹性膜160的第五通孔165处设有疏水透气膜150。在一些实施例中，弹性膜160的第六通孔166处设有疏水透气膜150。疏水透气膜150可以允许空气通过，并且阻止液体通过。通过设置疏水透气膜150可以实现活塞组件130在活塞腔112内运动产生的正压或负压可以通过疏水透气膜150作用于反应部120，同时还能防止第一反应腔121或第二反应腔122内的流体流入活塞腔112。
54.在一些实施例中，核酸检测装置100还可以包括密封膜170。密封膜 170可以对核酸检测装置100进行密封，以使核酸检测装置100形成全封闭的结构；同时密封膜170与样本腔塞等部件的结合使用，还能防止核酸检测装置100的各个腔室之间以及各腔室与外界环境之间的交叉污染。
55.在一些实施例中，核酸检测装置还可以包括设于反应部120的底部的加热组件(图中未示出)，加热组件可以对第一反应腔121和第二反应腔122 进行加热，从而为第一反应腔121和第二反应腔122中进行的扩增反应提供合适的反应温度，实现核酸检测模板的扩增反应。加热组件可以包括电阻加热组件、红外加热组件等。在一些实施例中，核酸检测装置100也可以不设置加热组件，而是通过外置的加热装置(如恒温金属浴装置)对反应部120进行加热以提供合适的反应温度。
56.在一些实施例中，核酸检测装置100在长度方向(即图1中的x方向) 的尺寸可以为35-48mm。在一些实施例中，核酸检测装置100在宽度方向 (即图1中的y方向)的尺寸可以为10-14mm。在一些实施例中，核酸检测装置100在深度方向(即图1中的z方向)的尺寸可以为50-55mm。核酸检测装置的体积小，便于携带和运输。
57.在一些实施例中，本说明书还提供一种核酸检测方法，该核酸检测方法可以利用上述任一技术方案所述的核酸检测装置100来实现病毒或细菌的核酸检测。图7是根据本说明书一些实施例所示的核酸检测方法的流程图，如图7所示，检测方法可以包括以下步骤：
58.步骤1，将样本放入样本腔111内。
59.在一些实施例中，样本可以为鼻拭子样本或咽拭子样本等。在一些实施例中，在样本腔111可以内预先存有样本释放剂。在一些实施例中，可以采集鼻拭子样本或咽拭子样本，并将样本放入样本腔111中，使样本释放剂淹没鼻拭子头或咽拭子头，反复涮洗(如15次左右)再去除拭子，并盖上样本腔塞，以及混匀样本与样本释放剂。在一些实施例中，将样本与样本释放剂混合后，可以放置1-20分钟，以使样本进行充分裂解和释放，从而获取核酸检测模板。在一些实施例中，将样本与样本释放剂混合后，可以放置5-10分钟。
60.步骤2，操作至少部分活塞组件130沿第一方向运动，以使得包含样本的流体通过第一样本出口111-1进入第一反应腔121，以及使得包含样本的流体通过第二样本出口111-2进入第二反应腔122。
61.在一些实施例中，第一方向可以是指沿活塞腔112远离反应部120的方向。向远离
反应部120的方向拉动活塞组件130(如第一活塞131和第二活塞132)，使步骤2中获得的含有样本的流体(即含有核酸检测模板的流体)分别进入第一反应腔121和第二反应腔122。
62.步骤3，使得样本在第一反应腔121内可以发生逆转录环介导等温扩增反应，以检测样本的内标基因；使得样本在第二反应腔122内可以发生逆转录环介导等温扩增反应，以检测样本的靶标基因。
63.可以理解地，逆转录是指以rna为模板合成dna的过程。环介导等温扩增反应(loop-mediated isothermal amplification)是一种新型的等温核酸扩增方法，其特点是针对靶基因的6个区域设计4条特异引物，在链置换dna聚合酶(bst dna polymerase)的作用下恒温扩增，短时间内(如15-60 分钟左右)即可实现109～1010倍的核酸扩增。在一些实施例中，第一反应腔121内可以预先置入管家基因的逆转录环介导等温扩增冻干反应试剂。例如，上文所述的rnasep基因环介导等温扩增冻干反应试剂配方。在一些实施例中，在步骤3中，可以将核酸检测装置100放置到加热装置(例如，恒温金属浴装置)上进行加热，启动核酸等温扩增反应，使第一反应腔121 内发生逆转录环介导等温扩增反应以获取第一扩增反应产物。在一些实施例中，可以在50℃-75℃的温度下对核酸检测装置100进行加热。在一些实施例中，可以在60℃-65℃的温度下对核酸检测装置100进行加热。在一些实施例中，可以将核酸检测装置100加热5-50分钟。也就是说，扩增反应时间可以为5-50分钟。在一些实施例中，可以将核酸检测装置100加热30
ꢀ‑
40分钟。
64.在一些实施例中，第二反应腔122内预先置入待检测的病毒或细菌的逆转录环介导等温扩增冻干反应试剂。例如，上文所述的新型冠状病毒的逆转录环介导等温扩增冻干反应试剂配方。在一些实施例中，在步骤4中，由于将核酸检测装置100放置到加热装置(例如，恒温金属浴)上进行加热，启动核酸等温扩增反应，第二反应腔122内发生逆转录环介导等温扩增反应以获取第二扩增反应产物。
65.步骤4，操作至少部分活塞组件130沿第二方向运动，以使得第一反应腔121内发生反应后生成的第一扩增反应产物进入第一观察腔113，以及使得第二反应腔122内发生反应后生成的第二扩增反应产物进入第二观察腔 114。
66.在一些实施例中，第二方向可以是指沿活塞腔112靠近反应部120的方向。在一些实施例中，从加热装置上取下核酸检测装置100后，可以朝向反应部120推动活塞组件130(如第一活塞131和第二活塞132)，使步骤3中获得的第一扩增反应产物进入第一观察腔113，以及使步骤4中获得的第二扩增反应产物进入第二观察腔114。
67.步骤5，观察第一观察腔113内的第一扩增反应产物的颜色；观察第二观察腔114内的第二扩增反应产物的颜色。
68.在一些实施例中，可以通过第一观察口113-2肉眼观察第一观察腔113 内第一扩增反应产物的颜色以判别内标基因检测结果，以及通过第二观察口114-2肉眼观察第二观察腔114内第二扩增反应产物的颜色以判别靶标基因检测结果，进而根据内标基因检测和靶标基因检测确定核酸检测结果。具体的判别方法，请参见上文的相关说明。
69.在一些实施例中，本说明书实施例提供的核酸检测装置100以及核酸检测方法可以检测病毒、细菌等，例如，来自人体或动物体的病毒或细菌。在一些实施例中，本说明书实施例提供的核酸检测装置100以及核酸检测方法可以检测新型冠状病毒。
70.以下为基于5例阴性样本(n1-n5)和5例阳性样本(p1-p5)，应用上述核酸检测装置
和核酸检测方法进行核酸检测的过程、结果判读标准、检测结果以及分析结论。其中，5例阴性样本均为用鼻咽拭子或口咽拭子采集健康人的鼻拭子样本或咽拭子样本。5例阳性样本均为新型冠状病毒 (sars-cov-2)假病毒核酸标准物质。
71.核酸检测的过程如下：首先，打开样本腔111的样本腔塞，取200ul 的新型冠状病毒(sars-cov-2)假病毒核酸标准物质放入到样本腔111中，用移液枪反复吹打，以使得样本与样本释放剂混匀，并盖上样本腔塞，在室温下静置5-10分钟，以得到含有核酸模板的样本释放剂。然后，沿第一方向拉动活塞组件130，使得含有核酸模板的样本释放剂分别进入第一反应腔121和第二反应腔122，将整个核酸检测装置100放置到恒温金属浴装置上进行加热(加热温度为60℃-65℃)，启动核酸等温扩增反应，扩增反应持续30-40分钟。此后，待扩增反应结束后，取下核酸检测装置，并沿第二方向推动活塞组件130，第一反应腔121中的第一扩增反应产物进入第一观察腔113，第二反应腔122中的第二扩增反应产物进入第二观察腔114。通过肉眼观察第一扩增反应产物以及第二扩增反应产物的颜色，以确定核酸检测结果。
72.结果判读标准如下表所示：
73.序号第二观察腔第一观察腔检测结果1粉红色黄色阴性2黄色黄色阳性3粉红色粉红色检测失败4黄色粉红色检测失败
74.检测结果如下表所示：
75.序号第二观察腔第一观察腔检测结果n1粉红色黄色阴性n2粉红色黄色阴性n3粉红色黄色阴性n4粉红色黄色阴性n5粉红色黄色阴性p1黄色黄色阳性p2黄色黄色阳性p3黄色黄色阳性p4黄色黄色阳性p5黄色黄色阳性
76.分析结论：通过以上实验可以得知，应用上述核酸检测装置和核酸检测方法进行核酸检测进行新型冠状病毒的核酸检测，检测准确。此外，通过操作过程可以看出，核酸检测操作方便，且检测效率较高，一般1小时内即可得到检测结果。
77.上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本技术的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本技术进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本技术中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本技术示范实施例的精神和范围。
78.同时，本技术使用了特定词语来描述本技术的实施例。如“一个实施例”、“一实施
例”、和/或“一些实施例”意指与本技术至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本技术的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
79.此外，本领域技术人员可以理解，本技术的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。
80.同理，应当注意的是，为了简化本技术披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本技术实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本技术对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
81.一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有
±
20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本技术一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
82.针对本技术引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本技术作为参考。与本技术内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本技术权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本技术中的)也除外。需要说明的是，如果本技术附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本技术所述内容有不一致或冲突的地方，以本技术的描述、定义和/或术语的使用为准。
83.最后，应当理解的是，本技术中所述实施例仅用以说明本技术实施例的原则。其他的变形也可能属于本技术的范围。因此，作为示例而非限制，本技术实施例的替代配置可视为与本技术的教导一致。相应地，本技术的实施例不仅限于本技术明确介绍和描述的实施例。