一种用于PCR扩增检测的病毒采样管的制作方法

一种用于pcr扩增检测的病毒采样管
技术领域
1.本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种用于pcr扩增检测的病毒采样管。


背景技术：

2.病毒采样管是一种医用常用耗材，在病毒检验中应用广泛，保存液组分和管体的结构是关系病毒采样管检测效果两个重要因素。
3.目前常规的病毒采样管一般由管体和管盖构成，也叫标本运送管。使用时，以拭子取样，拭子杆可以从折断缺口处折断，将具有待测样本的拭子头部放入病毒采样管的保存液中；可以实现甲型乙型流感病毒、腺病毒等各种类病毒的检测。
4.但是，目前的病毒采样管存在以下缺陷或问题：
5.1.检测过程中需要开盖移液，且在移液过程中，保存液中的倾斜的拭子头部也会增加实验室人员移液器取样过程中触碰拭子的几率，增加交叉污染的可能性和移液器消毒的工作量；
6.2.浸泡后的拭子可能会有棉絮分散至保存液中，增加了检测误差；
7.3.现有的病毒采样管站立不稳定，需要额外使用采样管支架，当使用pcr 仪扩增检测时，需要将病毒采样管放置采样管支架后，放到pcr仪旁边，然后使用移液器移液检测，一方面移液器移液到pcr仪可能造成病毒污染，另一方面采样管支架体积大，需要操作空间多，给检测人员的加样操作造成了极大不便。
8.此外，目前市场上存在的病毒采样管的保存液一般分为两大类，灭活型与非灭活型。灭活型采用高浓度的胍盐对病毒进行灭活，可以有效裂解病毒蛋白外壳，释放并保存核酸。因胍盐对pcr扩增酶同样具有很强的灭活作用，不能直接用于 pcr扩增。非灭活型采用的配方相对温和，大多是以hanks缓冲液为基础进行改良，虽然没有很强的灭活作用，但是成分复杂，直接用于扩增对于后续实验会有很强的干扰。所以核酸提取是常规核酸检测中必不可少的步骤，使用核酸提取试剂盒对采集到的样本进行提取纯化，可以去除样本中的各种杂质以及样本保存液中各种对后续扩增有抑制作用的成分，如胍盐、有机溶剂等，具有提取后核酸纯度高的优点。但是，核酸提取过程操作繁琐，使用核酸提取仪进行提取会导致成本大幅提高。而且，现有的核酸提取试剂盒产品提取时间普遍在15分钟以上，很难再进行缩短。
9.如何针对pcr扩增检测保证生物安全并同时实现兼具样本采集与保存、病毒灭活和核酸提取功能的病毒采样管，是目前亟待解决的问题；
10.因此，寻找一种方便移液，能够保障生物安全及简化操作的pcr扩增检测病毒采样管，并能配合直接用于pcr扩增的保存液发挥协同作用是十分必要的。


技术实现要素：

11.为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于pcr扩增检测的病毒采样管，将病毒采样管分为两部分，一部分用于采样保存，另一部分用于加样，通过设置过滤片及管体两部
分的旋转连接，实现了采样加样一体化，此外以特殊的滤膜过滤保存液中的细小棉絮及蛋白沉聚物，起到对核酸样本纯化作用，提高了pcr 扩增检测的精度。
12.具体的，本发明的技术方案如下：
13.一种用于pcr扩增检测的病毒采样管，包括保存液和管体；所述保存液包括20～100mmol/l ph缓冲剂、2～30mmol/l金属离子螯合剂、2～20g/l表面活性剂、10～100g/l核酸酶抑制剂、10mg～200mg/l抑菌剂；
14.所述金属离子螯合剂包括但不限于乙二胺四乙酸、柠檬酸、葡萄糖酸中的至少一种；
15.所述ph缓冲剂包括但不限于tris缓冲液、hepes缓冲液或磷酸盐缓冲液中的至少一种；
16.所述表面活性剂包括但不限于np-40、tween-20、peg8000、sles、十六烷基二甲基氯化铵中的至少一种；
17.所述核酸酶抑制剂包括但不限于盐酸胍、尿素、二硫苏糖醇中的至少一种；
18.所述生物碱试剂包括但不限于苦味酸、钨酸、鞣酸中的至少一种；
19.所述抑菌剂包括但不限于青霉素、庆大霉毒、两性霉素、链霉素中的至少一种。
20.本发明还提供一种用于pcr扩增检测的病毒采样管，即上述管体，包括储液管、加样管、第一过滤片、第二过滤片、接液装置、毛细管；
21.所述储液管上端开口，下端固定连接第一过滤片，加样管上下端均开口，其内部固定连接第二过滤片，储液管下端可旋转连接加样管，使所述第一过滤片同第二过滤片紧密贴合，第二过滤片下层设置接液装置，接液装置连通毛细管；所述毛细管外层设置保护套和毛细管管盖，保护套上端固定连接接液装置，下端可拆卸连接毛细管管盖。
22.所述第一过滤片和第二过滤片仅部分具有过滤功能。
23.本发明的病毒采样管还包括管帽、密封圈、加压装置；
24.进一步的，所述管帽可拆卸式连接储液管上端开口，管帽内部顶壁设置密封圈，中间设置加压装置。
25.进一步的，所述加样管内径大于等于储液管外径。
26.进一步的，所述储液管靠近下端处设置环形凹槽，加样管靠近上端的内壁设置卡块，卡块扣入环形凹槽，实现储液管旋转连接加样管；
27.进一步的，所述环形凹槽至第一过滤片垂直距离大于等于卡块至第二过滤片垂直距离，实现第一过滤片同第二过滤片紧密贴合。
28.进一步的，所述第一过滤片为圆形片状或圆形凸起片状，具有小于等于过滤片总表面积1/2的第一过滤区，所述第二过滤片同第一过滤片结构相同。
29.进一步的，所述储液管靠近下端的外壁设置第一挡块，所述加样管靠近上端的外壁设置第二挡块，储液管下端可旋转连接加样管后，第一挡块旋转轨迹同第二挡块部分重合，即第一档块会阻挡第二挡块。
30.进一步的，所述第一过滤片和第二过滤片均为橡胶材质的圆形半封闭结构，两个过滤片分别设置第一过滤区和第二过滤区，所述第一过滤区和第二过滤区为微滤膜，微滤膜膜孔径≥0.05μm或分子量≥1000da，优选的，第一过滤区和第二过滤区分别占第一过滤片和第二过滤片的四分之一，更优选的第一过滤区和第二过滤区占第一过滤片和第二过滤
片的以圆心呈扇形区域的四分之一。
31.进一步的，所述加压装置作为管帽的顶部，包括弹性膜和按压棍，管帽连接储液管后，弹性膜封闭覆盖储液管开口，弹性膜中心部位固定连接按压棍。
32.本发明的有益效果在于：
33.1.本发明的一种用于pcr扩增检测的病毒采样管，其保存液同时兼具样本采集与保存、病毒灭活和核酸提取功能，不需要加热和纯化等处理，使用简单，采集样本后混匀10～20s，静置5～10分钟后，可直接通进行pcr加样检测分析，且检测后的扩增曲线ct值优于市购灭活型一次性使用病毒采样管、核酸提取试剂盒1.5～1.7个ct，优于市购样本释放剂3.7～3.9个ct；
34.2.本发明的保存液对后续的pcr分析没有抑制作用，可达与核酸提取试剂盒同等的核酸释放与pcr扩增效率；此外，保存液稳定性优良，可在室温条件下保存7天，2～8℃保存1个月，-20℃以下保存1年以上；非常适合进行大量核酸检测筛查的场景。
附图说明
35.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
36.图1为实施例1用于pcr扩增检测的病毒采样管竖截面图；
37.图2为实施例1用于pcr扩增检测的病毒采样管立体图(下半部分透视)；
38.图3为第一过滤片的俯视图；
39.图4为实施例1病毒采样管部分放大图(突出第一挡块和第二挡块)；
40.图5为实施例1病毒采样管的加样管立体图；
41.图6为实施例1病毒采样管的储液管底部立体放大图；
42.图7为实施例5中的实验试剂与对照试剂pcr扩增曲线。
43.图中，1、储液管；2、加样管；3、管帽；4、第一过滤片；5、第二过滤片；6、毛细管；11、环形凹槽；12、第一挡块；21、卡块；22、第二挡块； 31、按压棍；32、弹性膜；41、第一过滤区；51、第二过滤区51；61、保护套；62、毛细管管盖。
具体实施方式
44.下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。
45.在本发明的一些实施例中，一种用于pcr扩增检测的病毒采样管的保存液包括50～100mmol/l ph缓冲剂、2～30mmol/l金属离子螯合剂、2～20g/l表面活性剂、30～80g/l核酸酶抑制剂、10mg～200mg/l抑菌剂、生物碱试剂1mg～5mg/l；
46.所述金属离子螯合剂为乙二胺四乙酸、柠檬酸、葡萄糖酸中的至少一种；
47.所述ph缓冲剂为tris缓冲液、hepes缓冲液或磷酸盐缓冲液中的至少一种；
48.所述表面活性剂为np-40、tween-20、peg8000、sles、十六烷基二甲基氯化铵中的
至少一种；
49.所述核酸酶抑制剂为盐酸胍、尿素、二硫苏糖醇中的至少一种；
50.所述抑菌剂为青霉素、庆大霉毒、两性霉素、链霉素中的至少一种；
51.所述生物碱试剂为苦味酸、钨酸、鞣酸中的至少一种。
52.优选的，当使用乙二胺四乙酸时，其浓度为2～10mmol/l、当使用柠檬酸时，其浓度为10～30mmol/l、当使用葡萄糖酸时，其浓度为10～30mmol/l。
53.本发明的一些实施例中，使用一种用于pcr扩增检测的病毒采样管存放上述保存液，具体的，如图1，病毒采样管包括储液管1、加样管2、第一过滤片 4、第二过滤片5、接液装置、毛细管6；所述储液管1和加样管2为圆柱状；
54.所述储液管1上端开口，部分外壁具有螺纹，下端固定连接第一过滤片4；加样管2上下端均开口，其内部固定连接第二过滤片5，第二过滤片5平行加样管2横截面，将加样管2分为上下两个腔体；储液管1下端可旋转连接加样管 2，使所述第一过滤片4同第二过滤片5紧密贴合，第二过滤片5下层设置接液装置，优选的，接液装置为漏斗状，漏斗窄出口连通毛细管6，优选的，毛细管 6为塑料材质，更优选的为pvc材质，外径为0.5mm；所述毛细管6外层设置保护套61和毛细管管盖62，保护套61上端固定连接接液装置，下端可拆卸连接毛细管管盖62，用于保护毛细管6，避免毛细管6折断，保护套61和毛细管管盖62尺寸配合pcr扩增仪，使毛细管6对准加样。
55.如图3，所述第一过滤片4和第二过滤片5仅部分具有过滤功能，此部分即为过滤区，当第一过滤片4的第一过滤区41与第二过滤片5的第二过滤区51 重合时，保存液可从储液管1经过滤片流入加样管2，实现了样本进行过滤操作，有效去除大分子及杂质，提高pcr扩增效率。
56.如图2所示，本发明的病毒采样管还包括管帽3、密封圈(图中未示出)、加压装置；
57.进一步的，所述管帽3可拆卸式连接储液管1上端开口，优选的，管帽3螺纹连接储液管1，环形顶壁中间设置加压装置，加压装置包括弹性膜32和按压棍31；优选的，弹性膜32为弹性塑料膜，通过触动按压棍31，弹性膜32下凹，使储液管1中的气压增大，加速保存液过滤下流。
58.进一步的，所述加样管2内径大于等于储液管1外径，使储液管1嵌套进加样管2内，且储液管1可以自由旋转，同理，为了实现旋转的目的，也可以将储液管1内径调整为大于等于加样管2外径，使加样管2嵌套进储液管1内；因此，对于储液管1和加样管2，本领域其他可旋转式连接方式也在本发明的保护范围之内。
59.优选的，如图1所示，所述储液管1靠近下端处设置环形凹槽11，加样管 2靠近上端的内壁设置卡块21，卡块21扣入环形凹槽11，实现储液管1旋转连接加样管2，环形凹槽11与卡块21的配合使得病毒采样管的连接更加紧密，防止加样管2脱落，避免第一过滤片4和第二过滤片5分离导致漏液。
60.进一步的，所述环形凹槽11至第一过滤片4垂直距离大于等于卡块21至第二过滤片5垂直距离，针对现有的过滤片厚度，环形凹槽11至第一过滤片4 垂直距离大于卡块21至第二过滤片5垂直距离，实现第一过滤片4同第二过滤片5实现过盈配合，保证紧密贴合，避免漏液。
61.进一步的，所述第一过滤片4为圆形片状或圆形凸起片状，具有小于等于过滤片总
表面积1/2的第一过滤区41，所述第二过滤片5同第一过滤片4结构相同；
62.优选的，所述第一过滤片4为圆形片，厚度为0.5mm，其以圆心为中心的 1/4扇形区域为第一过滤区41，当第一过滤片4与第二过滤片5重合时，保存液过滤并进入加样管2中的接液装置，顺接液装置流入毛细管6。
63.进一步的，为了防止储液管1与加样管2误触旋转导致保存液渗漏，如图 4所示，所述储液管1靠近下端的外壁设置第一挡块12，所述加样管2靠近上端的外壁设置第二挡块22，储液管1下端可旋转连接加样管2后，第一挡块 12旋转轨迹同第二挡块22重合，如图6所示，所述第一挡块12与第一过滤片 4的第一过滤区41保持距离最近，如图5所示，所述第二挡块22与第二过滤片5的第二过滤区51保持距离最远，采样储样时，第一挡块12卡住第二挡块 22，保证两个过滤区分隔，加样时，旋转管体使第一挡块12同第二挡块22距离最远，即可表明两个过滤区重合，因此第一挡块12和第二挡块22既有防误触作用，也有表明过滤区最大重合的提示作用；
64.优选的，所述第一过滤片4和第二过滤片5均为橡胶材质的圆形半封闭结构，如图3，其四分之一为微滤膜(mf)结构，即第一过滤区41和第二过滤区 51，微滤膜膜孔径≥0.05μm或分子量≥1000da。
65.进一步的，所述加压装置包括弹性膜32和按压棍31，管帽3连接储液管1 后，弹性膜32封闭覆盖储液管1开口，弹性膜32中心部位固定连接按压棍31；
66.优选的，所述弹性膜32为pvc材质的凸起圆形片，按压后迅速回弹复原。
67.本发明上述的病毒采样管，适用于拭子、唾液、痰液、肺泡灌洗液、血清、血浆等多种病毒样本的采集与保存。
68.本发明所述病毒采样管使用方法为：将被采集的样本收集于含有保存液的离心管中，颠倒混匀10～20s，静置5～10min，其保存液可直接进行pcr扩增体系加样扩增分析。
69.本发明所述病毒采样管的采样与核酸提取功能于一体，省去提取试剂盒提取操作，减少样本污染风险，采集样本后，可在室温条件下保存7天，2～8℃保存1个月，-20℃以下保存1年以上，具有良好的稳定性。
70.为了便于描述，将本发明的保存液同病毒采样管统称为一种直接用于pcr 扩增检测的病毒采样管，即无特殊说明，下列描述中的病毒采样管默认其中储存有本发明的保存液。
71.实施例1
72.一种直接用于pcr扩增检测的病毒采样管，包括如下组分：
73.ph缓冲剂：50mmol/l tris缓冲液；
74.金属离子螯合剂：10mmol/l乙二胺四乙酸；
75.表面活性剂：5g/l np-40、5g/l tween-20；
76.核酸酶抑制剂：30g/l盐酸胍；
77.抑菌剂：100mg/l青霉素、50mg/l两性霉素；
78.生物碱试剂：2mg/l苦味酸。
79.将临床样本加入本发明病毒采样管中，室温条件下，颠倒混匀10秒，静置10 分钟，旋转储液管1，使储液管1第一过滤片4的第一过滤区41对齐连通第二过滤片5的第二过滤区51，拔掉毛细管管盖62，通过按压病毒采样管管帽3顶部的按压棍31，按照检测试剂盒加样
量，使适量样本从毛细管6滴入pcr扩增体系，使用荧光定量pcr仪进行pcr扩增分析。
80.实施例2
81.一种直接用于pcr扩增检测的病毒采样管的保存液，包括如下组分：
82.ph缓冲剂：50mmol/l hepes缓冲液；
83.金属离子螯合剂：20mmol/l葡萄糖酸；
84.表面活性剂：5g/l peg8000、10g/l sles；
85.核酸酶抑制剂：50g/l尿素；
86.抑菌剂：100mg/l青霉素、100mg/l庆大霉素；
87.生物碱试剂：3mg/l苦味酸。
88.将临床样本加入本发明的病毒采样管中，室温条件下，颠倒混匀10秒，静置 10分钟，旋转储液管1，使储液管1第一过滤片4的第一过滤区41对齐连通第二过滤片5的第二过滤区51，拔掉毛细管管盖62，通过按压病毒采样管管帽3顶部的按压棍31，按照检测试剂盒加样量，使适量样本从毛细管6滴入pcr扩增体系，使用荧光定量pcr仪进行pcr扩增分析。
89.实施例3
90.一种直接用于pcr扩增检测的病毒采样管，包括如下组分：
91.ph缓冲剂：100mmol/l tris缓冲液；
92.金属离子螯合剂：10mmol/l柠檬酸；
93.表面活性剂：5g/l peg8000、10g/l sles；
94.核酸酶抑制剂：70g/l二硫苏糖醇；
95.抑菌剂：100mg/l庆大霉素、100mg/l两性霉素、50mg/l链霉素；
96.生物碱试剂：2mg/l苦味酸，1mg/l鞣酸。
97.将临床样本加入本发明病毒采样管中，室温条件下，颠倒混匀6秒，静置5分钟，旋转储液管1，使储液管1第一过滤片4的第一过滤区41对齐连通第二过滤片 5的第二过滤区51，拔掉毛细管管盖62，通过按压病毒采样管管帽3顶部的按压棍 31，按照检测试剂盒加样量，使适量样本从毛细管6滴入pcr扩增体系，使用荧光定量pcr仪进行pcr扩增分析。
98.实施例4
99.一种直接用于pcr扩增检测的病毒采样管，包括如下组分：
100.ph缓冲剂：50mmol/l磷酸盐缓冲液；
101.金属离子螯合剂：10mmol/l乙二胺四乙酸；
102.表面活性剂：10g/l np-40、5g/l十六烷基二甲基氯化铵，5g/l tween-20；
103.核酸酶抑制剂：50g/l盐酸胍；
104.抑菌剂：200mg/l庆大霉素、100mg/l两性霉素；
105.生物碱试剂：2mg/l苦味酸，2mg/l鞣酸。
106.将临床样本加入本发明病毒采样管中，室温条件下，颠倒混匀10秒，静置8 分钟，旋转储液管1，使储液管1第一过滤片4的第一过滤区41对齐连通第二过滤片5的第二过滤区51，拔掉毛细管管盖62，通过按压病毒采样管管帽3顶部的按压棍31，按照检测试剂盒加样量，使适量样本从毛细管6滴入pcr扩增体系，使用荧光定量pcr仪进行pcr扩增分析。
107.实施例5
108.将本发明的保存液、病毒采样管与市购的病毒采样管、核酸提取试剂盒进行对照
实验，具体如下：
109.实验试剂：实施例1～4的直接用于pcr扩增检测的病毒采样管；
110.对照试剂1：市购样本释放剂；
111.对照试剂2：市购灭活型一次性使用病毒采样管、核酸提取试剂盒；
112.对照试剂3：将市购灭活型一次性使用病毒采样管中的保存液替换为本发明的保存液，得到病毒采样管d。
113.将新型冠状病毒假病毒样本，以同等的量加入到实施例1～4病毒采样管、市购样本释放剂、市购灭活型一次性使用病毒采样管、病毒采样管d中。
114.实施例1～4采样后处理详见实施例1～4，处理后直接进行pcr扩增；
115.市购样本释放剂采样后处理参考其说明书，处理后直接进行pcr扩增；
116.市购灭活型一次性使用病毒采样管采样后使用核酸提取试剂盒进行核酸提取，提取后取洗脱液进行pcr扩增。
117.pcr扩增体系如表1：
118.表1 pcr扩增组分用量
119.组分名称扩增反应液酶混合液引物总体积反应量12ul4ul4ul20ul
[0120] pcr扩增流程如表2：
[0121]
表2 pcr扩增流程及参数设置
[0122][0123]
pcr扩增结果如表3及图7所示，结果表明，本发明实施例1～4的扩增曲线ct 值优于市购灭活型一次性使用病毒采样管、核酸提取试剂盒1.5～1.7个ct，优于市购样本释放剂3.7～3.9个ct。本发明直接用于pcr扩增检测的病毒采样管的重复性明显优于对照试剂，且将市购灭活型一次性使用病毒采样管中的保存液替换为本发明的保存液后，其检测效果也明显不如使用本发明的病毒采样管，这是因为本试剂作用成分可使样本快速裂解，并在其中添加破坏蛋白并使蛋白沉降聚团成分(生物碱试剂)，使液体呈悬浊液状，经本采样管滤膜过滤后可实现进一步纯化样本作用，提高扩增效率，增加检出率。
[0124]
这进一步证明了本发明的保存液与本发明的病毒采样管相互发挥协同作用，实现了对病毒的精准检测。
[0125]
表3实验试剂及对照试剂的pcr扩增结果
[0126][0127]
实施例6
[0128]
为了进一步证明本发明的显著进步，以下是使用本发明病毒采样管的临床验证，具体如下：
[0129]
实验试剂及对照试剂同实施例5。
[0130]
将临床拭子样本(由济南市某医院提供)，以同等的量加入到实施例1～4病毒采样管、市购样本释放剂、市购灭活型一次性使用病毒采样管、病毒采样管d 中。
[0131]
采样后处理同实施例5。
[0132]
pcr扩增体系同实施例5。
[0133]
pcr扩增流程同实施例5。
[0134]
pcr扩增结果如表4，结果显示，本发明实施例1～4的扩增曲线ct值优于市购灭活型一次性使用病毒采样管、核酸提取试剂盒1.5～1.6个ct，优于市购样本释放剂3.8～3.9个ct；本发明直接用于pcr扩增检测的病毒采样管的重复性明显优于对照试剂，在临床验证中也证明了本发明的保存液与本发明的病毒采样管相互发挥协同作用，具有显著的检测效果。
[0135]
表4临床试验的实验试剂及对照试剂的pcr扩增结果
[0136][0137]
实施例7
[0138]
本发明病毒采样管的保存液的保存稳定性验证，步骤如下：
[0139]
以实施例1与实施例2为例，将临床病毒感染阳性样本(由济南市某医院提供) 加入到本发明病毒采样管中，分别按照实施例1与实施例2方法进行处理，分别在 37℃保存5天，常温下保存7天，2～8℃保存1个月，-20摄氏度保存2个月与6个月后，进行pcr扩增分析，扩增曲线ct值如表5，结果显示，本发明病毒采样管可规定条件下稳定保存样本。
[0140]
表5不同时间处理后的实施例1和实施例2的扩增曲线ct值
[0141]