一种集成核酸提取扩增检测功能于一体的封闭式卡盒及检测方法技术

本发明专利技术公开了一种集成核酸提取扩增检测功能于一体的封闭式卡盒及检测方法，包括卡盒本体、试剂通道、气路通道、阀、扩增液存储腔、清洗液存储腔、裂解管、扩增管和动力源，整体形成一个封闭空间，扩增液存储腔预埋了扩增液，清洗液存储腔预埋了清洗液，不同试剂通道和气路通道的通断使用阀进行切换；核酸提取和检测时，转动阀到不同的位置，进而导通不同的试剂通道和气路通道，然后外接动力源提供动力给气源接口，进而控制卡盒内的试剂流动，即将裂解管中的样本转移进入扩增管，随后在扩增管内完成核酸吸附、杂质清洗、废液转移至裂解管、扩增液注入至扩增管，扩增管密封等核酸提取过程，最后直接在扩增管中对反应液中的核酸进行检测。

【技术实现步骤摘要】
一种集成核酸提取扩增检测功能于一体的封闭式卡盒及检测方法
本专利技术涉及一种新型核酸检测卡盒，特别涉及一种集成核酸提取、扩增、检测功能于一体的封闭式卡盒及检测方法。
技术介绍
传统的病原微生物检测方法都要经过分离培养、生化鉴定等步骤，一般需要3-7天，检测时间较长，在应对突发性公共卫生事件上，很难满足快速、准确、灵敏和特异性高等要求。因此，如何应对这一新挑战已成为急需解决的重要问题。随着分子生物学的发展，体外快速扩增目的DNA/RNA片段的聚合酶链式反应(PolymeraseChainReaction，PCR)技术获得广泛应用，已成为病原体基因快速检测的主要方法。实时荧光PCR技术通过引入荧光染料或荧光标记的特异性探针，对PCR过程进行实时监控，实现了从定性判断到定量分析的飞跃，能对病原体基因进行高效、特异性检测，大大缩短了检出窗口期，有利于实现早诊断、早治疗，降低病死率。核酸检测周期短，灵敏度特异性与培养法相当，但存在以下的问题：1)将包括临床样品裂解释放核酸、核酸吸附、洗涤杂质、洗脱核酸，配置PCR反应体系以及核酸扩增分开进行，不仅操作步骤繁杂，而且耗时长；2)多设备联用，需要专业实验室及人员，过多的人工操作还易造成样品的交叉污染，进而造成假阴性或假阳性，同时检验人员被感染的风险倍增，严重制约了这项技术的应用和推广。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案，一种集成核酸提取、扩增、检测功能于一体的封闭式卡盒，包括卡盒本体、第一试剂通道、第二试剂通道、第三试剂通道、第四试剂通道、第一气路通道、第二气路通道、第三气路通道、第四气路通道、第一阀、第二阀、扩增液存储腔、清洗液存储腔、裂解管、扩增管和动力源，整体形成一个封闭空间；所述裂解管用于样本高温裂解，所述扩增管用于核酸吸附和扩增检测；所述扩增液存储腔预埋有扩增液，清洗液存储腔预埋有清洗液；第一试剂通道、第二试剂通道、第三试剂通道、第四试剂通道和第一气路通道、第二气路通道、第三气路通道、第四气路通道的通断分别使用第一阀、第二阀进行切换；核酸提取和检测时，第一阀、第二阀分别转到的不同位置，进而导通第一试剂通道、第二试剂通道、第三试剂通道、第四试剂通道和第一气路通道、第二气路通道、第三气路通道、第四气路通道，然后动力源提供动力进而控制卡盒内的试剂流动，即将裂解管中的样本转移进入扩增管，随后在扩增管内完成核酸提取过程，包括：核酸吸附、杂质清洗、废液转移至裂解管、扩增液注入至扩增管，扩增管密封，最后直接在扩增管中对反应液中的核酸进行检测。进一步的，通过旋转第二阀，导通第一气路通道、第二气路通道、第一导气管，使其与裂解管导通；通过旋转第二阀，导通第一导液管、第一试剂通道、第二试剂通道、第二导液管，进而连接扩增管和扩增管；通过旋转第一阀，第三气路通道、第四气路通道、第二导气管，使其与扩增管导通；通过旋转第二阀，导通第三试剂通道、第二试剂通道、第二导液管，进而连接清洗存储腔和扩增管；通过旋转第二阀，导通第四试剂通道、二试剂通道、第二导液管，进而连接扩增液存储腔和扩增管。进一步的，所述卡盒本体左侧设置有第一密封盖，并安装有第一透气不透液膜，用于防止气溶胶污染。进一步的，所述卡盒本体底部设置有两个梯形凸台，即第一梯形凸台、第二梯形凸台，用于密封安装裂解管和扩增管。进一步的，所述卡盒本体底部第一梯形凸台安装有第一导液管和第一导气管，插入裂解管内部；卡盒本体底部还安装有第二梯形凸台安装有第二导液管和第二导气管；插入扩增管的内部，分别用于作为液体试剂转移和气源动力提供通道。进一步的，所述裂解管和扩增管设置在卡盒本体底部，卡盒本体顶部设置有动力源，用于提供卡盒内部试剂转移所需的动力。进一步的，所述裂解管用于裂解样本释放核酸，所述扩增管的内表面经过修饰，用于吸附负电荷核酸并进行扩增检测。进一步的，所述卡盒本体上端设置有扩增液存储腔和清洗液存储腔，用于存放扩增液和清洗液；扩增液存储腔配有第三密封盖，第三密封盖上安装有第三透气不透液膜，用于扩增液存储腔内的气压平衡和防止气溶胶污染；清洗液存储腔配有第二密封盖，第二密封盖上含安装有第二透气不透液膜，用于清洗液存储腔内的气压平衡和防止气溶胶污染。进一步的，用于从生物样本中分离DNA和RNA，并直接在扩增管中完成核酸扩增检测。根据本专利技术的另一方面，提出一种一体化核酸提取、扩增、检测方法，包括如下步骤：步骤1)、取临床样本加入一定体积的悬浮液重悬拭子样本；步骤2)、取一定体积的样本注入裂解管并将裂解管安装在封闭式卡盒的第一梯形凸台，在第二梯形凸台处预先安装有扩增管；步骤3)、裂解样本，释放核酸：关闭第一阀、第二阀，使各试剂通道和气路通道保持关闭状态，裂解管和扩增管处于完全密封的状态，然后，启动加热过程，使裂解管中的样本被充分地裂解；步骤4)、转移裂解液：将裂解管中的被裂解后样本转移进入扩增管；步骤5)、核酸吸附：驱动机构与第一阀、第二阀连接，控制第一阀、第二阀旋转，进而使裂解管与扩增管相互关断，使扩增管核酸吸附分钟；步骤6)、废液转移步骤：将扩增管中的废液转移进入裂解管，此时裂解管作为废液腔使用；第一气路通道与第一密封盖相互连接；步骤7)、扩增管清洗步骤：即将清洗液存储腔中的清洗液转移进入扩增管，以完成杂质清洗步骤；清洗液存储腔含有第二密封盖，第二密封盖上含安装有第二透气不透液膜，用于清洗液存储腔内的气压平衡和防止气溶胶污染；步骤8)、废液转移步骤：即将扩增管中的废液转移进入裂解管，此时裂解管作为废液腔使用；第一气路通道与第一密封盖相互连接；步骤9)、转移扩增液：将扩增液存储腔中的扩增液转移进入扩增管，以完成扩增前的试剂准备工作；；步骤10)、扩增反应：使裂解管和扩增管处于完全密封的状态，接着控制一体化核酸检测仪启动生降温过程，并直接在扩增管中对反应液中的核酸进行检测。本专利技术相对于现有技术的有益效果是：本专利技术提供的一种集成核酸提取、扩增、检测功能于一体的封闭式卡盒，集成了核酸提取和扩增检测两个步骤，在一个小的密闭的盒体内完成，可用于没有分子诊断实验室环境下的核酸提取和扩增检测，具有结构紧凑、易于操作、结构简单、易装配等优点，有效提高分子诊断类产品的环境适应度。附图说明图1是本专利技术的卡盒结构示意图；图2是本专利技术的封闭式卡盒和商品化手工磁珠法核酸提取试剂盒提取混入血清中的H5-Re6疫苗株样本的扩增曲线对比结果。附图标记说明：1卡盒本体；2第一密封盖；22第一透气不透液膜；222第一气路通道；3第二气路通道；4第一梯形凸台；5第一导气管；6裂解管；7第一导液管；8第一试剂通道；9第二试剂通道；10第二梯形凸台；11扩增管；12第二导液管；13第二导气管；14第三气路通道；15第一阀；16动力源；161第四气路通道；17第二密封盖；171第二透气不透液膜；172清洗液存储腔；173第三试剂通道；18第三密封盖；1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成核酸提取扩增检测功能于一体的封闭式卡盒，其特征在于：包括卡盒本体、第一试剂通道、第二试剂通道、第三试剂通道、第四试剂通道、第一气路通道、第二气路通道、第三气路通道、第四气路通道、第一阀、第二阀、扩增液存储腔、清洗液存储腔、裂解管、扩增管和动力源，整体形成一个封闭空间；/n所述裂解管用于样本高温裂解，所述扩增管用于核酸吸附和扩增检测；/n所述扩增液存储腔预埋有扩增液，清洗液存储腔预埋有清洗液；第一试剂通道、第二试剂通道、第三试剂通道、第四试剂通道和第一气路通道、第二气路通道、第三气路通道、第四气路通道的通断分别使用第一阀、第二阀进行切换；核酸提取和检测时，第一阀、第二阀分别转到的不同位置，进而导通第一试剂通道、第二试剂通道、第三试剂通道、第四试剂通道和第一气路通道、第二气路通道、第三气路通道、第四气路通道，然后动力源提供动力进而控制卡盒内的试剂流动，即将裂解管中的样本转移进入扩增管，随后在扩增管内完成核酸提取过程，包括：核酸吸附、杂质清洗、废液转移至裂解管、扩增液注入至扩增管，扩增管密封，最后直接在扩增管中对反应液中的核酸进行检测。/n

【技术特征摘要】
1.一种集成核酸提取扩增检测功能于一体的封闭式卡盒，其特征在于：包括卡盒本体、第一试剂通道、第二试剂通道、第三试剂通道、第四试剂通道、第一气路通道、第二气路通道、第三气路通道、第四气路通道、第一阀、第二阀、扩增液存储腔、清洗液存储腔、裂解管、扩增管和动力源，整体形成一个封闭空间；
所述裂解管用于样本高温裂解，所述扩增管用于核酸吸附和扩增检测；
所述扩增液存储腔预埋有扩增液，清洗液存储腔预埋有清洗液；第一试剂通道、第二试剂通道、第三试剂通道、第四试剂通道和第一气路通道、第二气路通道、第三气路通道、第四气路通道的通断分别使用第一阀、第二阀进行切换；核酸提取和检测时，第一阀、第二阀分别转到的不同位置，进而导通第一试剂通道、第二试剂通道、第三试剂通道、第四试剂通道和第一气路通道、第二气路通道、第三气路通道、第四气路通道，然后动力源提供动力进而控制卡盒内的试剂流动，即将裂解管中的样本转移进入扩增管，随后在扩增管内完成核酸提取过程，包括：核酸吸附、杂质清洗、废液转移至裂解管、扩增液注入至扩增管，扩增管密封，最后直接在扩增管中对反应液中的核酸进行检测。


2.根据权利要求1所述的一种集成核酸提取扩增检测功能于一体的封闭式卡盒，其特征在于：
通过旋转第二阀，导通第一气路通道、第二气路通道、第一导气管，使其与裂解管导通；通过旋转第二阀，导通第一导液管、第一试剂通道、第二试剂通道、第二导液管，进而连接扩增管和扩增管；通过旋转第一阀，第三气路通道、第四气路通道、第二导气管，使其与扩增管导通；通过旋转第二阀，导通第三试剂通道、第二试剂通道、第二导液管，进而连接清洗存储腔和扩增管；通过旋转第二阀，导通第四试剂通道、二试剂通道、第二导液管，进而连接扩增液存储腔和扩增管。


3.根据权利要求1所述的一种集成核酸提取扩增检测功能于一体的封闭式卡盒，其特征在于：
所述卡盒本体左侧设置有第一密封盖，并安装有第一透气不透液膜，用于防止气溶胶污染。


4.根据权利要求1所述的一种集成核酸提取扩增检测功能于一体的封闭式卡盒，其特征在于：
所述卡盒本体底部设置有两个梯形凸台，即第一梯形凸台、第二梯形凸台，用于密封安装裂解管和扩增管。


5.根据权利要求1所述的一种集成核酸提取扩增检测功能于一体的封闭式卡盒，其特征在于：
所述卡盒本体底部第一梯形凸台安装有第一导液管和第一导气管，插入裂解管内部；卡盒本体底部还安装有第二梯形凸台安装有第二导液管和第二导气管；插入扩增管的内部，分别用于作为液体试剂转移和气源动力提供通道。


6.根据权利要求1所述的一种集成核酸提取扩增检测功能于一...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱灵，杨柯，朱灿灿，赵俊，汪磊，王贻坤，邓国庆，刘勇，
申请(专利权)人：合肥中科易康达生物医学有限公司，中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34