核酸分析装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种核酸分析装置，包括主框体、流体输送单元、第一温度控制单元、第二温度控制单元、光学单元、旋转驱动单元及线性驱动单元。主框体具有腔室以安装卡匣，卡匣包括多个检测槽。流体输送单元进行核酸萃取及核酸扩增，且具有流体配接器。第一温度控制单元提供第一温度以供核酸扩增。第二温度控制单元在核酸扩增前提供较第一温度高的第二温度以供核酸变性。光学单元进行核酸检测。旋转驱动单元在核酸检测期间旋转卡匣，使检测槽与光学单元对位。线性驱动单元在核酸萃取期间将流体配接器及第二温度控制单元向上抬升，以与卡匣底面紧密接触。

【技术实现步骤摘要】
核酸分析装置
本申请涉及一种核酸分析装置，尤其涉及一种全功能整合式(all-in-one)的核酸分析装置。
技术介绍
即时就地照护(PointofCare,POC)试验是一种在中心医疗院所或实验室以外所进行的分析方法，且采用可即时判读结果的装置来进行。因为全球化趋势造成新的或再现传染病的爆发，且加快了其从流行性变成大流行性(epidemic-to-pandemic)的速度，而面对这样的威胁，在前线临床处置的去中心化诊断试验将有助于及早执行公共卫生事件的应变，以减轻事件的严重性。在开发中国家，由于临床实验室基础设施的缺乏及经费限制，诊断不易更加重了高度传染病的负担，若能借助POC试验当有助于改善此情况。近年来，一些POC装置被开发用于以等温方式进行核酸扩增的分子诊断，其所采用的一次性卡匣被安装于装置内以进行流体处理，且随后进行扩增及光学检测。然而，现行的装置仅提供用于扩增及检测的单一加热区间(例如60-65℃)，缺乏更高的加热温区(例如95℃)，无法在核酸萃取后更有效地使核酸变性(denaturation)，以产生单链核酸进行扩增。因此，为了改善现有技术的缺失，实有必要提供一种改良的POC装置。
技术实现思路
本申请的一目的在于提供一种全功能整合式的核酸分析装置，使得样品纯化、核酸萃取、核酸扩增及核酸检测等流程可在此全功能整合式的装置上进行，以实现即时核酸分析。本申请的另一目的在于提供一种核酸分析装置，其具有第二温度控制单元，可提供更高加热温区以使核酸变性，借此提升核酸扩增效率。本申请的又一目的在于提供一种核酸分析装置，其具有线性驱动单元，可确保不泄漏的流体输送以及可靠的高温加热。为达上述目的，本申请提供一种核酸分析装置，包括一壳体、一主框体、一流体输送单元、一第一温度控制单元、一第二温度控制单元、至少一光学单元、一旋转驱动单元及一线性驱动单元。壳体包括一上壳体及一下壳体。主框体设置于下壳体中，且具有一腔室供安装一卡匣于其中，卡匣包括多个检测槽。流体输送单元设置于下壳体中，并被配置为输送卡匣内的样品及/或试剂，以进行核酸萃取及/或核酸扩增，其中流体输送单元具有一流体配接器，且流体配接器设置于主框体的下方。第一温度控制单元设置于主框体上，并被配置为提供一第一温度，以进行核酸扩增。第二温度控制单元设置于主框体的下方，并被配置为在核酸扩增前提供较第一温度高的一第二温度，以进行核酸变性。光学单元设置于主框体上，并包括多个光学元件以进行核酸检测。旋转驱动单元设置于下壳体中，并被配置为在核酸检测期间以一预设程序旋转卡匣，以使卡匣的检测槽与光学单元对位。线性驱动单元，设置于下壳体中，并被配置为在核酸萃取期间将流体配接器及第二温度控制单元向上抬升，以使流体配接器及第二温度控制单元与卡匣的一底面紧密接触。在一实施例中，在核酸扩增及检测期间，线性驱动单元驱动流体配接器及第二温度控制单元向下移动以与卡匣的底面保留一间隙。在一实施例中，在核酸检测完成后，线性驱动单元驱动流体配接器及第二温度控制单元向上移动，并将卡匣向上推送使卡匣的顶面明显高于主框体的顶面，以利卡匣的取出。在一实施例中，线性驱动单元包括一步进马达、一丝杆、一滑块以及一悬臂，其中滑块通过丝杆与步进马达连接，悬臂固定于滑块上，且流体配接器及第二温度控制单元承载于悬臂上。在一实施例中，线性驱动单元包括至少一位置感测单元。在一实施例中，上壳体包括多个挡止部，当卡匣被线性驱动单元向上推送时，卡匣的顶面会抵顶至挡止部。在一实施例中，卡匣包括至少一导沟，旋转驱动单元包括至少一突部，突部可于导沟中滑动，且旋转驱动单元通过突部夹持卡匣，以驱动卡匣的旋转。在一实施例中，旋转驱动单元包括一步进马达、一转轴、一驱动齿轮以及一从动齿轮，其中驱动齿轮通过转轴与步进马达连接，且驱动齿轮与从动齿轮啮合。在一实施例中，突部设置于从动齿轮上。在一实施例中，光学单元包括一光源及一光检测器。在一实施例中，核酸分析装置包括多个光学单元，每一光学单元提供独特波长的光，以检测多个目标。在一实施例中，卡匣包括一卡匣本体、一反应晶片以及一热处理晶片，反应晶片设置于卡匣本体的顶部，且热处理晶片设置于卡匣本体的底部。在一实施例中，第一温度控制单元环绕卡匣本体且承载反应晶片于其上。在一实施例中，第二温度控制单元对热处理晶片进行接触加热。在一实施例中，热处理晶片的底面包括多个开口，且流体配接器的顶面包括多个开孔，可对应连接热处理晶片的多个开口，以形成流体输送的管道。在一实施例中，反应晶片包括至少两个流体网络，其中每一流体网络包括多个检测槽、一主要流体流道及一气体释放流道，主要流体流道与检测槽连接且被配置为将样品或对照液体分配至检测槽中，气体释放流道与检测槽连接且被配置为将气体自检测槽释放，其中流体网络的其中之一被配置为品质管控。在一实施例中，气体释放流道相较主要流体流道明显较窄。在一实施例中，反应晶片的形状大致上为正多边形，且每一检测槽具有至少一平面。在一实施例中，反应晶片还包括设于其顶面的至少一样品载入孔，用于加入样品于卡匣中。在一实施例中，核酸分析装置还包括一内嵌镜头，用以扫描一样品管或卡匣上的一条码或一QR图码以获取相关信息。综上所述，本技术的核算分析装置的优点和有益效果在于：本技术的核算分析装置将流体输送单元、温度控制单元、驱动单元及光学单元整合在单一装置上，使得样品纯化、核酸萃取、核酸扩增及核酸检测等流程可在此全功能整合式的装置上进行，以实现即时核酸分析，故本申请核酸分析装置提供了简便且快速的核酸分析。特别是，本申请的温度控制单元除包括提供等温扩增所需的单一温度区间的第一温度控制单元外，还包括可提供更高加热温区以使核酸变性的第二温度控制单元，故可提升核酸扩增效率。再者，本申请的核酸分析装置包括两组驱动单元，其中之一为旋转驱动单元，可驱动卡匣的旋转，以使每一检测槽依序与不同的光学单元对位并进行检测。另一则为线性驱动单元，可驱动流体输送单元的部分及第二温度控制单元向上移动并紧密接触卡匣，以进行核酸萃取等流体处理；并在核酸扩增及检测阶段驱动流体输送单元的部分及第二温度控制单元向下移动而与卡匣分离，以利后续卡匣旋转；更可在核酸检测完成后将卡匣顶出，以利使用者将卡匣取出。因此，本申请的核酸分析装置可完成自动化的全功能整合检测，有助于POC诊断，具有极高的产业利用价值。附图说明图1显示本申请实施例的核酸分析装置示意图。图2显示核酸分析装置内部主要结构示意图。图3显示图2核酸分析装置的爆炸图。图4及图5显示不同角度的卡匣示意图。图6显示核酸分析装置的部分结构示意图。图7显示核酸分析装置的部分结构示意图。图8显示图7所示的结构及安装于其上的卡匣。图9显示本申请实施例的旋转驱动单元示意图。图10显示核酸分析装置的部分结构示意图。图11显示卡匣安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核酸分析装置，其特征在于，包括：/n一壳体，包括一上壳体及一下壳体；/n一主框体，设置于该下壳体中，且具有一腔室供安装一卡匣于其中，该卡匣包括多个检测槽；/n一流体输送单元，设置于该下壳体中，并被配置为输送该卡匣内的样品及/或试剂，以进行核酸萃取及/或核酸扩增，其中该流体输送单元具有一流体配接器，且该流体配接器设置于该主框体的下方；/n一第一温度控制单元，设置于该主框体上，并被配置为提供一第一温度，以进行核酸扩增；/n一第二温度控制单元，设置于该主框体的下方，并被配置为在核酸扩增前提供较该第一温度高的一第二温度，以进行核酸变性；/n至少一光学单元，设置于该主框体上，并包括多个光学元件以进行核酸检测；/n一旋转驱动单元，设置于该下壳体中，并被配置为在核酸检测期间以一预设程序旋转该卡匣，以使该卡匣的该检测槽与该光学单元对位；以及/n一线性驱动单元，设置于该下壳体中，并被配置为在核酸萃取期间将该流体配接器及该第二温度控制单元向上抬升，以使该流体配接器及该第二温度控制单元与该卡匣的一底面紧密接触。/n

【技术特征摘要】
1.一种核酸分析装置，其特征在于，包括：
一壳体，包括一上壳体及一下壳体；
一主框体，设置于该下壳体中，且具有一腔室供安装一卡匣于其中，该卡匣包括多个检测槽；
一流体输送单元，设置于该下壳体中，并被配置为输送该卡匣内的样品及/或试剂，以进行核酸萃取及/或核酸扩增，其中该流体输送单元具有一流体配接器，且该流体配接器设置于该主框体的下方；
一第一温度控制单元，设置于该主框体上，并被配置为提供一第一温度，以进行核酸扩增；
一第二温度控制单元，设置于该主框体的下方，并被配置为在核酸扩增前提供较该第一温度高的一第二温度，以进行核酸变性；
至少一光学单元，设置于该主框体上，并包括多个光学元件以进行核酸检测；
一旋转驱动单元，设置于该下壳体中，并被配置为在核酸检测期间以一预设程序旋转该卡匣，以使该卡匣的该检测槽与该光学单元对位；以及
一线性驱动单元，设置于该下壳体中，并被配置为在核酸萃取期间将该流体配接器及该第二温度控制单元向上抬升，以使该流体配接器及该第二温度控制单元与该卡匣的一底面紧密接触。


2.如权利要求1所述的核酸分析装置，其特征在于，在核酸扩增及检测期间，该线性驱动单元驱动该流体配接器及该第二温度控制单元向下移动以与该卡匣的底面保留一间隙。


3.如权利要求1所述的核酸分析装置，其特征在于，在核酸检测完成后，该线性驱动单元驱动该流体配接器及该第二温度控制单元向上移动，并将该卡匣向上推送使该卡匣的顶面明显高于该主框体的顶面，以利该卡匣的取出。


4.如权利要求1所述的核酸分析装置，其特征在于，该线性驱动单元包括一步进马达、一丝杆、一滑块以及一悬臂，其中该滑块通过该丝杆与该步进马达连接，该悬臂固定于该滑块上，且该流体配接器及该第二温度控制单元承载于该悬臂上。


5.如权利要求1所述的核酸分析装置，其特征在于，该线性驱动单元包括至少一位置感测单元。


6.如权利要求1所述的核酸分析装置，其特征在于，该上壳体包括多个挡止部，当该卡匣被该线性驱动单元向上推送时，该卡匣的顶面会抵顶至该挡止部。


7.如权利要求1所述的核酸分析装置，其特征在于，该卡匣包括至少一导沟，该旋转驱动单元包括至少一突部，该突部可于该导沟中滑动，且该旋转驱动单元通过该突部夹持该卡匣，以驱动该卡匣的旋转。


8....

【专利技术属性】
技术研发人员：于浩，耿静，魏昊宇，
申请(专利权)人：台达电子国际新加坡私人有限公司，
类型：新型
国别省市：新加坡;SG