技术摘要：
本发明公开了一种具有主动物料转移功能的样本处理及检测一体化试剂杯包括旋转盖、试剂杯体和注射移液器，试剂杯体的一端与旋转盖相连接，试剂杯体的另一端与试剂盒相连接；注射移液器贯穿旋转盖和试剂杯体，通过移动使注射移液器的底部远离或靠近试剂盒。该试剂杯实现  全部
背景技术：
分子检测技术平台主要有聚合酶链反应技术、分子杂交技术、DNA测序技术，基因 芯片等。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。 聚合酶链式反应技术(PCR)是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技 术，它可看作是生物体外的特殊DNA复制，PCR的最大特点，是能将微量的DNA大幅增加。PCR (聚合酶链式反应)是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链，低温(经常是60℃左 右)时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，再调节温度至DNA聚合酶最适反应温度(72 ℃左右)，DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。 荧光定量PCR技术是聚合酶链反应技术的主要应用，也是分子检测技术的主流。不 过样本提取的繁琐性和气溶胶污染是限制荧光定量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。 随着社会发展和医疗模式的转变，临床迫切需要一种检测准确、操作简单，体积小 巧，无需特定PCR实验室的自动化一体化产品。但是由于分子检测其自身技术的复杂性，从 样品处理到结果报告的全自动化、一体化仪器平台很少，或者存在诸多难以解决的如结构 复杂、灵敏度差、操作和检测设备复杂的技术问题，目前无法满足日益发展的临床要求。 其中现有常规实时荧光定量PCR技术不足： 1)实验步骤多； 2)自动化程度低； 3)需要专门的PCR实验室； 4)对操作人员要求高； 5)容易气溶胶污染。 现有样本提取和检测一体化方案不足： 1)检测试剂杯结构复杂，成本高昂，无法进行磁颗粒提取样本核酸； 2)产品通量不大，只有一个反应管； 3)PCR管开模要求高，成本高昂； 4)封口膜刺破工艺有风险。 赛沛公司GeneXpert申请了几个相关的专利，其中包括美国专利文献(US9669409) 公开了一种盖子结构、专利US9669409底座的结构和功能、专利US9322052中公开的PCR反应 管结构等；但赛沛公司GeneXpert所申请的专利中未涉及磁颗粒提取样本的功能，而磁颗粒 4 CN 111733066 A 说　明　书 2/10 页 提取是常用的方法；反应管要人工插入反应杯内，操作繁琐；一次只能做一个反应管，通量 有限。 中国专利文献(申请号：2018102991469)公开了一种设置有物料转移结构的样本 处理及检测试剂杯盒，包括由外罩形成的盒本体，且盒本体的顶端外罩开设有开合式加样 口，所述盒本体的内侧设有载物圆盘，且载物圆盘的中部设有圆孔，圆孔侧壁设有第二固定 扣，圆孔的外围设有开设在载物圆盘上的废弃液存储仓、第一卡槽、第二卡槽和密封孔，且 废弃液存储仓、第一卡槽和第二卡槽均通过封膜形成密封区，所述圆孔内设有物料转移结 构，第一卡槽内胶粘密封有样本处理塑料管；但该技术方案中PCR管整合在其他模块一起开 模，对生产工艺要求很高，且成本高，而且用移液枪头刺破封口膜有风险。 因此，有必要开发一种操作简单，自动化程度高，成本低，无污染的具有主动物料 转移功能的样本处理及检测一体化试剂杯及检测方法。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是，提供一种操作简单，自动化程度高，成本低，密封性 好，无污染的具有主动物料转移功能的样本处理及检测一体化试剂杯。 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，该具有主动物料转移功能的样 本处理及检测一体化试剂杯，包括旋转盖、试剂杯体和注射移液器，所述试剂杯体的一端与 所述旋转盖相连接，所述试剂杯体的另一端与试剂盒相连接；所述注射移液器贯穿所述旋 转盖和所述试剂杯体，通过移动使所述注射移液器的底部远离或靠近所述试剂盒。 采用上述技术方案，通过设置旋转盖和试剂杯体相连接，注射移液器贯穿旋转盖 和试剂杯体通过移动使注射移液器的底部远离或靠近试剂盒，从而实现了通过注射移液器 吸取试剂盒内的待测样本并和多种反应试剂混匀，再发生检测反应，从而获得检测结果，整 个过程全自动在该试剂杯中发生，上(旋转盖)、下部(试剂盒)的限位密封结构与试剂的隔 离封膜保证产品在一个密闭的环境中检测，避免气溶胶污染，密封性好；待测样本进入，通 过配套的检测仪器控制，直接出检测结果，自动化程度高，该试剂杯结构简单，成本低，检测 精确度高，同时还可进行磁颗粒提取样本核酸，具有主动物料转移功能。 本发明进一步改进在于，所述旋转盖与所述试剂杯体为可旋转连接。通过旋转盖 相对于试剂杯体旋转，可以带动贯穿旋转盖的注射移液器在试剂杯体内沿圆周运动，从而 使注射移液器的底部进入试剂盒内不同的位置。 本发明进一步改进在于，所述注射移液器包括按压部、移液管和尖刺部，所述按压 部的一端连接在所述移液管的内部且与所述移液管呈活塞连接；所述尖刺部连接在所述移 液管远离所述按压部的一端；所述尖刺部为中空结构。该注射移液器通过按压部在移液管 内做活塞运动，使中空结构的尖刺部吸取和压出待测样本并和多种反应试剂混匀，从而实 现全自动检测。其中注射移液器的吸液排液是通过外部检测仪器控制按压部来实现的；此 外中空结构的尖刺部可以刺破封口膜，保证产品质量，性能稳定。 本发明进一步改进在于，所述旋转盖上还设有定位驱动槽，用于与外部设备连接 通过外部设备控制所述旋转盖相对于所述试剂杯体旋转。 本发明进一步改进在于，所述注射移液器的外部设有旋转盖限位件，所述试剂杯 体上设有限位件滑槽，所述旋转盖限位件与所述限位件滑槽相配合达到限位作用。旋转盖 5 CN 111733066 A 说　明　书 3/10 页 限位件与试剂杯体上的限位件滑槽相配合作用，用于对试剂杯体固定限位作用，同时旋转 盖限位件位于注射移液器的外部用于保护注射移液器在未开启使用前的储存，因此在将该 试剂杯装入相应的检测仪器时需要将旋转盖限位件拔下。其中旋转盖和试剂盒与试剂杯体 连接好后，再通过热封、超声、点胶等方法实现试剂盒反应时的密封环境，避免PCR反应的气 溶胶污染。 本发明进一步改进在于，所述旋转盖上还设有移液器导向柱，所述移液器导向柱 伸入所述试剂杯体的内部。旋转盖上在注射移液器的贯穿孔靠近试剂杯体的一端设有移液 器导向柱，使注射移液器贯穿旋转盖后伸入移液器导向柱内，通过移液器导向柱加强对注 射移液器的移液定向，从而保证对试剂盒内的各试剂管定位准确，吸液移液准确。 本发明进一步改进在于，所述注射移液器通过移液器固定件和移液器密封件与所 述旋转盖固定连接。移液器密封件可以采用橡胶或硅胶材质，这样的设置既能使注射移液 器在贯穿孔内移动，又能保证试剂杯体内的密封性。 本发明进一步改进在于，所述旋转盖上还设有进样口，所述进样口靠近所述试剂 杯体的一端设有向所述试剂杯体内延伸的进样导向柱。进样导向柱的作用是对进样的方向 进行定向，保证对试剂盒的样本管定位准确，加样准确。 本发明进一步改进在于，所述试剂盒上设有若干个试剂管，且所述试剂盒上设有 至少一个PCR管。试剂盒中若干个试剂管的试剂隔离通过封膜实现，各个试剂管中装有不同 的试剂，其中PCR管中封装反应冻干粉，这样设置可根据产品通量自由增减试剂管数量。优 选地，试剂管的数量为11个，PCR管的数量为1个，其中11个试剂管分别为样本管(管口无封 膜)、含RNA  carrier，proteinase  K等干燥物质的试剂管(管口有封膜)、裂解液管(装有裂 解液的试剂管，管口有封膜)、磁颗粒管(内装有磁颗粒的试剂管，管口有封膜)、洗液A管(装 有洗液A的试剂管，管口有封膜)、洗液B管(装有洗液B的试剂管，管口有封膜)、废洗液管(用 于装有废液的试剂管，管口无封膜)、洗液一(用于无菌水的试剂管，管口有封膜)、洗液二 (用于装无菌水的试剂管，管口有封膜)、EB洗脱液管(用于装EB洗脱液的试剂管，管口有封 膜)、液体石蜡管(装有液体石蜡的试剂管，管口有封膜)；其中磁颗粒可以采用球形、方形、 哑铃形等或多种形状的磁颗粒混合。 本发明进一步改进在于，所述旋转盖的外部还设有旋转盖定位圈。旋转盖定位圈 设置在旋转盖的外部起到固定限位作用。 本发明进一步改进在于，所述试剂杯体靠近所述试剂盒的一端设有凹槽，所述试 剂盒靠近所述试剂杯体的一端设有凸形边条，所述凹槽与所述凸形边条相卡合从而实现所 述试剂杯体与所述试剂盒的固定限位。 作为本发明的优选技术方案，所述旋转盖上设有至少一个密封圈，所述密封圈嵌 套在所述试剂杯体中，所述试剂杯体中设有相应的与所述密封圈配合的结构。 作为本发明的优选技术方案，所述旋转盖限位件包括旋转盖限位卡扣和旋转盖限 位罩，所述旋转盖限位罩的顶部沿水平向外延伸且垂直延伸设有所述旋转盖限位卡扣，所 述旋转盖限位卡扣与所述限位件滑槽相配合，卡合定位。 作为本发明的优选技术方案，所述移液器固定件的外侧设有移液器限位卡套。旋 转盖限位罩通过移液器限位卡套安装在注射移液器的外部，用于保护注射移液器，即保护 注射移液器在未开启使用前的储存。 6 CN 111733066 A 说　明　书 4/10 页 作为本发明的优选技术方案，所述进样口上设有加样塞。 作为本发明的优选技术方案，所述PCR管通过PCR固定螺栓和PCR固定螺帽与所述 试剂盒形成可拆卸连接。PCR管中封装反应冻干粉后通过PCR固定螺帽连接到试剂盒上的 PCR固定螺栓，这样的结构设置可以采用通用的PCR管，降低成本。外接检测仪器还具有PCR 管的管套式温度调控装置，磁吸附装置，尤其是PCR管的反应温度调控装置。 作为本发明的优选技术方案，所述移液管贯穿所述旋转盖伸入所述试剂杯体内， 通过移动使所述尖刺部远离或靠近所述试剂盒；所述按压部位于所述旋转盖远离所述试剂 杯体的一侧，且所述按压部在所述旋转盖限位罩的内部。这样的设置进一步有利于保护注 射移液器在未开启使用前的储存。 作为本发明的优选技术方案，所述移液管在与所述按压部相连接的一端设有管 套，所述管套上还连接有卡板，所述卡板与所述移液器限位卡套相卡合。从而更好地对注射 移液器起到定位保护作用。 本发明还要解决的问题是，提供一种操作简单，自动化程度高，成本低，密封性好、 无污染的具有主动物料转移功能的样本处理及检测一体化试剂杯测试样本的方法。 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，该使用具有主动物料转移功 能的样本处理及检测一体化试剂杯检测样本的方法，具体包括以下步骤： (1)打开该一体化试剂杯包装，扫码确认信息，加样到试剂杯的进样口； (2)将步骤(1)中的所述试剂杯中的旋转盖限位件拔下，再将该试剂杯放入检测仪 器中，启动检测；所述检测仪器控制注射移液器移动、吸液排液以及控制旋转盖旋转； (3)所述注射移液器移入待测样本并吸取待测样本，然后将所述待测样本加入RNA  carrier，proteinase  K干燥物质中混匀，获得混匀物； (4)所述注射移液器移入所述混匀物并吸取所述混匀物，然后将所述混匀物加入 裂解液中混匀，获得裂解混匀物； (5)所述注射移液器移入所述裂解混匀物吸取所述裂解混匀物，然后将所述裂解 混匀物加入磁颗粒中先孵育再进行磁颗粒吸附；所述注射移液器吸取废液，移入废液管； (6)所述注射移液器移入洗液并吸取洗液，然后将所述洗液加入所述步骤(5)的待 检样本中，解除磁吸后先混匀再进行磁颗粒吸附，所述注射移液器再次吸取废液，移入废液 管； (7)重复步骤(6)，获得清洗后的样本； (8)将所述注射移液器移入洗液一进行清洗； (9)所述注射移液器移入洗脱液EB并吸取洗脱液EB，然后将所述洗脱液EB加入所 述步骤(7)的清洗后的样本，先进行孵育再进行磁颗粒吸附，获得已洗脱的样本； (10)将所述注射移液器移入洗液二中进行清洗； (11)所述注射移液器吸取所述步骤(9)中已洗脱的样本并移入PCR管与内置PCR试 剂混匀； (12)所述注射移液器移入液体石蜡混匀后吸取液体石蜡混匀物，且将所述液体石 蜡混匀物移入PCR管，完成样本的提取并做PCR反应准备； (13)所述注射移液器回归初始位置； (14)进行PCR反应，所述检测仪器检测出荧光信号得出检测结果。 7 CN 111733066 A 说　明　书 5/10 页 采用上述技术方案，通过检测仪器控制该具有主动物料转移功能的样本处理及检 测一体化试剂杯中的旋转盖旋转从而带动注射移液器在试剂杯体中旋转，通过检测仪器控 制该具有主动物料转移功能的样本处理及检测一体化试剂杯中注射移液器移动、吸液排 液，将待测样本加入试剂盒内样本管中，从而使待测样本与各种试剂混匀进行样本的提取 和PCR反应，从而实现了待测样本加入，该试剂杯放入检测仪器后，直接得出结果，完成了复 杂的分子检测过程；其中外接的检测仪器控制注射移液器的上下运动、注射移液器的吸液 排液及混匀，旋转盖的旋转，同时还具有PCR管的管套式温度调控装置、磁吸附装置。 与现有技术相比，本发明的技术方案，具有以下有益效果： 1)对操作人员要求不高，试剂、仪器操作简便、自动化高、一体化设计、避免气溶胶 污染、不需要专门的PCR实验室，为荧光定量PCR技术普及到基层医疗机构提供有力的技术 保障； 2)该试剂杯结构简单、操作简单、成本低，检测结果准确，同时可进行磁颗粒提取 样本核酸；可根据产品通量自由增减试剂管数量，采用中空结构的尖刺部刺破装有试剂的 试剂管，保证产品质量，性能稳定；该试剂杯是集核酸提取及扩增检测一体化的装置，实现 了样本进，结果出的便捷操作，完成了复杂的分子检测；该试剂杯还可以用于免疫反应检 测； 3)由于现有市场产品集成前处理的耗材相对复杂，导致单个检测的成本过高，使 得分子POCT依然只能应用于高端市场，没有突破应用场景的局限；本发明的技术方案对分 子诊断POCT产品进行合理定位，开发低成本、流程简单的便携式PCR的POCT设备及试剂，真 正将PCR技术应用到POCT领域，提高社会经济收益。 附图说明 下面结合附图和本发明的实施方式进一步详细说明： 图1是本发明的具有主动物料转移功能的样本处理及检测一体化试剂杯的立体结 构示意图； 图2是本发明的具有主动物料转移功能的样本处理及检测一体化试剂杯的剖面结 构示意图； 图3是本发明的具有主动物料转移功能的样本处理及检测一体化试剂杯的结构爆 炸图； 图4是本发明的具有主动物料转移功能的样本处理及检测一体化试剂杯的后视结 构图； 图5是本发明具有主动物料转移功能的样本处理及检测一体化试剂杯的前视结构 图； 图6是本发明的具有主动物料转移功能的样本处理及检测一体化试剂杯中的旋转 盖的俯视结构图； 图7是本发明的具有主动物料转移功能的样本处理及检测一体化试剂杯去掉试剂 杯体的结构图； 图8是本发明的具有主动物料转移功能的样本处理及检测一体化试剂杯的注射移 液器的按压部与旋转盖局部放大示意图； 8 CN 111733066 A 说　明　书 6/10 页 图9是本发明的具有主动物料转移功能的样本处理及检测一体化试剂杯的旋转盖 限位件与注射移液器的按压部的局部放大示意图； 图10是本发明的试剂盒的局部放大结构图； 图11是本发明的试剂盒的仰视图； 图12是本发明的试剂盒的俯视图； 其中：1-旋转盖；101-旋转盖限位件；1011-旋转盖限位卡扣；1012-旋转盖限位罩； 102-旋转盖定位圈；103-密封圈；2-试剂杯体；201-限位件滑槽；202-凹槽；3-注射移液器； 301-按压部；302-移液管；303-尖刺部；304-移液器限位卡套；305-管套；306-卡板；307-移 液器导向柱；308-移液器固定件；309-移液器密封件；4-试剂盒；401-凸形边条；402-PCR管； 4021-PCR管固定螺帽；4022-PCR管固定螺栓；5-定位驱动槽；6-进样口；601-进样导向柱； 602-加样塞。