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一种基于电化学传感的分子检测一体化器件及其检测方法

阅读:1023发布:2020-06-19

专利汇可以提供一种基于电化学传感的分子检测一体化器件及其检测方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于电化学传感的分子检测一体化器件及其检测方法,所述检测方法能够在密封的一体化器件内完成分子检测整个流程,如核酸的提取、扩增/杂交和检测。所述基于电化学传感的分子检测一体化器件是一个全封闭体系,包括反应室组、 试剂 室组、均液室组、与其相匹配的活动 柱塞 和 电极 检测室,分子检测的反应过程由活动柱塞的上拉和下推控制,各个试剂独立密 封存 放,能够保证被测样品不会混淆,同时不会造成 气溶胶 污染,也能够减小检测人员被病菌感染的机率。所述基于电化学传感的分子检测一体化器件的活动柱塞还可通过外部动 力 控制实现自动化检测。,下面是一种基于电化学传感的分子检测一体化器件及其检测方法专利的具体信息内容。

1.一种基于电化学传感的分子检测一体化器件,其特征在于,所述基于电化学传感的分子检测一体化器件包括反应室组、试剂室组、活动柱塞电极检测室组,所述反应室组和试剂室组为器件内置的中空腔体,腔体的开口在器件表面,所述活动柱塞与反应室组和试剂室组的腔体相匹配,活动柱塞可借助外部动在腔体内上拉或下推,所述电极检测室内设有检测电极,检测电极通过导线可连接检测仪;所述反应室组与试剂室组通过管道连接,反应室组与电极检测室组通过管道连接;所述反应室组与试剂室组间设有
2.根据权利要求1所述基于电化学传感的分子检测一体化器件,其特征在于,所述反应室组和电极检测室组之间还设有均液室组,均液室组为中空腔体,有活动柱塞与其相匹配,均液室组底部有管道与检测室组对应连接,连接管道设有流体单向阀门;所述均液室组内的均液室位于同一平面,均液室之间由相同高度的管道连接;所述均液室之间设有阀门。
3.根据权利要求2所述基于电化学传感的分子检测一体化器件,其特征在于,所述反应室组至少包括1个反应室;所述试剂室组至少包括1个试剂室;所述均液室组至少包括2个均液室;所述电极检测室组至少包括2个电极检测室。
4.根据权利要求1所述基于电化学传感的分子检测一体化器件,其特征在于,所述反应室组底部设有磁和加热器。
5.根据权利要求1 3任意所述基于电化学传感的分子检测一体化器件,其特征在于,所~
述连接反应室的管道连接处设有流体双向阀门;所述试剂室组管道连接口设有流体双向阀门或流体单向阀门。
6.根据权利要求1所述基于电化学传感的分子检测一体化器件,其特征在于,所述外部动力由电机、气、液泵的一种或多种方式提供。
7.根据权利要求1所述基于电化学传感的分子检测一体化器件,其特征在于,所述检测电极为两个以上电极;所述电极检测体系为三电极,包括工作电极、参比电极和辅助电极。
8.根据权利要求1所述基于电化学传感的分子检测一体化器件,其特征在于,所述柱塞式分子检测一体化卡盒还包括废液室,所述废液室与反应室组通过管道连接;所述废液室与反应室组之间设有流体单向阀门。
9.根据权利要求1 8任一所述基于电化学传感的分子检测一体化器件,其特征在于,所~
述基于电化学传感的分子检测一体化器件可用于分子的纯化和检测的一种或多种;所述基于电化学传感的分子检测一体化器件可用于核酸的提纯、扩增、杂交和检测的一种或多种;
所述基于电化学传感的分子检测一体化器件也可用于蛋白质纯化和检测的一种或多种。
10.根据权利要求1-9任一所述基于电化学传感的分子检测一体化器件,其特征在于,利用电化学传感的分子检测一体化器件进行分子检测的步骤包括:
S1.将所需试剂、磁性物质和电解液等液体或固体物质分别事先封存进试剂室组,活动柱塞密封,再将被检测物放入反应室中,塞上活动柱塞;
S2.将试剂组中的反应试剂和磁性物质分别通过活动柱塞压入反应室中与被检测物,加热混匀,通过反应室内活动柱塞和溶剂室的活动柱塞的上拉与下推实现溶液的混匀;
S3.反应完后,通过反应室底部的磁性物质将被检测物吸附在反应室,将反应试剂通过活动柱塞压入原溶剂存放室或废液室;
S4.重复步骤S2 3,将各溶剂压入反应室操作,对核酸进行提纯、扩增、杂交的一种或多~
种,将被检测物与电解液混合均匀后,将混合溶液压入均液室组均匀分液;
S5.将分液室中的混合液压入与之对应的电极检测室中,用导线将检测电极与检测仪连接并对混合液体进行检测。

说明书全文

一种基于电化学传感的分子检测一体化器件及其检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及医疗器械技术领域,更具体地,涉及一种基于电化学传感的分子检测一体化器件及其检测方法。

背景技术

[0002] 核酸法是应用分子生物学方法,检测致病菌遗传物质结构或表达平的变化,继而作出诊断的技术。检测过程包括样本前处理与纯化、扩增/杂交与检测等。在检测过程中,所有的操作处理需要利用到卡盒,但是样本的纯化、扩增、杂化、和检测都是在不同的卡盒内完成,鲜有将纯化、扩增、杂化和检测综合一体化的卡盒。在传统的检测方法中,检测人员通常需要花费很长时间准备各种试剂、试管,使用多种仪器,人员操作过程复杂,自动化程度不高,样本检测时容易出现交叉污染、结果出现假阳性等一系列问题,并且检测室卡盒的开放式环境易造成操作人员受到病菌感染。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是针对现有技术中检测效率低、准确度不高、易用性不强的不足,提供一种基于电化学传感的分子检测一体化器件。
[0004] 本发明另一技术问题是提供利用基于电化学传感的分子检测一体化器件进行检测的方法。
[0005] 本发明的目的通过以下技术方案予以实现:一种基于电化学传感的分子检测一体化器件,包括反应室组、试剂室组、活动柱塞电极检测室组,所述反应室组和试剂室组为器件内置的中空腔体,腔体的开口在器件表面,所述活动柱塞与反应室组和试剂室组的腔体相匹配,活动柱塞可借助外部动在腔体内上拉或下推,所述电极检测室内设有检测电极,检测电极通过导线可连接检测仪。所述反应室组与试剂室组通过管道连接,反应室组与检测组通过管道连接,所述反应室组与试剂室组间设有
[0006] 进一步地,所述反应室组和电极检测室组之间还设有均液室组,均液室组为中空腔体,有活动柱塞与其相匹配,均液室组底部有管道与检测室组对应连接,连接管道设有流体单向阀门。优选地,所述均液室组内的均液室位于同一平面,均液室之间由相同高度的管道连接,有效的保证检测室内的溶液均分,减小检测误差。进一步优选地,所述均液室之间设有阀门。
[0007] 进一步地,所述反应室组至少包括1个反应室,所述试剂室组至少包括1个溶剂室,所述均液室组至少包括3个均液室,所述电极检测室组至少包括3个电极检测室。反应室组可满足分子(核酸或蛋白质)不同物质反应分开提纯。
[0008] 进一步地,所述反应室组底部设有磁和加热器。所述磁铁可将磁性物质吸附在反应室底部,可以与目标物质吸附或反应,也可以防止磁性物质流失或对检测造成影响。加热器可对反应温度进行调整。
[0009] 进一步地,所述连接反应室的管道连接处设有流体双向阀门,试剂室组管道连接口设有流体双向阀门或流体单向阀门,试剂室内的试剂压入反应室反应,反应后可压会原溶剂储存室。所述均液室和电极检测室之间设有流体单向阀门。
[0010] 进一步地,所述基于电化学传感的分子检测一体化器件还包括废液室,所述废液室与反应室组通过管道连接,所述废液室与反应室组之间设有流体单向阀门。反应完后废液直接排进废液室,可保证原溶剂室内的纯度,可多次使用。
[0011] 进一步地,所述外部动力由电机、气、液泵的一种或多种方式提供。可通过微处理器对外部动力的控制,实现自动化检测,解决人员因检测病菌而感染的问题。
[0012] 进一步地,所述检测电极为两个及两个以上的电极。优选地,所述电极检测体系为三电极,包括工作电极、参比电极和辅助电极。
[0013] 进一步地,所述基于电化学传感的分子检测一体化器件可用于分子的纯化和检测的一种或多种。优选地,所述基于电化学传感的分子检测一体化器件可用于核酸的提纯、扩增、杂交和检测的一种或多种。所述基于电化学传感的分子检测一体化器件也可用于蛋白质纯化和检测的一种或多种。
[0014] 根据上述基于电化学传感的分子检测一体化器件,提供一种利用基于电化学传感的分子检测一体化器件进行检测的方法,步骤包括:S1.将所需试剂、磁性物质和电解液等液体或固体物质分别事先封存进试剂室组,活动柱塞密封,再将被检测物放入反应室中,塞上活动柱塞。
[0015] S2.将试剂组中的反应试剂和磁性物质分别通过活动柱塞压入反应室中与被检测物,加热、混匀,通过反应室内活动柱塞和溶剂室的活动柱塞的上拉与下推实现溶液的混匀。
[0016] S3.反应完后,通过反应室底部的磁性物质将被检测物吸附在反应室,将反应试剂通过活动柱塞压入原溶剂存放室或废液室。
[0017] S4.重复步骤S2 3将各溶剂压入反应室操作,对核酸进行提纯、扩增、杂交的一种~或多种,将被检测物与溶剂混合均匀后,将混合溶液压入均液室组均匀分液。
[0018] S5.将分液室中的混合液压入与之对应的电极检测室中,用导线将检测电极与检测仪连接并对混合液体进行检测。
[0019] 与现有技术相比,有益效果是:本发明创造性的在一个器件内完成分子检测的整个流程,例如核酸和蛋白质的提取、扩增/杂交和检测。本发明所述的分子检测一体化器件一个全封闭体系,将所需试剂事先封存在器件内的溶剂室组中,通过活动柱塞的上拉和下推实现溶剂的混合和分离,保证被测样品不会混淆,同时不会造成气溶胶污染,减小检测人员被病菌核酸感染的几率。本发明所述分子检测一体化器件结构简单,能够解决病菌检测存在交叉污染、人为操作失误造成的准确度不高的问题。
[0020] 本发明所述方法将手动将被测样品加入器件内的反应室组中,可通过外部动力对移动柱塞的升降控制溶剂与被测样品的混合,并且可通过外部动力处理器程序实现对病菌核酸或蛋白质进行提取、扩增/杂交、均液定量的自动化检测。附图说明
[0021] 图1是本发明所述分子检测一体化器件表面结构图;图2是本发明所述分子检测一体化器件底部结构图;
图3是本发明所述分子检测一体化器件结构图;
图4是本发明所述分子检测一体化器件均液室与电极检测室连接图。
[0022] 其中,1、反应室;2、试剂室;3、均液室;4、电极检测室;5流体双向阀;6、流体单向阀;7、磁铁;8、加热器;9、活动柱塞。

具体实施方式

[0023] 下面结合实施例进一步解释和阐明,但具体实施例并不对本发明有任何形式的限定。若未特别指明,实施例中所用的方法和设备为本领常规方法和设备,所用原料均为常规市售原料。
[0024] 实施例1如图1 3所示,一体化卡盒,包括一个反应室1、六个试剂室2、五个均液室3、五个电极检~
测室4和活动柱塞9,所述反应室1、试剂室2和均液室3为卡盒内置的中空腔体,腔体的开口在卡盒表面,所述活动柱塞9与反应室1、试剂室2和均液室3的腔体相匹配,活动柱塞9可借助外部动力在腔体内上拉或下推。所述电极检测室4内安装有工作电极、参比电极和辅助电极,检测电极通过导线可连接检测仪。所述反应室4与试剂室2通过管道连接,同时反应室1通过管道与均液室3其中的一个连接。五个均液室3由相同水平高度的管道连接,均液室3与电极检测室4在底部通过管道对应连接。在反应室1和各个试剂室2的管道入口设有流体双向阀门5,均液室3与其对应连接的电极检测室4之间设有流体单向阀门6。
[0025] 所述反应室1底部设有磁铁7和加热器8,所述磁铁7可将磁性物质吸附在反应室1底部,防止磁性物质流失或对检测造成影响。底部的加热器8能够对反应溶剂进行温度调节。
[0026] 所述外部动力由电机、气泵、液泵的一种或多种方式提供。可通过微处理器对外部动力的控制,实现核酸自动化检测。
[0027] 实施例2一种柱塞式核酸检测一体化卡盒,包括一个废液室、二个反应室、六个试剂室、三个均液室、三个检测室和活动柱塞,所述反应室、试剂室和均液室为卡盒内置的中空腔体,腔体的开口在卡盒表面,所述活动柱塞与反应室组、试剂室组、均液室组和检测室组的腔体相匹配,活动柱塞可借助外部动力在腔体内上拉或下推。所述电极检测室内安装有工作电极、参比电极和辅助电极,检测电极通过导线可连接检测仪。所述反应室与废液室连接,反应室与试剂室组通过管道连接,同时反应室通过管道与均液室其中的一个连接。五个均液室由相同水平高度的管道连接,均液室与电极检测室在底部通过管道对应连接。在反应室的管口设有流体双向阀门,各个试剂室的管道入口设有流体单向阀门,均液室之间设有阀门,均液室与其对应连接的电极检测室之间设有流体单向阀门,反应室和废液室之间设有流体单向阀门。
[0028] 所述反应室底部设有磁铁和加热器,所述磁铁可将磁性物质吸附在反应室底部,防止磁性物质流失或对检测造成影响。底部的加热器能够对反应溶剂进行温度调节。
[0029] 所述外部动力由电机、气泵、液泵的一种或多种方式提供。可通过微处理器对外部动力的控制,实现核酸自动化检测。
[0030] 上述实施例仅仅为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以根据检测的需要,对反应室、试剂室、均液室和电极检测室进行个数、体积大小及位置关系的调整。
[0031] 实施例3本实施提供实施例所述柱塞式核酸检测一体化卡盒的检测方法,其步骤包括:
S1.核酸检测所需试剂、磁性物质和电解液事先封存进试剂室组,将被检测物放入反应室中,塞上活动柱塞;
S2.将试剂组中的反应试剂和磁性物质分别通过活动柱塞压入反应室中与被检测物,加热反应,反应完后,通过反应室底部的磁性物质将被检测物吸附在反应室,将反应试剂通过活动柱塞压入原溶剂存放室或废液室;
S3.重复步骤S2将各溶剂压入反应室操作,对核酸进行提纯、扩增、杂交的一种或多种,被检测物与电解液混合均匀后,将溶液压入均液室组均匀分液;
S4.将分液室中的混合液压入与之对应的电极检测室中,用导线将检测电极与检测仪连接并对混合液体进行检测。
[0032] 显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
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