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一种核酸扩增检测模块以及核酸扩增检测一体机的制作方法

  • 国知局
  • 2024-09-23 14:38:16

本技术涉及体外诊断,尤其涉及一种核酸扩增检测模块以及核酸扩增检测一体机。

背景技术:

1、现有技术中,pcr(聚合酶链式反应)是指体外酶促合成特异dna片段的一种分子生物学实验方法,主要由高温变性、低温退火和适温延伸三个步骤反复的热循环构成。反应样品在pcr扩增前,需要放入到载体中,其中,反应样品由采集的咽拭子或鼻拭子等样本以及用于pcr扩增的试剂组成。在pcr扩增时,需要通过加热片加热反应样品,以及通过冷却器(22)冷却反应样品,从而使得反应样品在高温变性、低温退火和适温延伸阶段循环。

2、pcr扩增机器在加热样品时,需要将样品放置于载体中,现有技术中的pcr扩增机器多用于加热管类载体,载体与加热机构之间接触面积小、液层厚,导致反应样品升降温速度慢,进而影响扩增效率。

3、现有技术中,需要将载体放入pcr扩增机器中,以对载体内的反应样品进行扩增,扩增完成后,需要将载体从pcr扩增机器中取出,然后移至荧光检测设备中,在荧光检测设备中对载体内的反应样品进行荧光检测,载体需要在pcr扩增机器和荧光检测设备之间转移,导致检测效率低。

4、另外,现有技术中的pcr扩增机器通过电机驱动加热机构平移,使得加热机构压紧在载体上,提高加热机构与载体之间的传热效率,但是,电机的体积较大,占用空间大,使得pcr扩增机器无法实现小型化。同时,与加热机构连接的线束和管路需要有一定的余长,以在加热机构平移时,不会拉断线束和管路,因此,多余的线束和管路也需要占用一定的空间。

5、此外,荧光检测反应样品往往需要在比较暗的空间内进行,以避免光线影响检测结构。现有技术中,在壳体上安装盖体,打开盖体后,电机驱动加热机构移动至壳体外,以取放载体,这就使得载体的取放步骤多,操作繁琐,导致工作效率低。或者是,加热机构类似于抽屉,可抽拉的连接在壳体上,将加热机构拉出,则可以放置载体,将加热机构推入壳体,则载体处于较暗的环境中。同时,在载体位于壳体内之后,需要额外的压紧机构,将载体压紧在加热机构上,这样需要设置配合加热机构抽拉的结构以及配置压紧机构,增加pcr扩增机器的复杂性,导致pcr扩增机器无法做到小型化。

技术实现思路

1、本实用新型的一个目的在于提出一种核酸扩增检测模块,以至少解决上述技术问题之一。

2、为实现上述目的,本实用新型第一方面提供了一种核酸扩增检测模块,包括沿第一方向相对、间隔设置的荧光检测机构和温度调节机构,用于承载反应样品的载体能够抵压于所述温度调节机构面向所述荧光检测机构的一侧,所述荧光检测机构用于检测所述反应样品,所述温度调节机构用于为所述反应样品升温和降温。

3、可选的,所述核酸扩增检测模块还包括压紧装置,所述压紧装置能够处于将载体压紧于所述温度调节机构的压紧状态或松开所述载体的松开状态。

4、可选的,所述荧光检测机构或所述温度调节机构设置于所述压紧装置中。

5、可选的,所述压紧装置包括直线机构和压紧机构,所述直线机构用于驱动所述压紧机构平移,以压紧或松开载体。

6、可选的,所述直线机构为凸轮机构、或齿轮机构或曲柄滑块机构。

7、可选的,所述核酸扩增检测模块还包括壳体,所述压紧装置、所述荧光检测机构和所述温度调节机构均设置于所述壳体内,所述壳体开设有开口,所述载体通过所述开口进出所述壳体。

8、可选的,所述凸轮机构包括凸轮和第一导杆,所述凸轮转动连接于所述壳体,所述第一导杆连接于所述壳体,并沿第一方向延伸,所述压紧机构为第一压紧机构,所述第一压紧机构滑动连接于所述第一导杆,所述凸轮与所述第一压紧机构抵接。

9、可选的,所述凸轮具有与所述第一压紧机构抵接的周面,所述周面沿周向的一端向另一端逐渐远离所述凸轮的转动中心。

10、可选的,所述凸轮机构还包括第一锁合件,所述第一锁合件设置于所述第一导杆,并与所述第一压紧机构抵接,以使所述第一压紧机构始终与所述凸轮抵接。

11、可选的,所述第一导杆的一端连接有第一凸缘,所述第一锁合件包括弹簧,所述弹簧套设于所述第一导杆,所述弹簧的一端抵接于所述第一凸缘,另一端抵接于所述第一压紧机构。

12、可选的,所述凸轮设置于所述荧光检测机构或所述温度调节机构沿第二方向的一侧,第一方向与第二方向垂直。

13、可选的,沿第二方向设置有两个所述凸轮,两个所述凸轮通过第一连接轴连接,两个所述凸轮分别与所述第一压紧机构抵接。

14、可选的,所述荧光检测机构或所述温度调节机构位于两个所述凸轮之间。

15、可选的,所述第一压紧机构包括压紧框和第一压紧板,所述压紧框与所述第一导杆滑动连接,所述第一压紧板与所述压紧框弹性连接。

16、可选的,所述第一压紧机构还包括用于与所述凸轮抵接的压紧轮,所述压紧轮转动连接于所述压紧框。

17、可选的,所述压紧框为环形框。

18、可选的,所述压紧框与所述第一压紧板之间设置有第一缓冲件。

19、可选的,所述第一压紧机构还包括第二导杆,所述第二导杆连接于所述压紧框,并沿第一方向延伸,所述第一压紧板滑动连接于所述第二导杆。

20、可选的,所述第一缓冲件为弹簧,所述弹簧套设于所述第二导杆外,并位于所述压紧框和所述第一压紧板之间。

21、可选的,所述荧光检测机构或所述温度调节机构设置于所述压紧框内,所述第一压紧板上开设有第一避让孔,所述荧光检测机构通过所述第一避让孔检测所述反应样品。

22、可选的,所述齿轮机构包括主动齿轮、与所述主动齿轮啮合的从动齿轮和传动组件,所述从动齿轮上开设有弧形导向孔,所述压紧机构为第二压紧机构,所述弧形导向孔由一端向另一端逐渐远离所述从动齿轮的中心,所述传动组件沿第一方向可滑动地连接于所述壳体,且所述传动组件的一端滑动设置于弧形导向孔,另一端与所述第二压紧机构连接,以驱动所述第二压紧机构平移。

23、可选的,所述齿轮机构还包括第二锁合件,所述第二锁合件设置于所述传动组件,并与所述第二压紧机构抵接,以使传动组件始终抵接于所述弧形导向孔的内壁的一侧。

24、可选的,所述齿轮机构还包括固定导向件,所述固定导向件固定连接于所述壳体,所述传动组件沿第一方向可滑动地连接于所述固定导向件。

25、可选的,所述第二锁合件包括弹簧,所述弹簧套设于所述传动组件,并位于所述固定导向件和所述第二压紧机构之间。

26、可选的,所述第二压紧机构包括第二压紧板,所述传动组件滑动穿设于所述第二压紧板,所述第二压紧板用于抵压所述载体,所述第二压紧板上开设有第二避让孔,所述荧光检测机构通过所述第二避让孔检测所述反应样品。

27、可选的,所述齿轮机构和所述第二压紧机构之间设置有第二缓冲件。

28、可选的,所述传动组件的另一端连接有第二凸缘,所述第二缓冲件为弹簧,所述弹簧套设于所述传动组件外,并位于所述第二凸缘与所述第二压紧板之间。

29、可选的,所述第二压紧机构还包括用于预压所述第二缓冲件的预压块,所述预压块连接于所述第二压紧板,所述预压块开设有容纳槽,所述第二缓冲件和所述第二凸缘设置于所述容纳槽,所述第二凸缘能够相对于所述预压块滑动。

30、可选的,所述从动齿轮和所述传动组件设置于所述荧光检测机构或所述温度调节机构沿第二方向的一侧。

31、可选的,沿第二方向设置有两组所述传动组件,两组所述传动组件通过第二连接轴连接,所述第二连接轴滑动设置于所述弧形导向孔,所述荧光检测机构或所述温度调节机构位于两组所述传动组件之间。

32、可选的,所述曲柄滑块机构包括连杆、滑块和第三导杆,所述压紧机构为第三压紧机构,所述第三导杆连接于所述壳体,并沿第一方向延伸,所述滑块滑动套设于所述第三导杆外,所述连杆的一端转动连接于所述滑块,并驱动所述滑块沿所述第三导杆滑动,所述滑块用于驱动所述第三压紧机构抵压于所述载体。

33、可选的,所述曲柄滑块机构还包括第三锁合件,所述第三锁合件设置于所述第三导杆,并与所述第三压紧机构抵接,所述第三锁合件驱动所述第三压紧机构向所述滑块所在侧移动。

34、可选的,所述第三导杆的端部连接有第三凸缘,所述第三压紧机构包括压紧杆,所述压紧杆滑动连接于所述第三导杆,所述第三锁合件为弹簧,所述弹簧套设于所述第三导杆,并与所述压紧杆和所述第三凸缘抵接。

35、可选的,所述第三压紧机构还包括第三压紧板,所述第三压紧板上开设有第三避让孔,所述荧光检测机构通过所述第三避让孔检测所述反应样品。

36、可选的,所述滑块与所述第三压紧机构之间设置有第三缓冲件。

37、可选的,所述滑块和所述第三导杆设置于所述荧光检测机构或所述温度调节机构沿第二方向的一侧。

38、可选的,沿第二方向设置有两组所述滑块和所述第三导杆,两组所述滑块通过第三连接轴连接,所述连杆与所述第三连接轴连接,所述荧光检测机构或所述温度调节机构位于两组所述第三导杆之间。

39、可选的,所述核酸扩增检测模块还包括驱动件,所述驱动件与所述压紧装置连接,并驱动所述压紧装置在所述压紧状态和所述松开状态之间切换。

40、可选的,所述驱动件为盖体,所述盖体能够处于打开所述开口的打开状态或关闭所述开口的关闭状态。

41、可选的,所述盖体由所述打开状态切换至所述关闭状态,能够驱动所述压紧装置由所述松开状态切换至所述压紧状态;所述盖体由所述关闭状态切换至所述打开状态,能够驱动所述压紧装置由所述压紧状态切换至所述松开状态。

42、可选的,所述压紧装置还包括压紧检测机构,所述压紧检测机构用于检测所述压紧机构是否压紧所述载体。

43、可选的,所述压紧检测机构包括光电开关和挡件,所述光电开关和所述挡件中的一个连接于所述压紧机构,另一个固定连接于所述壳体,所述压紧机构平移,能够使得所述挡件进出所述光电开关的发射部和接收部之间。

44、可选的,所述荧光检测机构和所述温度调节机构之间用于插入扁平结构的载体。

45、可选的,所述温度调节机构包括用于为所述载体加热的加热片和为所述加热片降温的冷却器,所述加热片设置于所述冷却器沿第一方向的一侧。

46、可选的,所述核酸扩增检测模块还包括设置于所述温度调节机构面向所述荧光检测机构的一侧的插块,所述插块开设有用于插设所述载体的插槽。

47、可选的,所述核酸扩增检测模块还包括在位检测机构,所述在位检测机构用于检测所述插槽内是否插设有所述载体。

48、可选的,所述在位检测机构包括连接于所述插块上的行程开关,所述载体插入所述插槽能够按压所述行程开关。

49、可选的,所述在位检测机构还包括压片,所述压片转动连接于所述插块,所述载体插入所述插槽能够抵压所述压片,以使所述压片按压所述行程开关。

50、可选的,所述核酸扩增检测模块还包括到位检测机构,所述到位检测机构用于检测所述载体是否插入到预设位置。

51、可选的,所述到位检测机构包括与所述插块弹性连接的到位凸起,所述载体上开设有到位缺口,所述到位凸起能够进出所述到位缺口。

52、可选的,所述核酸扩增检测模块还包括用于挤压所述载体上的挤压腔的挤压机构,所述挤压机构连接于所述温度调节机构。

53、可选的,所述挤压机构包括挤压固定块、压头和挤压弹性件,所述挤压固定块连接于所述温度调节机构且开设有台阶孔,所述压头部分设置于所述台阶孔内并能够与所述台阶孔的台阶面抵接,另一部分伸出所述台阶孔,所述挤压弹性件用于调节所述压头伸出所述台阶孔的长度。

54、可选的,所述冷却器包括冷却主体和底座,所述冷却主体内能够流通冷却液,以冷却所述加热片,所述底座开设有安装槽,所述冷却主体安装于所述安装槽。

55、本实用新型的另一个目的在于提供一种核酸扩增检测一体机,以至少解决上述技术问题之一。

56、为达此目的,本实用新型第二方面采用以下技术方案:

57、一种核酸扩增检测一体机,包括上述的核酸扩增检测模块。

58、可选的,所述核酸扩增检测一体机包括一组或多组所述核酸扩增检测模块。

59、可选的,所述核酸扩增检测一体机还包括水冷机,所述水冷机用于为所述温度调节机构提供冷却介质。

60、可选的,所述核酸扩增检测一体机还包括控制模块,所述控制模块与所述水冷机和所述核酸扩增检测模块电连接。

61、由上可见,本实用新型提供的技术方案,核酸扩增检测模块包括沿第一方向相对、间隔设置的荧光检测机构和温度调节机构,用于承载反应样品的载体能够抵压于温度调节机构面向荧光检测机构的一侧面,即荧光检测机构、载体温度调节机构沿第一方向依次设置,从而使得核酸扩增检测模块结构紧凑。温度调节机构用于为反应样品升温和降温,以实现反应样品的pcr扩增,载体能够抵压于温度调节机构,从而使得载体的表面均能够与温度调节机构的表面接触,增大载体与温度调节机构之间的接触面积,提高传热效率和扩增效率。荧光检测机构用于检测扩增后的反应样品,由于载体位于温度调节机构靠近荧光检测机构的一侧,因此,在反应样品扩增后,可以在不转移载体的情况下,荧光检测机构直接对反应样进行检测,从而提高检测效率。

62、通过压紧装置变换状态将载体压紧于温度调节机构,而不再需要温度调节机构移动压紧载体,与温度调节机构连接的线束和管路不必设置温度调节机构移动所需要的余长,因此,可以节省多余的线束和管路占用的空间,便于核酸扩增检测模块实现小型化。

63、当压紧装置处于压紧状态时,载体可以与温度调节机构接触,从而保证导热效率,另外,压紧机构压紧载体后,挤压机构挤压挤压腔,挤压腔内的空气被压缩,进而挤压容纳腔内的反应样品,反应样品挤压可变形壁,使得可变形壁贴紧于温度调节机构。可以理解的是,温度调节机构可以止挡可变形壁外突,因此,反应样品挤压可变形壁,可变形壁仍然成平面的状态贴紧在温度调节机构上,从而保证可变形壁与温度调节机构的接触面积,保证反应样品与温度调节机构具有较高的导热效率。

64、载体通过插入的方式进入荧光检测机构和温度调节机构之间,荧光检测机构和温度调节机构均不需要移动就可以使得载体放入到位或取出载体,从而荧光检测机构和温度调节机构不需要多于的活动空间,提高了核酸扩增荧光检测机构的紧凑性,同时,与荧光检测机构连接的线路以及与温度调节机构连接的线束和管路不需要设置余长,节约了空间。另外,由于荧光检测机构和温度调节机构均不需要移动,因此,核酸扩增检测模块不需要配置配合荧光检测机构和温度调节机构移动的结构,简化了核酸扩增检测模块的结构,从而便于核酸扩增检测模块的小型化。

65、盖体与压紧装置联动,盖体既能够驱动压紧装置,也能够关闭和打开开口。同时,不需要电机等驱动件驱动压紧装置,节省核酸扩增检测模块的空间,有助于核酸扩增检测模块实现小型化。

66、盖体由打开状态切换至关闭状态,能够驱动压紧装置由松开状态切换至压紧状态;盖体由关闭状态切换至打开状态,能够驱动压紧装置由压紧状态切换至松开状态。即,打开盖体的同时,盖体能驱动压紧装置松开载体,从而在打开开口后,操作人员能够取出载体;插入载体后,关闭盖体的同时,盖体能驱动压紧装置压紧载体,使载体与温度调节机构贴紧。关闭盖体与压紧载体同步进行,打开盖体与松开载体同步进行,使得载体的取放步骤和操作简单,工作效率高。

67、荧光检测机构设置于压紧装置中,从而使得压紧装置能够充分利用荧光装置沿第二方向的至少一侧的空余空间,从而使得核酸扩增检测模块结构紧凑,并能够减小核酸扩增检测模块的体积。

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