CN101838609B - 加样装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了加样装置，其包括样品汇集区、核酸提取区和测试试剂加样区，整合了样品汇集、核酸提取以及检测试剂加样的功能，可广泛应用于生物学、免疫学、医学等领域的样品分析或测试中的自动加样应用，尤其适于大规模的自动分析或筛查。另外，本发明还公开了包括加样装置的测试装置以及进行样品加样、分析或测试的方法。

Description

加样装置及其应用

技术领域

本发明属于生物测试技术领域，具体而言，本发明公开了加样装置，其整合了样品汇集、核酸提取以及检测试剂加样的功能，可广泛应用于生物学、免疫学、医学等领域的样品分析或测试中的自动加样应用，尤其适于大规模的自动分析或筛查。另外，本发明还公开了包括加样装置的测试装置以及进行样品加样、分析或测试的方法。

背景技术

在生物学、免疫学、医学、法医学等领域的大量临床实验和实验室实验中需要进行基于聚合酶链式反应(PCR)以及基于免疫结合性质的生物大分子(如核酸、蛋白质等)的分析和检测。在这些测试中都必不可少地需要转移样品和/或测试所需试剂的加样过程。通常在要求不高的条件下，如在小规模临床诊断时，操作人员往往直接操作移液管或者使用整合程度较低的自动装置来进行，如果需要重新检测，需要直接重新移取初始样品。

例如，中国专利申请96111290.5公开了一种带有分注器的自动分析装置，但是这种装置没有核酸提取部件，只能直接对已经处理过的样品(即，提取出了的核酸)进行测试，而且需要对初始样品进行直接加样操作，没有汇集样品并保留这些二级样品，如果回退重新检测，又必须重新移取初始样品，增加初始样品被污染的机会。

又如，中国专利或专利申请200710042659.3公开了一种自动取样、加样、反应、洗涤和检测的生物芯片检测系统，同样对于自动取样、加样过程而言也没有核酸提取部件，只能直接对已经处理过的样品(即，提取出了的核酸)进行测试，而且需要对初始样品进行直接加样操作，没有汇集样品并保留这些二级样品，如果回退重新检测，又必须重新移取初始样品，增加初始样品被污染的机会。

再如，中国专利200720076920.7公开了一种自动核酸提取仪，实际就是市售的自动磁珠提取系统，包括了加入洗涤剂等试剂的“试剂释放及混合泵系统”，由于磁珠微小，在用磁棒用磁力吸住并转移的过程中，会有微量脱落并污染“试剂释放及混合泵系统”和样品，造成污染而且不容易排除，另外该装置也没有提示与进一步的缓冲及加样部件组合在一起。

但是，对于大规模(尤其是阳性率低的大规模测试，如血液筛查)、要求严格高的应用来说，现有技术的操作和装置并不适应。例如，在著名的美国辛普生杀妻案中，最终就是由于法医实验室存在的污染而导致检方的法医证据在法庭上不可用；血液筛查等大规模测试项目的国家检测要求越来越高，但是随着医疗保险等福利的推广，所希望投入的单样品检测成本却被要求降低。本发明人经过长期一线调查发现，当阳性率低且待测样品数多的时候，每次单独检测单个样品并不经济，效率不高；不保留汇集样品，对于在检测结果异常时，必须再次退回重新加样初始样品，增加取样初始样品的次数，增加了污染的机会；磁珠提取系统尽管简单方便，但是其中在用磁棒转移磁珠的过程中最容易造成磁珠污染，如果污染到需要或潜在需要重复使用的样品和试剂的时候，该污染将难以排除；如果采用特殊的部件来防止污染，将大大提高最终加样设备的成本，更难以在大规模项目上推广应用。因此，本发明人经过长期艰苦研究，研究获得了一种加样装置的布局，其整合了样品汇集、核酸提取以及检测试剂加样的功能，不但一次性完成以上过程，而且通过布局尽量避免了污染，无需使用特殊的部件，而且有大量部件可以通用，方便了部件采购、装置制造和装置维护，可以有效降低成本。另外，本发明人还获得了包括加样装置的测试装置以及进行样品加样、分析或测试的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术在大规模生物大分子测试(尤其是阳性率低的大规模测试)中效率不高、不经济以及潜在可能会发生较多污染(尤其是难以排除的污染和难以挽回的初始样品污染等)等缺点，提供了整合了样品汇集、核酸提取以及检测试剂加样功能的加样装置。该装置所取得的效果不但能尽可能地克服现有技术中的缺陷，而且可以不使用特殊部件制造，另外其中大量部件可以通用，方便了部件采购、装置制造和装置维护，从而使得制造和使用成本更低廉。

具体而言，在第一个方面，本发明提供了加样装置，其包括试管、加样装置外壳、分注器、搅拌棒和磁棒，其特征在于，所述加样装置外壳内包括样品汇集区、核酸提取区和测试试剂加样区，其中，

样品汇集区包括分注器、样品液存放槽(11)、一次性移液管存放槽(12)、移液管弃置容器(13)、汇集样品液存放槽(14)、试剂存放槽(16)和可移动装载物的存放槽(15)，而且样品汇集区和核酸提取区之间通过带有门(101)的隔板(10)隔断；

核酸提取区包括搅拌棒、磁棒、第一可移动装载物的存放槽(21)、磁棒套存放槽(22)、磁珠存放槽(24)、洗液存放槽(23)和第二可移动装载物的存放槽(25)；

测试试剂加样区包括分注器、存放槽(41)、一次性移液管存放槽(42)、移液管弃置容器(43)、试剂存放槽(45)和加样混合液存放槽(44)；

以及，样品汇集区中的可移动装载物的存放槽(15)与核酸提取区中的第一可移动装载物的存放槽(21)隔着隔板(10)带有的门(101)而相邻，而且样品汇集区中的可移动装载物的存放槽(15)能将其装载的试管支架(151)移动装载到核酸提取区的第一可移动装载物中的存放槽(21)上，核酸提取区中的第一可移动装载物的存放槽(21)也能将其装载的试管支架(151)移动装载到样品汇集区中的可移动装载物的存放槽(15)上；核酸提取区中的第二可移动装载物的存放槽(25)装载洗脱液试管支架(251)，所述洗脱液试管支架(251)能够被移动到测试试剂加样区中的存放槽(41)上。

本文中的“第一”、“第二”仅仅为了区分实体的不同，而并不代表实体结构的不同。

本文中的“样品”是指生物学、免疫学、医学领域的分析、测试中所使用的带检测的液体，如血液、唾液、组织液、均浆液，优选该样品可以经过预处理，如血液中可以加入肝素以防止凝结。

本文中的“存放槽”，如无相反指示，并不限于仅仅指容器(如可以装载试管支架的槽状容器)，也指支撑物，如支撑试管支架的板、平面等。本文中的“可移动装载物的存放槽”指存放槽，其带有能够使其装载的装载物在其上定向移动或者定向移出其的部件，从而能够移动装载物。其中所述部件包括但不限于滑轨、滚珠、推杆等。一次性移液管存放槽优选直接存放一个或多个插口朝上的一次性移液管；磁棒套存放槽优选直接存放一个或多个插口朝上的磁棒套；其他存放槽可以直接分隔出空间用以装载一个或多个试管，但是优选存放槽上装载试管支架，在所述试管支架中装载一个或多个试管口朝上的试管，所述试管按照存放槽或试管支架的存放物的限定而分别加入了样品、试剂、磁珠或磁珠混悬液、洗液、或洗脱液；所述试管也可以是空的，从而能够被加入多种样品液以便汇集成汇集样品液，或者被加入汇集样品液、试剂、磁珠和/或它们的混合液等。在本发明第一方面的加样装置中，可移动装载物的存放槽可以是部件结构上完全相同的，只是任选安置的移动方向不同而已，因此该部件可以相互通用；其他存放槽可以是部件结构上完全相同的或者可以是具有相同的重复单元，这样也可以相互通用或者拼装、拆解。这都大大方便了制造和维护。另外优选核酸提取区中的第一可移动装载物的存放槽(21)带有加热装置，从而可以对加入了核酸裂解液的汇集样品液进行加热，加速样品的裂解。

移液管弃置容器是可以存放弃置的一次性移液管的容器。移液管弃置容器可以在其上部带有开口，优选是较小的开口，如可供一次性移液管竖直掉入移液管弃置容器内部的开口，这样可尽量避免一次性移液管从内部反弹出来污染其他区域。一次性移液管是指在本发明的加样装置中一次性使用的移液管，但这种移液管不排除可以另行回收清洗后在后续使用中重新发挥作用。一次性移液管可以用合适的材料制成，通常由塑料制成，如本领域技术人员所熟悉的“Tip头”或“枪头”等。

在样品汇集区中，通常对样品液存放槽(11)中的一个样品仅进行一次取样，将样品加入汇集样品液存放槽(14)中的试管中，以后尽量避免从样品液存放槽(11)中再取样，从而减少初始样品被污染的机会；而对于阳性率低(如低于1％，或低于千分之一、万分之一等)的大规模测试来说，将不同的样品可以加入汇集样品液存放槽(14)中的同一个试管中，如将5、10、15、20或其他数量的多个样品加入汇集样品液存放槽(14)中的同一个试管中，对汇集样品液存放槽(14)中的试管中的汇集样品液进行处理和测试，可以避免大量样品重复得出大量阴性结果，有效减少进行处理和测试数量，因此可以优选样品液存放槽(11)可以存放的试管数要远远多于汇集样品液存放槽(14)所存放的试管数。例如，样品液存放槽(11)可以存放的试管数为2500个，可以存放的样品数可以小于2500个，如2304个，汇集样品液存放槽(14)所存放的试管数为250个，可以以1∶10的比例汇集。

本文中的试剂、磁珠、洗液、洗脱液是本领域技术人员根据核酸提取、测试的目的所能够理解的，而且已经可以通过市场渠道购买，也可以参考中国专利申请96197315.3、00811856.6、200610030229.5等。例如，样品汇集区中试剂存放槽(16)中存放的试剂包括核酸裂解液和结合液。核酸裂解液通常是含有胍类(优选为硫氰酸胍)的溶液；结合液通常是含高浓度的离液盐离子的溶液，使得生物大分子与磁珠的混合液的离液盐离子的浓度处于0.8-4.5M之间，从而使得生物大分子吸附于磁珠上。本文中所使用的“磁珠”与“磁性颗粒”、“磁性胶体”通用，指的是颗粒直径为0.1-100微米(优选为1-10微米)的能吸附生物大分子而且带有磁性的颗粒体，例如聚合物包裹磁体的颗粒体。磁珠的洗液通常是含有盐(如乙酸盐)和醇(如乙醇)的水溶液，可以防止磁性颗粒上的吸附物在清洗时被洗脱。磁珠上吸附物的洗脱液通常是地离子强度的水溶液。测试试剂加样区中试剂存放槽(45)中存放的试剂是测试试剂。在本发明的一个具体实施方式中，测试试剂是PCR测试试剂，包括扩增反应缓冲液、dNTP混合溶液、探针DNA溶液、引物DNA溶液和热稳定性DNA聚合酶溶液。

分注器、搅拌棒和磁棒是本领域技术人员所常用的，已经可以通过市场渠道购买。这些部件可以进行X、Y、Z三方向移动，从而可以移动到适当的位置。分注器、搅拌棒和磁棒可以分别安装在机械臂上，由机械臂控制在X、Y、Z三方向移动。但是优选在所述加样装置中，由于存放槽等通常是固定的，因此可以采用如中国专利申请200710042659.3的导轨加Z轴马达的较便宜的形式，即其中所述分注器、搅拌棒和磁棒分别安装在导轨上，分别能够进行X、Y、Z三方向移动。另外，磁棒可以是电磁铁式，当不通电时处于没有磁性的状态，当通电时处于有磁性的状态；如中国专利200720076920.7所述的，磁棒也可以是抽取式的，即在磁体外围包有不屏蔽磁性的管套，当磁体抽出时处于没有磁性的状态，当磁体插入时处于有磁性的状态。

分注器、搅拌棒和磁棒优选是并排形式的，即分注器优选是多通道分注器，多根搅拌棒并排成一排一起移动，多根磁棒并排成一排一起移动，这样当存放槽中的试管、一次性移液管或磁棒套管也呈对应的形式并排排列的时候，可以一次移动而同时对这些试管、一次性移液管或磁棒套管进行操作。由于搅拌棒和磁棒通常需要操作的液面高度是固定的或可以深入试管底部附近开始操作，因此它们通常无需配套液面侦测器；而分注器，尤其是在吸取样品时，试管中的样品液面高度往往带有误差，因此优选所述样品汇集区中的分注器带有气压式液面侦测器，避免受样品液面的影响而过多深入造成一次性移液管外壁沾染过多样品，另外所述加样装置中的分注器都可以带有气压式液面侦测器，方便部件维护。另外，也优选分注器可以带有挡板，搅拌棒带有挡板，可以避免移出液体后沾在外壁上的液体滴落。挡板在分注器移动过程中挡在底部，而在分注器要下移以吸取或注入液体时，挡板移开以不阻碍分注器下移。挡板移开的方式可以是水平平移或旋转到一侧。更优选核酸提取区中的搅拌棒带有加热装置，从而可以对加入了核酸裂解液的汇集样品液在搅拌的同时进行加热，加速样品的裂解。

本文中的“门”是指可开启和封闭通道的部件，优选本文中的门是可平移的门，由此可节约空间。可移动装载物的存放槽与另一个可接受装载物的存放槽相邻，因此当门打开时，通过可移动装载物的存放槽上的诸如滚珠、推杆的主动作用而将装载物推进到另一个可接受装载物的存放槽上；而当门关闭时，可起到隔绝作用而减少污染。

核酸提取区的第二可移动装载物的存放槽(25)可以与测试试剂加样区中的存放槽(41)相邻，因此可以将洗脱液试管支架(251)直接移动到测试试剂加样区中的存放槽(41)上，任选核酸提取区的第二可移动装载物的存放槽(25)可以与测试试剂加样区中的存放槽(41)之间通过带有门的附加隔板隔断，通过隔板和门的封闭作用，进一步减少污染的机会。

但是我们发现如果能隔离静止一段时间，将十分有助于进一步减少污染，由此是微小的磁珠漂到测试试剂加样区，因此在本发明第一方面的加样装置中，优选所述加样装置外壳内还包括缓冲区，所述缓冲区包括可移动装载物的存放槽(31)：

所述缓冲区和核酸提取区之间通过带有门(201)的第一附加隔板(20)隔断，核酸提取区中的第二可移动装载物的存放槽(25)与缓冲区中的可移动装载物的存放槽(31)隔着第一附加隔板(20)带有的门(201)而相邻；所述缓冲区和测试试剂加样区之间通过带有门(301)的第二附加隔板(30)隔断，缓冲区中的可移动装载物的存放槽(31)与测试试剂加样区中的存放槽(41)隔着第二附加隔板(30)带有的门(301)而相邻；

以及，核酸提取区中的第二可移动装载物的存放槽(25)能将其装载的洗脱液试管支架(251)移动装载到缓冲区中的可移动装载物的存放槽(31)上，而且缓冲区中的可移动装载物的存放槽(15)能将其装载的洗脱液试管支架(251)移动装载到测试试剂加样区中的存放槽(41)上。

本文中的“附加隔板”和“隔板”仅仅为了区分隔板实体的不同，而并不代表隔板结构的不同，“辅助洗液存放槽”和“洗液存放槽”也同样。通过隔板，在所述加样装置内部分隔出了各自独立的样品汇集区、核酸提取区、缓冲区、测试试剂加样区和缓冲区。为了进一步防止污染的机会，优选样品汇集区、核酸提取区、缓冲区和/或测试试剂加样区包括带有滤网的排气装置。其中所述滤网孔径为小于1μm，优选为0.2-0.5μm，最优选为0.3μm。这样可以有效防止污染。另外，缓冲区也可以包括带有滤网的排气装置。

一些细节的布局也能够在基本没有提高制造成本的条件下可以获得相当大的防污染效果的提升。例如，在样品汇集区中，样品液存放槽(11)同可移动装载物的存放槽(15)这两个部件分别位于汇集样品液存放槽(14)的不同侧。这样，吸取汇集样品液和的分注器不必经过样品液存放槽(11)，可以有效防止在移动过程中汇集样品液滴落污染样品液存放槽(11)中的样品。同样，也优选试剂存放槽(16)同可移动装载物的存放槽(15)这两个部件位于汇集样品液存放槽(14)的同侧，也可以避免试剂在移取过程中滴落污染样品液存放槽(11)中的样品。

又如，核酸提取区中的第一可移动装载物的存放槽(21)、磁棒套存放槽(22)、磁珠存放槽(24)、洗液存放槽(23)、和第二可移动装载物的存放槽(25)依次排列，尤其是直线排列。这样一来方便导轨的设置以及经济性，另一方面使得针对每一存放槽的操作尽量不移动经过其他存放槽之上，从而减少污染。另外也优选磁棒有多根或多排，可以分别针对某些存放槽的操作。优选核酸提取区还包括第一辅助洗液存放槽(26)和第二辅助洗液存放槽(27)，用以加入不同浓度的洗液，从而与洗液存放槽(23)一起构成清洗梯度。其中，更优选第一可移动装载物的存放槽(21)、磁棒套存放槽(22)、磁珠存放槽(24)、洗液存放槽(23)第一辅助洗液存放槽(26)、第二辅助洗液存放槽(27)、和第二可移动装载物的存放槽(25)依次排列，尤其是直线排列。优选各个洗液存放槽中的试管和洗脱液试管支架(251)中的试管分别加有洗液和洗脱液，这样不必设置复杂的试剂移取装置，而且在污染时，直接换掉分别加有洗液和洗脱液的试管即可。

本发明第一方面的加样装置可以自动控制，因此优选所述加样装置包括能够控制分注器、搅拌棒和磁棒运行、能够控制各个隔板带有的门开闭以及能够控制各个可移动装载物的存放槽移动装载物的自动控制部件。其中，所述运行包括X、Y、Z方向的移动(或搅拌)、分注器吸取和放出以及吸取和放出的体积，控制磁棒磁力的有无等。自动控制部件可以是单片机，但优选可以采用市售的计算机。另外，样品汇集区优选还包括带有条形码识别装置，识别样品试管的条形码，更便于自动控制。

在第二个方面，本发明提供了用本发明第一个方面的加样装置混合样品和试剂的方法，其特征在于，所述方法包括，

(a1)在样品汇集区中，分注器依次移动并插上一次性移液管存放槽(12)中存放的一次性移液管，移动并吸入样品液存放槽(11)中存放的样品液，移动并将样品液注入汇集样品液存放槽(14)中的试管中，移动并将一次性移液管弃置于移液管弃置容器(13)中；

(a2)接着，在样品汇集区中，分注器依次移动并插上一次性移液管存放槽(12)中存放的一次性移液管，移动并吸入试剂存放槽(16)中的核酸裂解液，移动并将核酸裂解液注入可移动装载物的存放槽(15)装载的试管支架(151)的试管中，移动并将一次性移液管弃置于移液管弃置容器(13)中；在样品汇集区中，分注器依次移动并插上一次性移液管存放槽(12)中存放的一次性移液管，移动并吸入汇集样品液存放槽(14)中存放的汇集样品液，移动并将汇集样品液注入可移动装载物的存放槽(15)装载的试管支架(151)的试管中，移动并将一次性移液管弃置于移液管弃置容器(13)中；

(a3)接着，打开样品汇集区和核酸提取区之间的隔板(10)的门(101)，样品汇集区中的可移动装载物的存放槽(15)将其装载的试管支架(151)移动装载到核酸提取区的第一可移动装载物中的存放槽(21)上并关闭样品汇集区和核酸提取区之间的隔板(10)的门(101)，在核酸提取区中将搅拌棒移动并搅拌所述试管支架(151)的试管中的液体，移回搅拌棒，打开样品汇集区和核酸提取区之间的隔板(10)的门(101)，核酸提取区的第一可移动装载物中的存放槽(21)将其装载的试管支架(151)移动装载到样品汇集区中的可移动装载物的存放槽(15)上并关闭样品汇集区和核酸提取区之间的隔板(10)的门(101)；

(a4)接着，在样品汇集区中，分注器依次移动并插上一次性移液管存放槽(12)中存放的一次性移液管，移动并吸入试剂存放槽(16)中的结合液，移动并将结合液注入可移动装载物的存放槽(15)装载的试管支架(151)的试管中，移动并将一次性移液管弃置于移液管弃置容器(13)中；

(a5)接着，打开样品汇集区和核酸提取区之间的隔板(10)的门(101)，样品汇集区中的可移动装载物的存放槽(15)将其装载的试管支架(151)移动装载到核酸提取区的第一可移动装载物中的存放槽(21)上并关闭样品汇集区和核酸提取区之间的隔板(10)的门(101)；

(b1)接着，在核酸提取区中，磁棒依次移动并套上磁棒套存放槽(22)中存放的磁棒套，在有磁性的状态下移动并吸附磁珠存放槽(24)中存放的磁珠，在有磁性的状态下移动并插入第一可移动装载物的存放槽(21)装载的试管支架(151)的试管中，磁性消失以使所吸附的磁珠脱落，移动并将磁棒套移回入磁棒套存放槽(22)中；

(b2)接着，在核酸提取区中，将搅拌棒移动并搅拌第一可移动装载物的存放槽(21)装载的试管支架(151)的试管中的液体，移回搅拌棒；

(b3)接着，在核酸提取区中，磁棒依次移动并套上磁棒套存放槽(22)中存放的磁棒套，在有磁性的状态下移动并吸附第一可移动装载物的存放槽(21)装载的试管支架(151)的试管中的磁珠，在有磁性的状态下移动并插入洗液存放槽(23)中的洗液中，磁性消失以使所吸附的磁珠脱落，移动并将磁棒套移回入磁棒套存放槽(22)中；

(b4)接着，在核酸提取区中，磁棒依次在有磁性的状态下移动并吸附洗液存放槽(23)中的洗液中的磁珠，在有磁性的状态下移动并插入第二可移动装载物的存放槽(25)装载的洗脱液试管支架(251)中的试管中，磁性消失以使所吸附的磁珠脱落；

(b5)在核酸提取区中进行操作的同时或之后，在测试试剂加样区中，分注器依次移动并插上一次性移液管存放槽(42)中存放的一次性移液管，移动并吸入试剂存放槽(45)中的检测试剂，移动并将检测试剂注入加样混合液存放槽(44)中的试管中，移动并将一次性移液管弃置于移液管弃置容器(43)中；

(c)接着，使核酸提取区中的第二可移动装载物的存放槽(25)装载的洗脱液试管支架(251)被移动到测试试剂加样区中的存放槽(41)上；

(d)接着，在测试试剂加样区中，分注器依次移动并插上一次性移液管存放槽(42)中存放的一次性移液管，移动并吸入存放槽(41)装载的洗脱液试管支架(251)中的试管中的液体，移动并将所述液体注入加样混合液存放槽(44)中的试管中，移动并将一次性移液管弃置于弃置物容器(43)中。

优选在步骤(c)中，打开缓冲区和核酸提取区之间的第一附加隔板(20)的门(201)，核酸提取区中的第二可移动装载物的存放槽(25)将其装载的洗脱液试管支架(251)移动装载到缓冲区中的可移动装载物的存放槽(31)上，关闭缓冲区和核酸提取区之间的第一附加隔板(20)的门(201)，静置后打开缓冲区和测试试剂加样区之间的第二附加隔板(30)的门(301)，缓冲区中的可移动装载物的存放槽(31)将其装载的洗脱液试管支架(251)移动装载到测试试剂加样区中的存放槽(41)上，关闭缓冲区和测试试剂加样区之间的第二附加隔板(30)的门(301)。另外优选在裂解样品的步骤中，即(a3)步骤中，搅拌棒搅拌所述试管支架(151)的试管中的液体的同时加热所述液体。

在本发明的第二方面的方法中，可任选重复每个步骤，例如在(a1)中，为了移动多种样品，可以重复(a1)步骤。另外，在本发明的第二方面的方法进行前，门均成关闭状态，样品、试剂、洗液、磁珠、洗脱液都需要加入相应存放槽上的试管中，其中所述试管支架(151)装载在样品汇集区中的可移动装载物的存放槽(15)上，所述洗脱液试管支架(251)装载在核酸提取区中的第二可移动装载物的存放槽(25)上。这些对于本领域技术人员来说都是可以理解的。

在第三个方面，本发明提供了核酸测试装置，其特征在于，所述装置包括本发明第一个方面所述的加样装置和核酸测试仪。所述核酸测试装置可以包括转运部件，可以将最终的加样完成的加样混合液转运到所述核酸测试仪中，优选所述转运部件是分注器。但是优选所述核酸测试装置中的本发明第一个方面所述的加样装置中的加样混合液存放槽(44)就安装在所述核酸测试仪上，这样可以节约转运部件。

在本发明第三个方面的核酸测试装置中，优选所述核酸测试仪是PCR仪，更优选本发明第一个方面所述的加样装置中的加样混合液存放槽(44)就安装在所述PCR仪上，更优选所述PCR仪也是被自动控制的。

在第四个方面，本发明提供了用本发明第三个方面的核酸测试装置分析样品的方法，其特征在于，所述方法包括进行本发明第二个方面的所述的混合样品和试剂的方法，然后用核酸测试仪检测核酸并分析。

以下将通过附图和具体实施方式对本发明的加样装置、加样方法以及包括该加样装置的核酸测试装置进行示例性的描述。另外，本文中引用的公开文献均纳入本文参考，就好像它们在本文中重复叙说过一样。

附图说明

图1本发明的加样装置的示例性的整体下层布局示意图。

图2本发明的加样装置中样品汇集区的示例性的下层布局示意图。

图3本发明的加样装置中核酸提取区的示例性的下层布局示意图。

图4本发明的加样装置中测试试剂加样区的示例性的下层布局示意图。

具体实施方式

以下根据图1-4所示的布局图对本发明的加样装置、加样方法以及包括该加样装置的核酸测试装置进行示例性的描述。

实施例1  加样装置

示例性的加样装置包括试管、加样装置外壳、分注器、搅拌棒和磁棒，其特征在于，所述加样装置外壳内包括样品汇集区、核酸提取区、缓冲区、和测试试剂加样区，其中，

样品汇集区包括位于上层导轨上的分注器，并在下层包括有：包括多个存放样品液的试管111的样品液存放槽11、包括多个一次性移液管121的一次性移液管存放槽12、移液管弃置容器13、包括多个试管141的汇集样品液存放槽14、包括多个至少存放核酸裂解液和结合液的试管161的试剂存放槽16和装载有试管支架151的可移动装载物的存放槽15，所述试管支架151上装有多个试管152，而且样品汇集区和核酸提取区之间通过带有门101的隔板10隔断；

核酸提取区包括位于上层导轨上的搅拌棒和磁棒，并在下层依次包括有：第一可移动装载物的存放槽21、包括多个磁棒套的磁棒套存放槽22、包括多个存放磁珠悬液的试管的存放槽24、包括多个存放第一浓度洗液的试管的洗液存放槽23、包括多个存放第二浓度洗液的试管的第一辅助洗液存放槽26、包括多个存放第三浓度洗液的试管的第二辅助洗液存放槽27、和装载有洗脱液试管支架251的第二可移动装载物的存放槽25，所述洗脱液试管支架251上装有多个存放洗脱液的试管252；

缓冲区包括可移动装载物的存放槽31；而且，所述缓冲区和核酸提取区之间通过带有门201的第一附加隔板20隔断，核酸提取区中的第二可移动装载物的存放槽25与缓冲区中的可移动装载物的存放槽31隔着第一附加隔板20带有的门201而相邻；所述缓冲区和测试试剂加样区之间通过带有门301的第二附加隔板30隔断，缓冲区中的可移动装载物的存放槽31与测试试剂加样区中的存放槽41隔着第二附加隔板30带有的门301而相邻；

测试试剂加样区包括位于上层导轨上的分注器，并在下层包括有：存放槽41、包括多个一次性移液管421的一次性移液管存放槽42、移液管弃置容器43、包括多个存放PCR试剂的试管451的试剂存放槽45和包括试管支架441的加样混合液存放槽44，所述试管支架441上装有多个试管442；

以及，样品汇集区中的可移动装载物的存放槽15与核酸提取区中的第一可移动装载物的存放槽21隔着隔板10带有的门101而相邻，而且样品汇集区中的可移动装载物的存放槽15能将其装载的试管支架151移动装载到核酸提取区的第一可移动装载物中的存放槽21上，如果装载，核酸提取区中的第一可移动装载物的存放槽21也能将其装载的试管支架151移动装载到样品汇集区中的可移动装载物的存放槽15上；核酸提取区中的第二可移动装载物的存放槽25能将其装载的洗脱液试管支架251移动装载到缓冲区中的可移动装载物的存放槽31上，而且缓冲区中的可移动装载物的存放槽15能将其装载的洗脱液试管支架251移动装载到测试试剂加样区中的存放槽41上。

实施例2  加样方法

根据实施例1所述的加样装置，在进行加样前，门均成关闭状态，样品、试剂、洗液、磁珠、洗脱液都分别加入相应存放槽上的试管中，其中所述试管支架151装载在样品汇集区中的可移动装载物的存放槽15上，所述洗脱液试管支架251装载在核酸提取区中的第二可移动装载物的存放槽25上。

执行加样时包括以下步骤：

(a1)在样品汇集区中，分注器依次移动并插上一次性移液管存放槽12中存放的一次性移液管，移动并吸入样品液存放槽11中存放的样品液，移动并将样品液注入汇集样品液存放槽14中的试管中，移动并将一次性移液管弃置于移液管弃置容器13中；

(a2)接着，在样品汇集区中，分注器依次移动并插上一次性移液管存放槽(12)中存放的一次性移液管，移动并吸入试剂存放槽16中的核酸裂解液，移动并将核酸裂解液注入可移动装载物的存放槽15装载的试管支架151的试管中，移动并将一次性移液管弃置于移液管弃置容器13中；在样品汇集区中，分注器依次移动并插上一次性移液管存放槽12中存放的一次性移液管，移动并吸入汇集样品液存放槽14中存放的汇集样品液，移动并将汇集样品液注入可移动装载物的存放槽15装载的试管支架151的试管中，移动并将一次性移液管弃置于移液管弃置容器13中；

(a3)接着，打开样品汇集区和核酸提取区之间的隔板10的门101，样品汇集区中的可移动装载物的存放槽15将其装载的试管支架151移动装载到核酸提取区的第一可移动装载物中的存放槽21上并关闭样品汇集区和核酸提取区之间的隔板10的门101，在核酸提取区中将搅拌棒移动并搅拌所述试管支架151的试管中的液体，移回搅拌棒，打开样品汇集区和核酸提取区之间的隔板10的门101，核酸提取区的第一可移动装载物中的存放槽21将其装载的试管支架151移动装载到样品汇集区中的可移动装载物的存放槽15上并关闭样品汇集区和核酸提取区之间的隔板10的门101；

(a4)接着，在样品汇集区中，分注器依次移动并插上一次性移液管存放槽12中存放的一次性移液管，移动并吸入试剂存放槽16中的结合液，移动并将结合液注入可移动装载物的存放槽15装载的试管支架151的试管中，移动并将一次性移液管弃置于移液管弃置容器13中；

(a5)接着，打开样品汇集区和核酸提取区之间的隔板10的门101，样品汇集区中的可移动装载物的存放槽15将其装载的试管支架151移动装载到核酸提取区的第一可移动装载物中的存放槽21上并关闭样品汇集区和核酸提取区之间的隔板10的门101；

(b1)接着，在核酸提取区中，磁棒依次移动并套上磁棒套存放槽22中存放的磁棒套，在有磁性的状态下移动并吸附磁珠存放槽24中存放的磁珠，在有磁性的状态下移动并插入第一可移动装载物的存放槽21装载的试管支架151的试管中，磁性消失以使所吸附的磁珠脱落，移动并将磁棒套移回入磁棒套存放槽22中；

(b2)接着，在核酸提取区中，将搅拌棒移动并搅拌第一可移动装载物的存放槽21装载的试管支架151的试管中的液体，移回搅拌棒；

(b3)接着，在核酸提取区中，磁棒依次移动并套上磁棒套存放槽22中存放的磁棒套，在有磁性的状态下移动并吸附第一可移动装载物的存放槽21装载的试管支架151的试管中的磁珠，在有磁性的状态下移动并插入洗液存放槽23中的洗液中，磁性消失以使所吸附的磁珠脱落，移动并将磁棒套移回入磁棒套存放槽22中；

(b4)接着，在核酸提取区中，磁棒依次在有磁性的状态下移动并吸附洗液存放槽23中的洗液中的磁珠，在有磁性的状态下移动并插入第二可移动装载物的存放槽25装载的洗脱液试管支架251中的试管中，磁性消失以使所吸附的磁珠脱落；

(b5)在核酸提取区中进行操作的同时或之后，在测试试剂加样区中，分注器依次移动并插上一次性移液管存放槽42中存放的一次性移液管，移动并吸入试剂存放槽45中的检测试剂，移动并将检测试剂注入加样混合液存放槽44中的试管中，移动并将一次性移液管弃置于移液管弃置容器43中；

(c)接着，打开缓冲区和核酸提取区之间的第一附加隔板20的门201，核酸提取区中的第二可移动装载物的存放槽25将其装载的洗脱液试管支架251移动装载到缓冲区中的可移动装载物的存放槽31上，关闭缓冲区和核酸提取区之间的第一附加隔板20的门201，静置后打开缓冲区和测试试剂加样区之间的第二附加隔板30的门301，缓冲区中的可移动装载物的存放槽31将其装载的洗脱液试管支架251移动装载到测试试剂加样区中的存放槽41上，关闭缓冲区和测试试剂加样区之间的第二附加隔板30的门301；

(d)接着，在测试试剂加样区中，分注器依次移动并插上一次性移液管存放槽42中存放的一次性移液管，移动并吸入存放槽41装载的洗脱液试管支架251中的试管中的液体，移动并将所述液体注入加样混合液存放槽44中的试管中，移动并将一次性移液管弃置于移液管弃置容器43中。

实施例3  核酸测试装置

示例性的核酸测试装置包括实施例1所述的加样装置和PCR仪，而且所述的加样装置中的加样混合液存放槽44就安装在PCR仪上。

实施例4  PCR测试结果

，结果

将已知HBV DNA浓度的样本稀释至10⁵IU/ml，将该浓度的样本与阴性样本在样本盘上以互相污染几率较大的排列方式——交错排列后，用实施例3所述的核酸测试装置对这些样品进行核酸提取以及PCR扩增检测，结果与预期的阴阳性结果完全相符。其中随机选择的一组结果如下表1和2所示，结果表明，本发明装置能有效的进行样本核酸提取，防止样本间交叉污染。这表明，本发明的核酸测试装置能够有效防止污染，可以运用于要求高的生物大分子测试中。

表1：样本在样本盘中的排列方式

1

2

3

4

5

6

A

阴性样本

HBV 105

阴性样本

HBV 105

阴性样本

HBV 105

B

HBV 105

阴性样本

HBV 105

阴性样本

HBV 105

阴性样本

C

阴性样本

HBV 105

阴性样本

HBV 105

阴性样本

HBV 105

D

HBV 105

阴性样本

HBV 105

阴性样本

HBV 105

阴性样本

E

阴性样本

HBV 105

阴性样本

HBV 105

阴性样本

HBV 105

F

HBV 105

阴性样本

HBV 105

阴性样本

HBV 105

阴性样本

G

阴性样本

HBV 105

阴性样本

HBV 105

阴性样本

HBV 105

H

HBV 105

阴性样本

HBV 105

阴性样本

HBV 105

阴性样本

表2：经发明装置提取核酸后样本的PCR扩增检测结果

1

2

3

4

5

6

A

阴性

HBV阳性

阴性

HBV阳性

阴性

HBV阳性

B

HBV阳性

阴性

HBV阳性

阴性

HBV阳性

阴性

C

阴性

HBV阳性

阴性

HBV阳性

阴性

HBV阳性

D

HBV阳性

阴性

HBV阳性

阴性

HBV阳性

阴性

E

阴性

HBV阳性

阴性

HBV阳性

阴性

HBV阳性

F

HBV阳性

阴性

HBV阳性

阴性

HBV阳性

阴性

G

阴性

HBV阳性

阴性

HBV阳性

阴性

HBV阳性

H

HBV阳性

阴性

HBV阳性

阴性

HBV阳性

阴性

以上具体实例和附图已经对本发明的加样装置、加样方法以及包括该加样装置的核酸测试装置进行了说明。然而，应当理解的是，给出的具体实例仅是为了举例说明，尤其是权利要求中的附图标记仅仅帮助理解，不构成对本发明要求保护的范围的限制，显然本领域的普通技术人员可以根据说明书的说明，在本发明的范围内可以对本发明作出各种各样的修正和改变，例如执行部分本实施例的加样方法也包括在本发明要求保护的范围内。

Claims (14)

1.加样装置，其包括试管、加样装置外壳、分注器、搅拌棒和磁棒，其特征在于，所述加样装置外壳内包括样品汇集区、核酸提取区和测试试剂加样区，其中，

样品汇集区包括分注器、样品液存放槽、一次性移液管存放槽、移液管弃置容器、汇集样品液存放槽、试剂存放槽和可移动装载物的存放槽，而且样品汇集区和核酸提取区之间通过带有门的隔板隔断；

核酸提取区包括搅拌棒、磁棒、第一可移动装载物的存放槽、磁棒套存放槽、磁珠存放槽、洗液存放槽和第二可移动装载物的存放槽；

测试试剂加样区包括分注器、存放槽、一次性移液管存放槽、移液管弃置容器、试剂存放槽和加样混合液存放槽；

以及，样品汇集区中的可移动装载物的存放槽与核酸提取区中的第一可移动装载物的存放槽隔着隔板带有的门而相邻，而且样品汇集区中的可移动装载物的存放槽能将其装载的试管支架移动装载到核酸提取区的第一可移动装载物中的存放槽上，核酸提取区中的第一可移动装载物的存放槽也能将其装载的试管支架移动装载到样品汇集区中的可移动装载物的存放槽上；核酸提取区中的第二可移动装载物的存放槽装载洗脱液试管支架，所述洗脱液试管支架能够被移动到测试试剂加样区中的存放槽上。

2.权利要求1所述的加样装置，其特征在于，所述加样装置外壳内还包括缓冲区，所述缓冲区包括可移动装载物的存放槽；

所述缓冲区和核酸提取区之间通过带有门的第一附加隔板隔断，核酸提取区中的第二可移动装载物的存放槽与缓冲区中的可移动装载物的存放槽隔着第一附加隔板带有的门而相邻；所述缓冲区和测试试剂加样区之间通过带有门的第二附加隔板隔断，缓冲区中的可移动装载物的存放槽与测试试剂加样区中的存放槽隔着第二附加隔板带有的门而相邻；

以及，核酸提取区中的第二可移动装载物的存放槽能将其装载的洗脱液试管支架移动装载到缓冲区中的可移动装载物的存放槽上，而且缓冲区中的可移动装载物的存放槽能将其装载的洗脱液试管支架移动装载到测试试剂加样区中的存放槽上。

3.权利要求1所述的加样装置，其特征在于，在样品汇集区中，样品液存放槽同可移动装载物的存放槽这两个部件分别位于汇集样品液存放槽的不同侧。

4.权利要求1所述的加样装置，其特征在于，核酸提取区还包括第一辅助洗液存放槽和第二辅助洗液存放槽。

5.权利要求4所述的加样装置，其特征在于，第一可移动装载物的存放槽、磁棒套存放槽、磁珠存放槽、洗液存放槽、第一辅助洗液存放槽、第二辅助洗液存放槽、和第二可移动装载物的存放槽依次排列。

6.权利要求1所述的加样装置，其特征在于，样品汇集区、核酸提取区、缓冲区和/或测试试剂加样区包括带有滤网的排气装置。

7.权利要求1所述的加样装置，其特征在于，其中所述分注器、搅拌棒和磁棒分别安装在导轨上，分别能够进行X、Y、Z三方向移动。

8.权利要求1所述的加样装置，其特征在于，其中所述分注器是带有气压式液面侦测器的多通道分注器，和/或分注器带有挡板，和/或搅拌棒带有挡板，该挡板于分注器和/或搅拌棒下降时将移开，分注器和/或搅拌棒上升至定位并移动时将移回。

9.权利要求1所述的加样装置，其特征在于，所述加样装置包括能够控制分注器、搅拌棒和磁棒运行、能够控制各个隔板带有的门开闭以及能够控制各个可移动装载物的存放槽移动装载物的自动控制部件。

10.用权利要求1的加样装置混合样品和试剂的方法，其特征在于，所述方法包括，

(a1)在样品汇集区中，分注器依次移动并插上一次性移液管存放槽中存放的一次性移液管，移动并吸入样品液存放槽中存放的样品液，移动并将样品液注入汇集样品液存放槽中的试管中，移动并将一次性移液管弃置于移液管弃置容器中；

(a2)接着，在样品汇集区中，分注器依次移动并插上一次性移液管存放槽中存放的一次性移液管，移动并吸入试剂存放槽中的核酸裂解液，移动并将核酸裂解液注入可移动装载物的存放槽装载的试管支架的试管中，移动并将一次性移液管弃置于移液管弃置容器中；在样品汇集区中，分注器依次移动并插上一次性移液管存放槽中存放的一次性移液管，移动并吸入汇集样品液存放槽中存放的汇集样品液，移动并将汇集样品液注入可移动装载物的存放槽装载的试管支架的试管中，移动并将一次性移液管弃置于移液管弃置容器中；

(a3)接着，打开样品汇集区和核酸提取区之间的隔板的门，样品汇集区中的可移动装载物的存放槽将其装载的试管支架移动装载到核酸提取区的第一可移动装载物中的存放槽上并关闭样品汇集区和核酸提取区之间的隔板的门，在核酸提取区中将搅拌棒移动并搅拌所述试管支架的试管中的液体，移回搅拌棒，打开样品汇集区和核酸提取区之间的隔板的门，核酸提取区的第一可移动装载物中的存放槽将其装载的试管支架移动装载到样品汇集区中的可移动装载物的存放槽上并关闭样品汇集区和核酸提取区之间的隔板的门；

(a4)接着，在样品汇集区中，分注器依次移动并插上一次性移液管存放槽中存放的一次性移液管，移动并吸入试剂存放槽中的结合液，移动并将结合液注入可移动装载物的存放槽装载的试管支架的试管中，移动并将一次性移液管弃置于移液管弃置容器中；

(a5)接着，打开样品汇集区和核酸提取区之间的隔板的门，样品汇集区中的可移动装载物的存放槽将其装载的试管支架移动装载到核酸提取区的第一可移动装载物中的存放槽上并关闭样品汇集区和核酸提取区之间的隔板的门；

(b1)接着，在核酸提取区中，磁棒依次移动并套上磁棒套存放槽中存放的磁棒套，在有磁性的状态下移动并吸附磁珠存放槽中存放的磁珠，在有磁性的状态下移动并插入第一可移动装载物的存放槽装载的试管支架的试管中，磁性消失以使所吸附的磁珠脱落，移动并将磁棒套移回入磁棒套存放槽中；

(b2)接着，在核酸提取区中，将搅拌棒移动并搅拌第一可移动装载物的存放槽装载的试管支架的试管中的液体，移回搅拌棒；

(b3)接着，在核酸提取区中，磁棒依次移动并套上磁棒套存放槽中存放的磁棒套，在有磁性的状态下移动并吸附第一可移动装载物的存放槽装载的试管支架的试管中的磁珠，在有磁性的状态下移动并插入洗液存放槽中的洗液中，磁性消失以使所吸附的磁珠脱落，移动并将磁棒套移回入磁棒套存放槽中；

(b4)接着，在核酸提取区中，磁棒依次在有磁性的状态下移动并吸附洗液存放槽中的洗液中的磁珠，在有磁性的状态下移动并插入第二可移动装载物的存放槽装载的洗脱液试管支架中的试管中，磁性消失以使所吸附的磁珠脱落；

(b5)在核酸提取区中进行操作的同时或之后，在测试试剂加样区中，分注器依次移动并插上一次性移液管存放槽中存放的一次性移液管，移动并吸入试剂存放槽中的检测试剂，移动并将检测试剂注入加样混合液存放槽中的试管中，移动并将一次性移液管弃置于移液管弃置容器中；

(c)接着，使核酸提取区中的第二可移动装载物的存放槽装载的洗脱液试管支架被移动到测试试剂加样区中的存放槽上；

(d)接着，在测试试剂加样区中，分注器依次移动并插上一次性移液管存放槽中存放的一次性移液管，移动并吸入存放槽装载的洗脱液试管支架中的试管中的液体，移动并将所述液体注入加样混合液存放槽中的试管中，移动并将一次性移液管弃置于移液管弃置容器中。

11.权利要求10所述的混合样品和试剂的方法，其特征在于，在步骤(c)中，打开缓冲区和核酸提取区之间的第一附加隔板的门，核酸提取区中的第二可移动装载物的存放槽将其装载的洗脱液试管支架移动装载到缓冲区中的可移动装载物的存放槽上，关闭缓冲区和核酸提取区之间的第一附加隔板的门，静置后打开缓冲区和测试试剂加样区之间的第二附加隔板的门，缓冲区中的可移动装载物的存放槽将其装载的洗脱液试管支架移动装载到测试试剂加样区中的存放槽上，关闭缓冲区和测试试剂加样区之间的第二附加隔板的门。

12.核酸测试装置，其特征在于，所述装置包括权利要求1-9之任一所述的加样装置和核酸测试仪。

13.权利要求12所述的核酸测试装置，其特征在于，其中所述核酸测试仪是PCR仪。

14.权利要求13所述的核酸测试装置，其特征在于，权利要求1-9之任一所述的加样装置中的加样混合液存放槽就安装在PCR仪上。

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