CN105349530B - 一种核酸检测方法及检测管 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核酸检测方法及检测管，通过在检测管内设置多个分隔层将检测管内的裂解液、清洗液和反应液进行隔离，同时通过外部热源的控制，使分隔层在检测的不同阶段分别熔化以控制各个检测阶段的时序，并在裂解液中使用受外部磁性体控制运动的可被磁化的混匀装置对加入检测管内的样品进行混匀并实现样品的核酸提取和纯化，然后利用外部磁性体带动检测管内的纳米磁珠经过清洗液后进入反应液，纳米磁珠所携带的核酸在清洗液中纯化后在反应液中洗脱，核酸在反应液中发生扩增反应，最后外部设备通过光学检测实现对样品核酸的检测，从而实现在同一个检测管内进行核酸提取和纯化、清洗、洗脱和扩增反应多个步骤。
Description
技术领域
本发明涉及一种核酸检测方法及检测管，特别涉及一种主要应用于核酸提取和扩增技术的核酸检测方法及检测管。
背景技术
实验室检测是筛查和诊断病菌或者病毒感染的重要手段，主要包括镜检法，培养法，免疫学检测和核酸检测。镜检法的成本低、简单、方便，但是阳性率低，容易漏检；培养法的结果可信度高，但周期长成本高；免疫学检测的操作简单，但有窗口期故也容易漏检；核酸检测周期短，灵敏度特异性与培养法相当，但存在以下的问题：①将样品制备(核酸提取)、核酸扩增和扩增物检测操作过程分开进行，需要专业操作人员进行的操作步骤较多且较繁琐，增加了操作误差；②过多的人工操作还易造成样品的交叉污染，出现检测结果的假阳性；③大部分核酸扩增试剂需要冷链运输和冷冻保存，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种核酸检测方法及检测管。它可以在同一个检测管中实现样品处理、核酸提取、清洗及扩增反应等步骤，从而可以高效地对样品的核酸进行检测，且检测过程不易引入污染，也不会出现交叉污染，检测精度更高。
本发明的技术方案：一种核酸检测方法，其特点是：通过在检测管内设置多个分隔层将检测管内的裂解液、清洗液和反应液进行隔离，同时通过外部热源的控制，使分隔层在检测的不同阶段分别熔化以控制各个检测阶段的时序，并在裂解液中使用受外部磁性体控制运动的可被磁化的混匀装置(全部或部分可被磁化，受外部磁性材料的引力)对加入检测管内的样品进行混匀并实现样品的核酸提取和纯化，然后利用外部磁性体带动检测管内的纳米磁珠(携带提取出的核酸)经过清洗液后进入反应液，纳米磁珠所携带的核酸在清洗液中纯化后在反应液中洗脱，同时通过外部磁性体的运动控制和外部热源的控制使可被磁化的载体(全部或部分可被磁化，受外部磁性材料的引力)移入反应液，并使载体上的反应组分溶入和混匀在反应液中，核酸在反应液中发生扩增反应，最后外部设备通过光学检测实现对样品核酸的检测，从而实现在同一个检测管内进行核酸提取和纯化、清洗、洗脱和扩增反应多个步骤。
上述的核酸检测方法中，所述检测管下部设置多个分支管，多簇纳米磁珠在外部磁性体的作用下，携带着核酸分别在多个分支管中进行独立的清洗和反应，从而实现了来自一份样本的核酸同时在多个不同反应体系下进行核酸检测。
前述的核酸检测方法中，所述分隔层可以是亲水物质和疏水物质的组合，疏水物质或者多种疏水物质的组合(疏水物质例如石蜡，硬脂酸，油脂，树脂等；组合例如石蜡和油脂的组合或者琼脂和疏水物质的组合)；当核酸抽提完成后，清洗液上方的分隔层被外部设备加温熔化，纳米磁珠便可进入清洗液；反应液上方的分隔层内包裹有可被磁化的载体，载体上带有反应组份，当纳米磁珠所携带的核酸在清洗液中纯化后，反应液上方的分隔层被熔化，从而使纳米磁珠可进入反应液，且在纳米磁珠进入反应液时将可被磁化的载体及反应组分也带入反应液中。
实现前述方法的核酸检测管：包括主管和主管下方的支管，支管内设有第一分隔层和第二分隔层，第一分隔层位于管和支管的连接处，第二分隔层位于第一分隔层下方；所述主管内设有裂解液，裂解液内设有可被磁化的混匀装置；第一分隔层和第二分隔层之间设有清洗液，第二分隔层下方设有反应液。
前述的核酸检测管中，所述主管内设有纳米磁珠，第二分隔层内包裹有可被磁化的载体，载体上承载有反应组分。
前述的核酸检测管中，所述支管的数量为2个及2个以上。
前述的核酸检测管中，所述主管内设有用于内控系统的内控物(核酸或者微生物)。
前述的核酸检测管中，所述主管上端为开口处，开口处设有止流圈，止流圈上封有封口膜，封口膜上设有预压缝，且开口处外侧设有上盖。
前述的核酸检测管中，所述第一分隔层和第二分隔层之间设有一个或多个附加分隔层将清洗液分隔成多层，以实现多次清洗。
前述的核酸检测管中，所述支管为直径小于主管的细管。
与现有技术相比，本发明利用检测管内的分隔层对多个处理步骤需要的原料进行隔离，同时在检测管内设置纳米磁珠和可被磁化的混匀装置，使得可以利用外部磁性体作为动力源对检测管内的样品进行隔离式的混匀及转送处理，使得样品的多个处理步骤均发生在同一个检测管内，操作简单、不易产生污染及交叉污染、样本利用率高、检测用时短、配套仪器设备成本低，因此不仅检测效率更高，而且检测精度也更高。
此外，本发明通过设置多个分支管的方式，使同一个检测管内可发生不同的扩增反应，并可同时进行多个不同系统下的光学检测，效率更高。
附图说明
图1是本发明的核酸检测管的结构示意图。
附图中的标记：1-主管，2-支管，3-第一分隔层，4-第二分隔层，5-裂解液，6-清洗液，7-反应液，8-纳米磁珠，9-内控物，10-载体，11-止流圈，12-封口膜，13-上盖，14-混匀装置。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
实施例。一种核酸检测方法：通过在检测管内设置多层分隔将检测管内的裂解液、清洗液和反应液进行隔离，同时通过外部热源的控制，使分隔层在检测的不同阶段分别熔化以控制各个检测阶段的时序，并在裂解液中使用受外部磁性体控制运动的可被磁化的混匀装置(中间设置铁芯的塑料组件)对加入检测管内的样品进行混匀并实现样品的核酸抽提，然后利用外部磁性体带动检测管内的纳米磁珠经过清洗液后进入反应液，同时将封固在最底下的分隔层内的可被磁化的载体(可以是带铁芯的物质)及反应组分(一般是酶，引物，探针，dNTP等)也带入反应液，纳米磁珠所携带的核酸在清洗液中清洗后在反应液中洗脱，并与反应液发生反应，最后外部设备通过光学检测实现样品核酸的检测，从而实现在同一个检测管内进行核酸抽提、清洗和洗脱反应多个步骤。
在所述检测管下部设置多个分支管，多个纳米磁珠在外部磁性体的作用下，携带着核酸分别在多个分支管中进行独立的清洗和反应，从而实现了核酸同时在多个不同反应体系下进行光学检测。
主管内设有纳米磁珠。反应液上方的分隔层内包裹有载体及反应组份，当核酸纳米磁珠所携带的核酸被清洗后，反应液上方的分隔层被熔化，从而使纳米磁珠可进入反应液，且在纳米磁珠进入反应液时将载体及反应组份也带入反应液中。
实现上述方法的核酸检测管，如图1所示：包括主管1和主管1下方的支管2，支管2内设有第一分隔层3(石蜡)和第二分隔层4(石蜡)，第一分隔层3位于管1和支管2的连接处，第二分隔层4位于第一分隔层3下方；所述主管1内设有裂解液5，裂解液5内设有可被磁化的混匀装置14；第一分隔层3和第二分隔层4之间设有清洗液6，第二分隔层4下方设有反应液7。主管1内设有纳米磁珠8，第二分隔层4内包裹有可被磁化的载体10及反应组份。所述主管1下方设有多个支管2。所述支管2的数目为两个，其中一个支管2的第一分隔层3内包裹有纳米磁珠8，另一个支管2的第一分隔层内包裹有内控系统使用的核酸或者微生物9；每个支管2的第二分隔层4内包裹有载体10及反应组份。所述主管1上端为开口处，开口处设有止流圈11，止流圈11上封有封口膜12，封口膜12上设有预压缝，且开口处外侧设有上盖13。所述支管2为直径小于主管的细管。
本发明的工作原理(以2个支管的检测管为例)：
首先通过刺穿封口膜将待测样品，然后通过外部磁性体控制检测管内的可被磁化的混匀装置上下移动，使之与裂解液充分混匀，期间外部热源加热裂解液使样品发生裂解，实现核酸抽提。然后热源使第一分隔层熔化，外部磁性体带动纳米磁珠，使纳米磁珠携带核酸进入清洗液进行清洗，接着第二分隔层熔化，纳米磁珠携带核酸和可被磁化的载体及反应组份进入反应液，核酸在反应液中洗脱后，纳米磁珠离开反应液。外部热源使支管底部维持恒温，核酸在反应液中进行CPA扩增反应，反应液中引入分子信标，使得通过外部光学检测(荧光定量检测)即可实时观察到CPA扩增反应，并通过分析荧光值得到样品核酸的数量。其中两个支管内可设置不同的反应液(有不同的特异性引物)，实现不同体系下的检测。
Claims (10)
1.一种核酸检测方法，其特征在于：通过在检测管内设置多个分隔层将检测管内的裂解液、清洗液和反应液进行隔离，同时通过外部热源的控制，使分隔层在检测的不同阶段分别熔化以控制各个检测阶段的时序，并在裂解液中使用受外部磁性体控制运动的可被磁化的混匀装置对加入检测管内的样品进行混匀并实现样品的核酸提取和纯化，然后利用外部磁性体带动检测管内的纳米磁珠经过清洗液后进入反应液，纳米磁珠所携带的核酸在清洗液中纯化后在反应液中洗脱，同时通过外部磁性体的运动控制和外部热源的控制使可被磁化的载体移入反应液，并使载体上的反应组分溶入和混匀在反应液中，核酸在反应液中发生扩增反应，最后外部设备通过光学检测实现对样品核酸的检测，从而实现在同一个检测管内进行核酸提取和纯化、清洗、洗脱和扩增反应多个步骤。
2.根据权利要求1所述的核酸检测方法，其特征在于：所述检测管下部设置多个分支管，多簇纳米磁珠在外部磁性体的作用下，携带着核酸分别在多个分支管中进行独立的清洗和反应，从而实现了来自一份样本的核酸同时在多个不同反应体系下进行核酸检测。
3.根据权利要求1或2所述的核酸检测方法，其特征在于：当核酸抽提完成后，清洗液上方的分隔层被外部设备加温熔化，纳米磁珠便可进入清洗液；反应液上方的分隔层内包裹有可被磁化的载体，载体上带有反应组份，当纳米磁珠所携带的核酸在清洗液中纯化后，反应液上方的分隔层被熔化，从而使纳米磁珠可进入反应液，且在纳米磁珠进入反应液时将载体及反应组分也带入反应液中。
4.实现权利要求1～3任一权利要求所述方法的核酸检测管，其特征在于：包括主管(1)和主管(1)下方的支管(2)，支管(2)内设有第一分隔层(3)和第二分隔层(4)，第一分隔层(3)位于管(1)和支管(2)的连接处，第二分隔层(4)位于第一分隔层(3)下方；所述主管(1)内设有裂解液(5)，裂解液(5)内设有可被磁化的混匀装置(14)；第一分隔层(3)和第二分隔层(4)之间设有清洗液(6)，第二分隔层(4)下方设有反应液(7)。
5.根据权利要求4所述的核酸检测管，其特征在于：所述主管(1)内设有纳米磁珠(8)，第二分隔层(4)内包裹有可被磁化的载体(10)，载体(10)上承载有反应组分。
6.根据权利要求4所述的核酸检测管，其特征在于：所述支管(2)的数量为2个及2个以上。
7.根据权利要求4所述的核酸检测管，其特征在于：所述主管(1)内设有用于内控系统的核酸内控物或微生物内控物。
8.根据权利要求4所述的核酸检测管，其特征在于：所述主管(1)上端为开口处，开口处设有止流圈(11)，止流圈(11)上封有封口膜(12)，封口膜(12)上设有预压缝，且开口处外侧设有上盖(13)。
9.根据权利要求4所述的核酸检测管，其特征在于：所述第一分隔层(3)和第二分隔层(4)之间设有一个或多个附加分隔层将清洗液(6)分隔成多层，以实现多次清洗。
10.根据权利要求4至9任一权利要求所述的核酸检测管，其特征在于：所述支管(2)为直径小于主管的细管。
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