[發明專利]一種集液滴取樣、樣本處理、熒光檢測一體化的采樣裝置及其方法

在審

• 申請號: 202310435167.X
• 申請日: 2023-04-21
• 公開（公告）號: CN116218648A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 馮世倫;楊子欣;蔡杲哲;趙建龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所;上海前瞻創新研究院有限公司
• 主分類號: C12M1/26
• 分類號: C12M1/26;C12M1/34;C12M1/38;C12M1/02;C12M1/00;C12Q1/6844;C12Q1/686
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發明提供一種集液滴取樣、樣本處理、熒光檢測一體化的采樣裝置及其方法，通過將負壓產生結構、溫度控制模塊、熒光成像模塊進行集成化設置，從而大大減小了設備體積，簡化了檢測流程，提高了檢測效率，利用負壓產生結構將水相樣本以液滴的形式被采集，并通過設置的S形路徑的樣品通道以及控制溫度控制模塊，從而使得樣品液滴能夠達到恒溫擴增反應的時間要求，進一步地，結合微流控檢測芯片以及熒光成像模塊，在微流控檢測芯片上實現諸如數字PCR等檢測過程，此外，在檢測過程中可以實現采集過程以及檢測過程的全封閉，從而不會出現樣品污染以及損失，并且水相樣品在檢測過程中被分散成獨立的液滴，實現了對少量樣本的定量檢測。

技術領域

本發明涉及液體采樣裝置領域，特別是涉及一種集液滴取樣、樣本處理、熒光檢測一體化的采樣裝置及其方法。

背景技術

現有的生物樣品檢測的過程中，采樣工作仍然以使用傳統的移液槍人工取樣為主，此種取樣方式在多樣品采集過程中容易出現交叉污染，從而影響檢測效果，此外，由于樣品并沒有在全封閉條件下進行采集，樣品在轉移與運輸的過程中也難以避免的存在樣品損失的問題，并可能與空氣接觸從而造成進一步的污染，進一步的，在進行病毒類樣品的檢測時可能會威脅到檢測人員的安全。同時，由于一份樣品只能進行一個反應，這就導致其檢測通量與靈敏度大大降低，為了在最大程度上保證檢測結果的可靠性，在測試時往往都需要較大體積的樣品量，從而沒辦法實現對少量樣品的絕對定量檢測。此外，負壓設備及檢測設備一般都體積龐大，操作復雜，難以應用于現場即時定點(POCT)檢測。

目前雖然已經有一些方法可以利用液滴生成芯片產生液滴的方法實現適用于少量樣品的高通量、高靈敏度的定量檢測，例如數字LAMP或者數字PCR，然而上述方法都需要手動將采集的樣品輸入到液滴生成芯片中，其步驟繁瑣還容易造成樣品的污染與損失，從而大大限制了檢測的準確性與應用場合。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種集液滴取樣、樣本處理、熒光檢測一體化的采樣裝置及其方法，用于解決現有生物樣品檢測技術中采樣環境不封閉易造成樣品被污染、檢測步驟繁瑣、檢測通量低下、檢測結果可靠性低、采樣裝置結構復雜以及由于樣品泄露造成的可能威脅到檢測人員安全的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種集液滴取樣、樣本處理、熒光檢測一體化的采樣裝置，所述采樣裝置包括：

采樣槍體；

自前端向后端依次布置于所述采樣槍體內的負壓產生結構、液滴儲存腔、溫度控制模塊、微流控檢測芯片、熒光成像模塊、ESP32控制器、液晶顯示屏以及電機，其中，所述液滴儲存腔和所述溫控模塊中設有用于輸送樣品液滴的樣品通道，所述熒光成像模塊設置在所述微流控檢測芯片的側壁上以對所述樣品液滴進行熒光強度的測量，并將所述樣品液滴的濃度實時輸出至所述液晶顯示屏上；

液滴采樣槍頭，所述液滴采樣槍頭可操作地連接于所述采樣槍體的前端，所述液滴采樣槍頭包括外殼體、設置于所述外殼體內具有通孔的油相儲存腔以及與所述通孔連接并延伸至所述油相儲存腔內的毛細管通道；

其中，當所述液滴采樣槍頭連接到所述采樣槍體前端時，所述采樣槍體內的樣品通道與所述通孔連通，從而在所述負壓產生結構的作用下，使得水相樣品經所述毛細管通道的一端進入并以油相包裹的液滴形式被采集到所述毛細管通道中，進而通過所述樣品通道自前端向后端輸送，最終實現在所述溫度控制模塊下的恒溫擴增反應以及在所述微流控檢測芯片上的平鋪和儲存。

可選地，所述負壓產生結構包括驅動裝置，泵頭以及泵管，其中，所述驅動裝置與所述泵頭連接，通過所述驅動裝置的運行帶動所述泵頭的轉動，所述泵管與所述通孔連接且與所述通孔具有相匹配的徑向尺寸，從而使得水相樣品經所述液滴采樣槍頭進入到所述毛細管通道中并最終通過所述樣品通道輸送至所述采樣槍體內。