[发明专利]应用于分子诊断的核酸提取与扩增POCT耗材及方法

说明书

本发明涉及一种应用于分子诊断的核酸提取与扩增POCT耗材及方法，包括筒体和软性组合袋，通过特殊的贯穿筒体结构和软性组合袋储液结构的连接实现核酸提取的裂解、结合、磁珠转移、磁珠分散、洗涤、洗脱等物理过程，实现完整的核酸提取，并同步实现提取和扩增的衔接，达到完整的检测需求，使用两个硅胶塞在筒体内进行机械运动实现液体的分散和磁珠的转移，耗材整体结构简单，加工便捷，生产简化，成本易控；通过软性组合袋结构进行裂解和扩增，加热模块容易与之相贴合，导热效果极好，能够有效提高裂解和扩增的效率，缩短检测总时长。

技术领域

本发明涉及分子诊断设备耗材及耗材使用方法技术领域，尤其涉及一种应用于分子诊断的核酸提取与扩增POCT耗材及方法。

背景技术

传染性疾病的诊断方法有培养法、免疫诊断、分子诊断、质谱检验等，综合效率、成本、准确率、使用难度等各方面因素考量，免疫诊断和分子诊断是当前最主要的两种诊断方法，其中免疫诊断更为快速，而分子诊断更为灵敏。

大部分传染病在发病初期的传染性最强，免疫诊断因为有窗口期，在此阶段难以确诊，容易错失防疫的重要时机。相比而言，分子诊断虽然成本高、操作要求高，但窗口期要求远远低于免疫诊断，在面临重大传染性疾病时，及时性和准确性是最重要的考虑因素，是病原体诊断的“金标准”。如在此次新冠疫情面前，常见检测手段的局限性暴露无遗，而分子诊断对试剂、设备、场地、操作人员要求都很高，检测集中在三级以上医院及各大三方检测中心，资源非常有限，检测能力不足以快速识别所有患者，导致初期疫情发展迅速，数量众多的绝大部分基层医疗机构包括社区服务中心、乡镇卫生院、村卫生所和一些医务室均没能起到很好的作用。

因此，当前分子诊断方法不仅在提高准确度、通量等方向进步，也在努力朝着小型化、自动化、高速化、简易化等方向发展，推动分子诊断实现去中心化的目的，普惠基层医疗。

核酸提取和下游扩增是目前DNA/RNA基因检测分子诊断的常规流程。一般而言，核酸提取和下游扩增分步在不同仪器设备中进行。临床上，核酸提取通常使用磁珠法进行，其步骤较繁琐，目前国内外普遍使用半自动化核酸提取仪进行；下游扩增通常有PCR扩增和等温扩增两种方式，需要在热循环仪上进行，试剂一般置于PCR管或八连管中，该过程用时较长。核酸提取和下游扩增一般都是分别进行的，整体流程较为复杂，对人员的专业素质要求较高，耗时耗力。

将核酸提取和下游扩增两个过程结合起来，完成一管式分子诊断，实现“样本进，结果出”的POCT(point-of-care testing)快检，能够大幅简化分子诊断操作流程，减少对人员专业素质要求，特别适合在普惠基层医疗推广使用。因此，国内外已有众多针对分子诊断POCT的研究，但是现有技术仍存在以下问题：

1)部分技术是基于不完整的核酸提取+扩增完成，即免提取或一步法核酸提取。该路线适用范围较狭窄，并且无核酸浓缩过程，可能存在灵敏度不足的问题，对复杂的临床样本抗干扰能力不足。

2)所使用的耗材涉及模块过多且过于复杂。磁珠法核酸提取一般会涉及裂解、结合、洗涤、洗脱等流程，每个步骤位于不同的腔体内，涵盖磁珠转移、液体混合、加热、移液等步骤，为完成全部标准流程，难免会将耗材设计的过于复杂。伴随之的则是复杂的生产工艺、高昂的开发费用和生产成本。

3)基于完整流程的提取+检测总时间较长。源于常规塑料硬耗材的导热效果通常较差，因此为满足裂解和扩增的过程充分有效的进行，必须保证充分的加热时间，很难将操作时长进一步缩短，动辄数小时的检测总时长很难达到POCT快检的要求，不能真正实现分子诊断POCT化。

发明内容