1.本实用新型涉及核酸检测(dna或rna)技术领域，具体涉及一种核酸检测反应器。
背景技术：
2.核酸检测作为一种具有高灵敏度及特异性的方法，目前已经广泛应用于许多领域，例如疾病诊断，食品安全，传染病防治等。用简单方式对特定核酸序列进行检测，可以赋予现场护理(point-of-care)诊断和现场病原体检测更大的价值。
3.pcr(聚合酶链式反应)是一种用于放大扩增特定的dna片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊dna复制，pcr的最大特点，是能将微量的dna大幅增加。然而，pcr作为经典的核酸检测方法，其固有的变性-复性-延伸循环，要求其必须需要热循环仪设备作为支撑，同时因为气溶胶污染问题，专业实验室也作为必须要条件。其中pcr延展技术平台，特别是定量pcr(qpcr)方法，是最广泛使用的病原体检测方法，并且被认为是新的金标准测试。qpcr提供短得多的样品到结果(sample-to-result)的时间(3到5小时)。然而，尽管qpcr被广泛接受，但它因依赖标准参考物质(标准曲线)进行定量而受到限制。不可靠和不一致的商业标准参考物质也可能影响qpcr定量的准确度。此外，qpcr易于受到由环境样品中自然存在的物质(例如，重金属和有机质)引起的抑制，从而导致靶定量不准确或假阴性结果。因而极大地限制了pcr在床旁快速诊断(poct)和现场快速检测等领域的应用。与qpcr相比，最近的数字pcr技术已被证明是用于环境样品中的微生物病原体检测的更稳健的解决方案。数字pcr基于分区(partitioning)和泊松统计，因此，不需要比较外部定量标准来对未知浓度的样品定量。然而，将数字pcr方法实施于使用点应用(point-of-use application)可能是挑战性的。这是因为数字pcr需要昂贵的仪器(即bio-rad液滴数字pcr)、设备齐全的实验室环境和训练有素的技术人员来进行测定。这些因素严重限制数字pcr在资源有限背景下的可及性和应用。
4.为了克服这些缺点，一大类等温核酸扩增的新方法大量出现，其中lamp是最受关注也是最有应有前景的一种方法。
5.环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification，lamp)是2000年日本荣研化学株式会社开发的替代pcr核酸扩增方法。其特点是针对靶基因的6个区域设计4种特异引物，在链置换dna聚合酶(bst dna polymerase)的作用下，60-65℃恒温扩增，15-60分钟左右即可实现109～10
10
倍的核酸扩增，具有操作简单、特异性强、产物易检测等特点。lamp作为一种分子生物学检测技术，具有高特异性、高敏感性、简单、便捷及成本低的特点，已广泛用于临床疾病的诊断、流行性细菌或病毒的定性定量检测、动物胚胎性别鉴定及基因芯片
6.因此，期望用于检测微生物的快速、简化、低成本的测定，以在集中式实验室之外，例如，在需要对资源有限的地方的环境水进行现场使用点测试的情况下提供分子测定的益处。
7.lamp检测在等温条件下进行，等温条件可以维持在不同的仪器中，例如热循环仪
和水浴，或者本文采用的lamp检测装置。该设备使得能够通过加热装置内部的检测室来扩增样品的dna/cdna，以检测病原体。
8.在本技术提及的设备上开发的检测中，概而言之，将分析中的生物样品的等分试样添加到试剂中，并将该集合(set)在lamp检测室中加热。然后在检测过程中监测这些样品，以识别可能的颜色变化(例如，在使用羟萘酚蓝试剂时从紫色变为天蓝色)，该颜色变化表示样品相对于所用试剂的阳性反应。根据现有技术已知lamp检测室的各种构造，并且会在以下段落中描述所述构造。
9.wang,tt发表在“journal of microbiological methods”上的文章“a novel cmos image sensor system for quantitative loop-mediated isothermal amplification assays to detect food-borne pathogens(用于定量环介导等温扩增测定以检测食源性病原体的新型cmos图像传感器系统)”提出了用于lam检测的低成本cmos图像传感器系统，来检测食源性病原体。所描述的系统实时监测扩增过程中的颜色变化引起的光子变化。该文章最后指出，简单、紧凑、低成本且低能耗的设计，代表了用于现场诊断的便携式、灵敏、易于使用、实时定量分析工具发展中的重大进步。
10.ahmed,me发表在“bmc veterinary research”上的文章“development and evaluation of real-time loop-mediated isothermal amplification assay for rapid detection of cystic echinococcosis(开发和评估快速检测囊性包虫病的实时环介导等温扩增测定)”描述了用于快速检测囊性包虫病的实时lmap检测的开发和评估。所述检测在恒定温度(63℃)下进行，使用扩增和检测仪器以及荧光染料进行实时监测。在水浴中进行扩增循环后，用肉眼观察lamp产物以检测颜色变化，并在uv光源下使该产物可视化。
11.sayad,aa发布在“sensors and actuators b-chemical”上的文章”a microfluidic lab-on-a-disc integrated loop mediated isothermal amplification for foodborne pathogen detection(用于食源性病原体检测的微流体盘上集成环介导等温扩增)”报道了用于检测食物病原体的lamp扩增离心微流体装置，其中，使用强制对流加热源来驱动蜡阀和温度加热，以进行lamp扩增。
12.文献wo2013043203涉及用于等温和非等温核酸的lamp测定的容器，该容器包括主体，其除了具有主体开口端和通过通道延伸的柔性材料的插入式盖(plug-in lid)之外，还具有内/外表面和开口端。根据该文献，与已知的微流控芯片相比，已开发的容器保证了更大的灵活性，这是由于其处理小体积和大体积流体的固有灵活性所致。另一个突出的优点是，所揭露的容器还可以提取样品并具有流体输送功能。
13.文献us20160231324描述了用于检测靶标的高性能多路复用系统，该系统包括用包含例如能够产生可检测信号的dna酶的检测系统或传感器封装生物样品，并检测该信号，其中所述检测系统或传感器包括基于lamp的检测。根据该文献，可以加热分析的样品，其中除了数据分析软件、用于传输信息的可视显示器、电子设备连接件以及其他特征之外该系统还包括发光二极管和检测器。
14.文献wo2011150115涉及原位检测样品中核酸的lamp方法和装置。描述了所使用的方法包括引入核酸扩增试剂和加热核酸扩增试剂。根据该文献，使用一次性加热器进行加热步骤，并且检测步骤包括检测与核酸扩增试剂流体连通的比色染料的颜色变化。提供的关于所述装置的构造细节很少。
15.文献us20140356874公开了用于便携式核酸扩增和检测的方法和装置，其中该仪器优选使用等温核酸扩增技术，例如lamp。靶扩增的检测可以例如通过检测添加到扩增反应中的染料的色移或荧光来实现。根据该文献，所公开的装置包括对样品进行加热的加热室和检测样品颜色变化的传感器，其中，可以由中央控制系统控制所述元件。
16.文献us9476836公开了通过lamp方法检测样品(例如血液)中的核酸(dna)的方法，该方法包括使核酸与封闭系统内的检测试剂接触，并观察核酸和/或检测试剂的颜色变化。进一步描述了还可以通过测量样品溶液在可见光范围内的吸光度来进行可见光颜色变化的观察。但是，有关该装置整体构造细节的信息，例如传感器和光源的布置、显示设备等，提供的很少。
17.文献us20130331298公开了用于检测包括病原体在内的多种分析物的检测盒，其包括注射端口、中央通道、处理室、试剂容器和废物室。描述了所述检测可以是lamp类型的检测。所述装置还包括一系列元件，例如加热器、加热器控制器、用于测量盒中流动流量的光学传感器。没有记载使用传感器识别受分析样品的颜色变化。
18.文献cn109355429 a基于微流控微珠阵列芯片循环核酸检测试剂盒及应用方法公开了一种基于lamp的微流控芯片，该发明以循环核酸为分析对象，以微流控动态微阵列技术为依托，以环介导等温扩增技术、滚环扩增技术、基于微流控的物质传递增强效应以及石墨烯量子点的高荧光量子产率特性为信号放大手段，发展以微观条件下功能化微球为传感元件的高灵敏循环核酸分析新技术。该试剂盒的建立能够较好的解决微量医学分析技术领域或微创、无创诊断领域中存在的微量样品条件下高通量、高灵敏特性难以并存的难题。该技术只需要2μl病毒dna样本，可实现10amol/l的eb病毒dna的检测，即单次实验可以检测10个eb病毒dna。但该试剂盒在芯片外的eb病毒dna检测中，仍需要将样本进行预处理，并需要人工操作加入进样孔，且非封闭反应环境，仍存在气溶胶污染的可能，始终需要在专业实验室操作。
19.文献cn 111902212 a公开了lamp检测装置，其包括适于容纳至少一个样品的支撑轨道的加热室，其中支撑轨道通过样品插入开口插入加热室中，另外，加热室包括：至少一个内部加热元件；位于前壁或后壁上的发光元件电路；位于与发光元件电路相对的壁上的光传感器电路。该装置实现了主要成本降低和差异，是通过仅使用热惯性进行温度控制，这不同于使用去除和/或冷却技术控制温度，从而增加设备成本以及能耗的商业系统。但该装置并未实现实验过程免加样的传统操作，且仍旧采用八连管的方式进行操作。
20.因为基于扩增的核酸检测试剂及检测设备的局限性，导致目前检测中扩增操作也无法解决核酸或者其他待测样品的提取问题，扩增过程也需要多次开盖，尤其是通过八连管作为反应器时，且同样需要在专业的pcr实验室操作以避免污染，所以现有技术的核酸检测仍无法实现现场取样、现场检测，尤其是没有可实现直接加入样本后进行直接一次性完成反应的反应器，仍旧采用传统的八连管或者ep管，这是核酸检测无法很好的应用在poct以及病原微生物拓展应用的重要掣肘。
技术实现要素：
21.本实用新型要解决的技术问题就在于：提供一种更为便捷、低成本且精准的核酸检测反应器，可实现直接poct或现场快检，无需依赖专业pcr实验室及实验人员操作等诸多
限制。
22.为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：
23.一种核酸检测反应器，所述反应器包括顺序连接的加样部、样本部和反应部，其中加样部和样本部之间、样本部和反应部之间活动连接实现密封状态，加样部为活塞结构，样本部内预装有样本保存液，将待测样本加入样本保存液中成样本液，反应部中装有反应体系，反应部与样本部连接处设有微孔且所述微孔的孔径不大于样本液或样本保存液的毛细长度。
24.作为上述技术方案的进一步改进：
25.优选的，所述反应部内设有多个反应腔，反应腔内预设有独立的反应体系，可实现针对同一样本多个检测项的同时检测，且每个反应腔的腔口处设有一个微孔，无外力情况下，液体不能从样本部流入反应腔。反应部可以设置一个反应腔，也可以设置多个反应腔，每个反应腔对应一个微孔，微孔与反应腔匹配设置。
26.更优选的，所述反应部设有分流塞，所述分流塞采用柔性材料制成，所述分流塞位于反应部与样本部的连接处，所述反应腔通过分流塞独立密封，所述微孔设于分流塞。
27.更优选的，所述分流塞的一面向反应腔内凸起封闭腔口，所述微孔贯穿凸起，所述分流塞面向样本部的一面为光滑面。
28.优选的，所述反应部设有套接的内反应管和外套管，所述内反应管卡紧于外套管内，所述内反应管设有多个反应腔，所述外套管设有与样本部配位螺接的螺纹。
29.优选的，所述加样部包括套接的凹形塞和加样帽，所述加样帽一端设有插入凹形塞呈套接的硬性凸起件，所述加样帽还设有与样本部配位螺接的螺纹连接段，既可实现加样部与样本部之间的密封连接，又可通过单向旋转加样部向样本部加压实现样本液进入反应部中。
30.更优选的，所述加样部还设有一限位件，所述限位件用于限制加样部旋转。
31.更优选的，所述限位件为一撕拉环，所述撕拉环分别与加样帽和样本部端口连接，此时撕拉环用于加样部与样本部之间的限位。
32.优选的，样本部近反应部端口封闭，未加入样本时呈独立密封状态，所述端口通过密封塞或密封膜实现封闭。
33.优选的，所述样本部包括样本管，所述样本管为一中空管，所述样本管的内径与所述凹形塞密封贴合连接，所述样本管的一端设有与加样帽配位螺接的螺纹、另一端与反应部配位螺接的螺纹，反应前样本保存液预设于样本管中。
34.本实用新型提供的核酸反应器，与现有技术相比有以下优点：
35.(1)本技术核酸检测反应器，可以解决现有技术里扩增方法中污染、操作复杂等诸多问题，采用本技术提供的反应器可以实现扩增操作中反应体系的预加入，预加入的反应体系不仅避免了现场配置反应体系对环境的限制，简化了检测前的体系配置步骤，还能够保证检测的快速进行和简便使用；后续扩增仅需加入待测样本，达到扩增反应条件如温度后可直接反应，无需再次加液，故检测过程中反应器只需要一次开盖加入待测样本，且样本与反应体系中其它组分无接触，在反应过程中充分接触直接进行反应，无需再次开盖，就可实现整个核酸检测过程对检测条件基本无限制，无气溶胶污染，检测反应完成后通过处理反应器获得结果即可。
36.(2)本技术的核酸检测反应器可针对待测核酸设计特异性引物，一管多反应腔时可以通过预埋不同反应体系的方式同时对一个待测样本中的多个待测核酸进行检测，不仅提高了检测效率，而且相关核酸的检测结果可联合考虑，为临床判断提供更加准确的基因层面的建议。
37.(3)本技术核酸检测反应器加样部的特殊设计可以控制样本保存液的加入量，保证反应腔中反应充分进行的同时不会造成相互污染。
38.(4)本技术核酸检测反应器微孔的孔径设置，即保证了在储存运输、待测样本加入等过程中样本液或样本保存液不进入反应腔内，也保证了在施加外力的情况下，样本液可以顺利进入反应腔中充分反应。
39.(5)本技术核酸检测反应器整体结构简单、生产成本低，材料环境友好，圆柱形管体适配性强，可用于各类型的加热设备，也便于施加外力保证反应充分。
40.(6)本技术核酸检测反应器，封隔层材料融化温度匹配加热反应温度，且不会对扩增反应体系产生影响，加热后封隔层融化，保证了在不开盖的情况下反应体系充分混合，融化后的封隔层材料由于密度小浮于反应体系之上，进一步行成了反应体系上的封隔层，对反应的充分进行提供了双重保证。
41.(7)本技术核酸检测反应器，针对公共卫生事件，可通过简易加热设备(乃至保温杯)实现操作，无需专业人士操作，结果清晰易判，适合目前国内外各类医疗检测场景需求，尤其是相对落后地区，可使其分子诊断能力大幅提升。
附图说明
42.图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。
43.图2是本实用新型一个实施例的爆炸结构示意图。
44.图3是本实用新型一个实施例的分流塞结构示意图。
45.图中标号说明：
46.1、样本部；11、样本管；12、密封件；2、加样部；21、凹形塞；22、加样帽；23、限位件；3、反应部；31、外套管；32、反应腔体；33、反应腔；34、分流塞；341、分流帽；342、连接凸起；343、微孔。
具体实施方式
47.下面结合实施例对本实用新型提供的反应器作进一步详细、完整地说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
48.下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的实验材料如无特殊说明，均为市场购买得到。
49.一种检测反应器，包括顺序连接的加样部2、样本部1和反应部3，其中，加样部2和样本部1之间、样本部1和反应部3之间活动连接实现密封状态。
50.样本部1包括样本管11和密封件12。样本管11为中空管，较佳的，样本管11为圆筒。样本管11的一端设有外螺纹、另一端设有内螺纹。密封件12用于密封样本管11的设有外螺纹的一端。
51.加样部2为活塞结构，加样部2包括限位件23、套接的凹形塞21和加样帽22。凹形塞
21的材质为具有弹性的橡胶。凹形塞21位于样本管11内，凹形塞21为圆柱体，且圆柱体的凹形塞21的外径不小于样本管11的内径，满足凹形塞21位于样本管11内时凹形塞21的外表面贴合样本管11的内表面，即样本管11与凹形塞21密封贴合连接，实现对样本管11一端的密封，使样本管11内的凹形塞21两侧的空间不能互通，同时凹形塞21能沿着样本管11轴线方向移动，使凹形塞21具有活塞功能。凹形塞21的一端设有盲孔，盲孔的开口设在凹形塞21的一端面上，盲孔的长度方向和凹形塞21的中心线平行或重合。
52.加样帽22包括插杆和帽头，插杆为杆状，插杆一端连接帽头一端的中部、另一端悬伸，插杆形成帽头上的一硬性凸起件。插杆能插入凹形塞21的盲孔，较佳的，插杆的外径不小于凹形塞21的盲孔的孔径，以实现插杆和盲孔的稳固连接。帽头上设有外螺纹，帽头上的外螺纹和样本管11一端的内螺纹可配位螺接。组装后，凹形塞21位于样本管11中，且设有盲孔的一端较另一端更远离反应部。加样帽22的插杆插入凹形塞21的盲孔中、帽头和样本管11一端的内螺纹螺接。单向旋转帽头时，凹形塞21会被加样帽22推动在样本管11中移动。
53.限位件23用于限制加样帽22帽头的旋转限位。所述限位件23为一可撕开的撕拉环，所述撕拉环的两端分别连接帽头和样本管11的设有内螺纹的一端端口，此时撕拉环用于加样部2与样本管11之间的限位，帽头不能继续旋转，当撕下撕拉环后，限位作用解除，帽头可以继续旋转。
54.样本管11用于盛放样本保存液和接收加入的样本，接收加入的样本后形成样本液。当未加入样本时，样本管11呈独立密封状态，一端通过凹形塞21密封、另一端的端口通过密封件12实现封闭，密封件12为密封塞或密封膜。如此，样本保存液能有效完整地保存在样本管11中。当需要加入待测样本时，取下密封塞或撕开密封膜即可。所述待测样本选自：鼻咽分泌物、肠道分泌物、呼吸道分泌物、生殖道分泌物或血液样本。取样方式为拭子取样。
55.反应部3为一套管，包括内反应管和外套管31，内反应管可拆卸地内设在外套管内且与外套管31过盈配合，使所述内反应管卡紧于外套管31内。其中，外套管31为中空管，较佳的，为圆筒状，外套管31的一端设有内螺纹，其和样本管11一端的外螺纹配位螺接。
56.内反应管包括反应腔体32和分流塞34。反应腔体32包括多个反应腔33，多个反应腔33通过在反应腔体32上开设多个平行间隔的盲孔形成，反应腔33的开口设在反应腔体32的一端端面上，反应腔体32的另一端端面是封闭的。反应腔33用于盛放反应体系，多个反应腔33可以盛放相同或不同的反应体系。内反应管安装在外套管31内时，各反应腔的中心线和外套管31的中心线平行，且反应腔体32的封闭的端面和外套管31的未设有内螺纹一端的端面平齐，实现对外套管31一端端面的密封。较佳的，反应腔体32的外表面设有定位凸起，外套管31的内表面设有定位凹槽，所述定位凸起和定位凹槽均与外套管31的轴线平行，所述定位凸起和定位凹槽配位连接。安装时，将反应腔体32的定位凸起对准并插入外套管31的定位凹槽，即可将反应腔体32准确插入外套管31中。
57.本实施例中，反应腔33中的反应体系为冻干状态。
58.分流塞34用于封闭反应腔33和分流流体。分流塞34采用柔性材料制成，较佳的，分流塞34材质为橡胶，分流塞34外径不大于外套管31，以能套入外套管31中。分流塞34包括分流帽341和多个连接凸起342。连接凸起342连接在分流帽341上，连接凸起342的外径不小于反应腔33的孔径，连接凸起342的个数和所述反应腔33的个数相同，多个连接凸起342可分别插入多个反应腔33中并保持不掉落以封闭各反应腔33的腔口。同时分流塞34上有多个微
孔343，多个微孔343分别连通多个反应腔33，使反应腔33能与外界相通。显然，所述微孔343穿过连接凸起342和分流帽341。所述微孔343的孔径不大于样本液或样本保存液的毛细长度，换言之，微孔处的液体表面张力大于其重力。所述微孔343的孔径为0.3～0.6mm。如此，当样本液或样本保存液不受除重力之外的作用力时，样本液或样本保存液不能穿过所述微孔343；当样本液或样本保存液受到超过一定大小的除重力之外的作用力时，样本液或样本保存液能穿过所述微孔343，此时分流塞34能对样本液或样本保存液进行分流。
59.基于上述结构，当样本管11和外套管31配位螺接，样本管11和加样部2通过撕拉环限位，且所述反应腔33内装有反应体系，样本管11中装有样本保存液时，样本保存液一端通过凹形塞21密封、另一端通过密封件12封闭，反应体系通过分流塞34和外界分开。使用时，旋开样本管11和外套管31，取下密封件12，将待测样本放入样本保存液中，形成样本液，再旋紧样本管11和外套管31，使样本管11和外套管31形成封闭外壳，此时所述分流塞34实现了将反应腔33与样本管11的样本液隔开的作用。再撕下所述撕拉环，单向旋转加样帽22的帽头，使凹形塞21被推动朝着靠近反应部3的方向移动，所述样本液受压，样本液可通过所述微孔343进入反应腔33中，与反应腔33中的反应体系发生反应，反应结果通过不同的显色呈现。
60.综上，加样部2既可实现样本管11一端与外界之间的密封连接，又可通过单向旋转加样部2向样本管11加压实现样本液加入反应部3中。同时，反应腔33内设有独立的反应体系，可实现同一样本的多个检测项的同时检测。
61.上述实施案例只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。