(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210689432.2 (22)申请日 2022.06.17 (71)申请人 启思半导体 （杭州） 有限责任公司 地址 310000 浙江省杭州市萧 山区宁围街 道利一路18 8号天人大厦3层 (72)发明人 苏星　吴景洪　肖云龙　原廷彪　 刘国建　周国其　 (74)专利代理 机构 杭州五洲普华专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 33260 专利代理师 徐晶晶　朱林军 (51)Int.Cl. C12M 1/26(2006.01) C12M 1/34(2006.01) C12M 1/36(2006.01) C12M 1/12(2006.01)C12M 1/00(2006.01) C12Q 1/68(2018.01) (54)发明名称 核酸采样和检测一体化系统以及方法 (57)摘要 本申请公开了核酸采样和检测一体化系统 以及方法， 核酸采样和检测一体化系统包括采样 单元、 核酸样本预处理机构、 检测单元 以及自动 控制单元， 所述自动控制单元用于控制所述采样 单元、 核酸样本预处理机构和检测单元工作， 获 取核酸检测结果。 本申请核酸采样和检测一体化 系统既适用于单个样本检测也适用于批量样本 检测， 能够实现从采样到输出检测结果一体化完 成， 且可以自清洁； 本申请可连续性地自动化地 收集带病原 体的气相样本、 以提供可进行即时核 酸检测的液相样本， 这对呼吸道 性传染病的防控 有重大意 义。 权利要求书4页 说明书14页 附图4页 CN 114989953 A 2022.09.02 CN 114989953 A 1.一种核酸采样和检测一体化系统， 其特征在于， 包括采样单元、 核酸样本预处理机 构、 检测单元以及自动控制单元， 所述自动控制单元用于控制所述采样单元、 核酸样本预 处 理机构和检测单 元工作， 获取核酸检测结果； 所述采集单 元用于采集气相样本； 所述核酸样本预处理机构包括气体进样单元、 液化单元、 液相样本处理单元、 样本收集 单元、 真空抽滤 单元、 流动清洗单 元和废液收集单 元； 所述气体进样单元和流动清洗单元均与 所述液化单元连接， 所述气体进样单元用于将 气相样本输入所述液化单元， 所述液化单元用于将气相样本液化成液相样本， 所述流动清 洗单元用于 向采集单元或核酸样本预处理机构输送水、 清洗液或雾化后的清洗液； 所述液 化单元包括冷凝管路， 所述冷凝管路的内径小于等于10m m； 所述液相 样本处理单元与 所述液化单元连接， 用于接收液相 样本并对液相 样本进行加 热处理； 所述真空抽滤单元与 所述液相 样本处理单元连接， 用于提供负压使气相 样本进入液化 单元； 所述样本收集单元与 所述液相 样本处理单元连接， 用于接收经所述液相 样本处理单元 处理后的液相样本； 所述废液收集单 元用于收集核酸样本预处 理机构工作过程中产生的废液； 所述检测单元用于对来自核酸样本预处理机构的液相 样本进行处理并检测， 得到核酸 检测结果。 2.如权利要求1所述的核酸采样和检测一体化系统， 其特征在于， 所述检测单元包括试 剂存储模块、 样本传送模块和核酸检测模块； 所述试剂存 储模块用于存放空的试 管或存放有一次性使用试剂的试 管； 所述样本传送模块用于将液相 样本与一 次性使用试剂混合得到反应液， 并将装有反应 液的试管放入核酸检测模块进行反应及检测。 3.如权利要求2所述的核酸采样和检测一体化系统， 其特征在于， 所述自动控制单元包 括采样控制及 身份识别模块、 样品处理控制模块、 样本传送控制模块、 检测控制和数据处理 模块以及中控及数据通信模块； 所述采样控制及身份识别模块控制用于识别样本的身份来源， 并控制采样单 元工作； 所述样品处 理控制模块用于控制核酸样本预处 理机构对气相样本进行处 理； 所述样本传送控制模块用于控制样本传送模块工作； 所述检测控制和数据处理模块用于控制核酸检测模块工作， 将核酸检测模块的检测数 据处理得到报告结果， 并将 报告结果传送给中控及数据通信模块； 所述中控及数据通信模块用于对自动控制单元中的其他模块输送指令、 收集反馈、 数 据存储及数据通讯。 4.如权利要求2或3所述的核酸采样和检测一体化系统， 其特征在于， 还包括密封单元， 所述核酸样本预处理机构和检测单元全部位于或局部位于密封单元内， 所述密封单元具有 消杀组件， 所述消杀组件用于对密封单元内的气体进行消杀或者/和对核酸样本预处理机 构以及检测单 元的外表面进行消杀； 所述自动控制单 元还包括环境控制模块， 所述环境控制模块用于控制消杀组件工作。权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114989953 A 25.如权利要求4所述的核酸采样和检测一体化系统， 其特征在于， 所述气体进样单元、 液化单元、 液相样 本处理单元、 样本收集单元、 真空抽滤单元、 流动清洗单元、 废液收集单元 和检测单元中， 至少一个单元具有透明部件， 所述消杀组件包括用于对透明部件内部进行 消杀的消杀灯。 6.如权利要求5所述的核酸采样和检测一体化系统， 其特征在于， 所述密封单元内还具 有监控元件， 所述 监控元件 对准密封单 元内的部件， 用于对流 程进行监控。 7.如权利要求1或3所述的核酸采样和检测一体化系统， 其特征在于， 核酸样本预处理 机构还包括第一 三通阀和第二 三通阀； 所述气体进样单元的出口、 液化单元的入口以及流动清洗单元的出口分别连接第 一三 通阀的三个端口； 所述第二三通阀的三个端口中， 其中两个端口分别与样本收集单元的出入口以及液相 样本处理单元的出口连接， 第三个端口为样本出 液口； 所述气体进样单 元结构包括进样管路， 所述进样管路的一端与所述第一 三通阀连通； 所述流动清洗单元包括清洗液存储器、 与清洗液存储器连接的清洗管路以及用于将清 洗液存储器内的物质输送至清洗管路的输送装置， 所述清洗管路的一端与所述第一三通阀 连通或与气体进样单元 的入口连通； 所述清洗液存储器内的物质为水或清洗液， 所述输送 装置为输液泵， 或者是， 所述清洗液存储器内的物质为可液化清洗液， 所述输送装置为雾化 器； 所述液化单元包括冷凝管路以及与 所述冷凝管路配合的第 一温控组件， 所述冷凝管路 的上端与所述第一 三通阀连通； 所述液相 样本处理单元包括液体处理腔室、 与 所述液体处理腔室连通的通气管以及用 于控制液体处理腔室温度的第二温控组件， 所述通气管上安装有第一控制阀， 所述液体处 理腔室具有入液 口和出液 口， 所述液体处理腔室的入液 口与所述冷凝管路的下端连通， 所 述液体处 理腔室的出 液口与所述第二 三通阀连通； 所述样本收集单 元包括液体中转泵， 所述液体中转泵与所述第二 三通阀连通； 所述真空抽滤单元包括真空泵、 清洁器、 抽真空管以及 真空检测元件， 所述抽真空管用 于连接真空泵和液体处理腔室， 所述清洁器安装在抽真空管上或与真空泵的排气孔连接， 所述真空检测元件用于检测抽真空管或液体处 理腔室的真空度。 8.如权利要求7所述的核酸采样和检测一体化系统， 其特征在于， 所述液相 样本处理单 元还包括用于检测液体处 理腔室液位的液位检测元件； 所述液体中转泵与第二三通阀之间安装有流量传感器， 或者是， 所述液体处理腔室的 出液口处安装有流 量传感器。 9.如权利要求1或3所述的核酸采样和检测一体化系统， 其特征在于， 核酸样本预处理 机构还包括第一 三通阀和第二 三通阀； 所述气体进样单元的出口、 液化单元的入口以及流动清洗单元的出口分别连接第 一三 通阀的三个端口； 所述第二三通阀的三个端口中， 其中两个端口分别与样本收集单元的出入口以及液相 样本处理单元的出口连接， 第三个端口为样本出 液口； 核酸样本预处 理机构还 包括第二控制阀、 第三控制阀和第四控制阀；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114989953 A 3