TWI902271B - 全封閉式分析物檢測裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種全封閉式分析物之檢測裝置，包括上卡匣、下卡匣、鋁膜、透氣膜及管蓋刺破針件。上卡匣與下卡匣相卡合，上卡匣包括本體，下卡匣包括中心孔、流道、蠟槽、閥門及反應槽。多邊形中心孔與本體之底端相對應且與流道相連接，流道在遠離中心孔之方向依序設置蠟槽、閥門及反應槽。蠟槽內部的上方充填有石蠟。透氣膜設置於反應槽上方。鋁膜設置於上卡匣之本體之底端與下卡匣之中心孔之間，及管蓋刺破針件蓋合於上卡匣。本發明之全封閉式分析物之檢測裝置透過蠟槽及封閉結構可避免待檢測之核酸於反應槽之間相互汙染及避免周圍環境汙染而導致檢測失常或失效。

Description

全封閉式分析物檢測裝置

本發明係有關一種分析物檢測裝置，尤指一種包含蠟槽之全封閉式分析物檢測裝置。

2019年底爆發嚴重特殊傳染性肺炎(coronavirus disease 2019,COVID-19)疫情，疫情期間醫療院所臨床檢驗人力緊縮及檢測量能不足，去中心化檢驗技術與定點照護(point-of-care,POCT)檢測應用價值逐漸浮現。國際規範ISO 22870定義POCT為「在病患附近或其所在處執行且結果可能對病患照護具有影響之測試」(Testing that is performed near or at the site of a patient with the result leading to possible change in the care of the patient)。意即，POCT不同於傳統檢驗醫學實驗室模式，POCT需於鄰近病人之地點進行檢測，且能更快速地提供檢驗結果給臨床醫師，以協助臨床醫師進行疾病診斷、監控及治療評估。

POCT檢測產品具有取樣簡單、操作介面直覺，且易於一般非醫療專業之民眾使用等特點。因此，POCT檢測產品之設計趨向於小型化、多聯檢測、單鍵操作、篩檢結果易於判斷、檢測資料遠端傳輸功能以及結合智慧型穿戴裝置等新趨勢。

目前市面上常見之POCT檢測產品包括一次性檢測卡匣、採檢拭子、凍乾試劑、以及手持式讀取儀器，POCT檢測產品可針對新冠病毒(SARS- CoV-2)、A型流感病毒、B型流感病毒、呼吸道融合病毒(respiratory syncytical virus,RSV)、人類乳突病毒(human papillomavirus,HPV)等不同的標的分子進行定性及半定量分析，藉以輔助判定用藥時機。

市售商品LUCIRA^®與PLUSLIFE之一次性檢測卡匣係採用蜿蜒長流道，將人類檢體傳送至反應腔體，以進行凍乾試劑回溶及檢測，其中流道及反應腔體之排氣設計係利用透氣但不透水之PTFE多孔洞透氣膜，將流道與腔體剩餘氣體排出。然而，上述市售產品存在以下的缺點：(1)蜿蜒的長流道設計技術可能導致反應腔體之間相互汙染；(2)多孔洞透氣膜洩壓技術可能由於周圍環境之汙染而導致檢測失常。

因此，開發一種避免反應腔體之間相互汙染及周圍環境汙染而導致檢測失常或失效之分析物檢測裝置，係本領域亟待解決之問題。

為解決上述現有技術之問題，本發明之目的在於提供一種全封閉式分析物之檢測裝置，(1)藉由將下卡匣的流道和反應槽中的氣體排入上卡匣的腔室中，但檢測裝置本體仍是全封閉式之結構，來達到避免周圍環境汙染而導致檢測失常或失效之目的；(2)藉由腔體間的流道上置放蠟槽及多邊形腔室之閥門，來達到避免檢測核酸於腔體之間相互汙染而導致檢測失常或失效之目的。

為了達成上述目的，本發明提供一種全封閉式分析物之檢測裝置，包括：一上卡匣，包括：一本體，包括一頂端、一底端及一第一腔室；底端與頂端相對應，及第一腔室位於頂端與底端之間； 一槽體，設置鄰近本體之底端且圍繞本體；槽體具有一第二腔室，以及二連通道，各連通道相對設置，且各連通道之一端與本體之第一腔室相連通，各連通道之另一端與槽體之第二腔室相連通；一下卡匣，與上卡匣之槽體之底部相卡合，下卡匣包括：一多邊形中心孔，與本體之底端相對應；至少一流道，與中心孔相連通；至少一反應槽，至少一反應槽與至少一流道相連通；其中至少一反應槽包括一透氣孔及一腔體，氣孔設置於反應槽之頂部，及腔體位於反應槽之內部，反應槽通過透氣孔與第二腔室氣體連通；一鋁膜，設置於上卡匣之本體之底端與下卡匣之中心孔之間；以及一管蓋刺破針件，可移除地蓋合於上卡匣並密封第一腔室，管蓋刺破針件包括：一密封部，密封部容納於上卡匣之本體之內部且靠近本體之頂端；密封部具有一外壁；以及一刺破針，刺破針之一端與密封部之底部的中心點相連接。

在一具體實施例中，在管蓋刺破針件蓋合於上卡匣的情況下，第一腔室被密封且不與外界環境連通；在管蓋刺破針件未蓋合於上卡匣的情況下，第一腔室未被密封且與外界環境連通，從而注入裂解緩衝液。

在一具體實施例中，全封閉式分析物之檢測裝置更包括至少一蠟槽，其中中心孔、至少一蠟槽及至少一反應槽通過至少一流道彼此連通，至少一蠟槽設置於中心孔與至少一反應腔室之間，至少一蠟槽之內部充填有石蠟，其中 石蠟在未被加熱前，並不阻礙中心孔與至少一反應槽之間的連通，石蠟在被加熱及凝固後，石蠟阻礙中心孔與至少一反應槽之間的連通。

在一具體實施例中，全封閉式分析物之檢測裝置更包括至少一閥門，其中中心孔、槽、門及反應槽通過流道彼此連通，閥門設置在蠟槽與反應槽之間，閥門被設置用以阻擋加熱後的石蠟流入至少反應槽，但不阻擋裂解液流入反應槽。

在一具體實施例中，閥門為一多邊形腔室，閥門具有一底面及二腰面，門之底面與流道的側壁面相連接，且閥門之底面與流道的側壁面之間的角度θ係小於或等於90度；二腰面分別從底面之兩端朝向道之方向內縮，並與流道相連接。

在一具體實施例中，蓋合於上卡匣，管蓋刺破針件包括：一密封部，密封部被容納於上卡匣之本體之內部且靠近本體之頂端，其中密封部具有一外壁，密封部之外壁設置一環狀凹槽；以及一刺破針，刺破針包括至少一溝槽及一尖斜面，各至少一溝槽從刺破針之一端延伸至另一端；刺破針之一端與密封部之底部的中心點相連接，及尖斜面設置於刺破針相對於密封部之另一端。

在一具體實施例中，本體鄰近於底端之側壁朝向本體之內部方向內縮。

在一具體實施例中，各連通道呈L形。

在一具體實施例中，上卡匣更包括一阻隔件，阻隔件包括一中心孔，阻隔件設置於本體之內部且位於本體與各連通道相連通處。阻隔件之外壁抵靠本體之內壁；及刺破針穿過阻隔件之中心孔。

在一具體實施例中，阻隔件包括一軟塞或一旋轉閥。當阻隔件為軟塞時，該阻隔件阻隔該第一腔室通過各該連通道與該槽體之第二腔室連通。

在一具體實施例中，當阻隔件為旋轉閥時，旋轉閥被設置為可被管蓋刺破針件轉動至第一轉動配置以及第二轉動配置，並且具有至少一溝道，在第一轉動配置下，旋轉閥阻隔第一腔室通過各連通道與槽體之第二腔室連通，在第二轉動配置下，旋轉閥通過至少一溝道將第一腔室、各連通道與槽體之第二腔室連通。

在一具體實施例中，本體之第一腔室裝填裂解緩衝液，且本體之第一腔室與槽體之第二腔室之總空氣體積大於裂解緩衝液之體積。

在一具體實施例中，下卡匣更包括一環狀凹槽，環狀凹槽設置於鄰近下卡匣之頂端之外壁。

在一具體實施例中，至少一蠟槽之形狀包括圓形、三角形、方形或多邊形。

在一具體實施例中，以至少一蠟槽之總體積計，石蠟之體積範圍係佔至少一蠟槽之總體積之10%至80%。

在一具體實施例中，下卡匣之至少一流道、至少一蠟槽、至少一閥門及至少一反應槽之數量分別為五個。

在一具體實施例中，下卡匣之中心孔之形狀為多邊形，例如是五邊形，下卡匣之中心孔之五邊形的每一邊都與相連接之至少一流道垂直。

在一具體實施例中，至少一反應槽之頂部的結構係從至少一反應槽之周圍朝向至少一反應槽之軸心方向漸縮。

在一具體實施例中，至少一反應槽之頂部從至少一反應槽之周圍朝向至少一反應槽之軸心方向漸縮至透氣孔，透氣孔具有至少1mm之直徑。

在一具體實施例中，至少一反應槽之透氣孔係透氣，但不透水。

在一具體實施例中，至少一反應槽可容納體積介於5μL與50μL之間的溶液。

在一具體實施例中，刺破針之至少一溝槽的數量為三個。

在一具體實施例中，全封閉式分析物之檢測裝置更包括一第一密封環，第一密封環設置於管蓋刺破針件之密封部之外壁的一環狀凹槽內，且第一密封環之外緣抵靠上卡匣之本體之內壁，使壁管蓋刺破針件可於上卡匣之本體滑動，並使本體之第一腔室內達到氣密效果，避免裂解緩衝液溢出上卡匣之本體而造成汙染。

在一具體實施例中，管蓋刺破針件包括一手持部，手持部與密封部連接，在第一密封環與手持部之間具有一衝程範圍，衝程範圍係介於0.1mm與10mm之間，衝程範圍可為上卡匣之本體之第一腔室內的裂解緩衝液提供流體驅動力。第一密封環之設置可協助提供流體驅動力。

在一具體實施例中，全封閉式分析物之檢測裝置更包括一第二密封環，第二密封環設置於一環形空間，環形空間位於鋁膜與本體鄰近於底端之側壁間。第二密封環之設置可使上卡匣之本體與下卡匣之間達到氣密效果。

在一具體實施例中，全封閉式分析物之檢測裝置更包括至少一透氣膜，各至少一透氣膜分別設置於下卡匣之各至少一反應槽之透氣孔與上卡匣之第二腔室之間。當裂解緩衝液經由至少一流道依序通過至少一蠟槽及至少一 閥門，並進入至少一反應槽內時，至少一透氣膜可將存在於至少一流道內之空氣排出至上卡匣之第二腔室內。

在一具體實施例中，至少一透氣膜的數量為五個。

在一具體實施例中，全封閉式分析物之檢測裝置更包括一第三密封環，第三密封環設置於下卡匣之環狀凹槽內。

在一具體實施例中，第一密封環、第二密封環及第三密封環為軟質O型材料。

在一具體實施例中，全封閉式分析物之檢測裝置更包括一密封件，密封件黏合且密封下卡匣之底部。

在一具體實施例中，密封件係高透光度薄型壓感黏性材料。

本發明之全封閉式分析物之檢測裝置在使用時，上卡匣之本體之第一腔室內裝填有裂解緩衝液，使用者利用鼻咽拭子從鼻咽採檢核酸樣本，之後將鼻咽拭子於裂解緩衝液中旋轉5至10圈，並蓋上管蓋刺破針件。將管蓋刺破針件朝向上卡匣之本體之底端方向進行下壓，使刺破針刺破鋁膜，進而使含有核酸樣本之裂解緩衝液經由刺破針之至少一溝槽及尖斜面流入下卡匣之中心孔，再經由至少一流道依序通過至少一蠟槽及至少一閥門，並進入至少一反應槽內，溶解置放於至少一反應槽內之乾燥試劑。最後將第一全封閉式分析物之檢測裝置放入全自動核酸分析儀進行核酸擴增反應，並透過光學系統讀取信號，以獲得檢測結果。

本發明之全封閉式分析物之檢測裝置之可達到以下之功效：(1)上卡匣之阻隔件可降低裝填於上卡匣之本體之第一腔室內的裂解緩衝液於運輸過程中，經由二連通道進入槽體之第二腔室，進而浸濕透氣膜之風險；(2)第 一密封環之設置可使本體之第一腔室內達到氣密效果，避免裂解緩衝液溢出上卡匣之本體而造成汙染；第二密封環之設置可使上卡匣之本體與下卡匣之間達到氣密效果，及第三密封環之設置可使上卡匣之本體與下卡匣之間達到氣密效果；(3)該反應槽通過該透氣孔與該第二腔室氣體連通，但是該第二腔室不與外界環境連通，以達成全封閉式分析物之檢測裝置。當使用者下壓管蓋刺破針件時，裂解緩衝液進入通過中心孔和流道進入反應槽時，流道和反應槽中的氣體通過該透氣孔被排入該二腔室氣體，從而避免流道和反應槽中的空氣阻礙裂解緩衝液進入該反應槽。然而由於該第二腔室不與外界環境連通，當流道和反應槽中的氣體通過該透氣孔被排入該二腔室氣體時，有可能會使其內部氣體壓力輕微地上升，造成裂解緩衝液進入該反應槽的輕微阻力，但是由於該第二腔室的體積遠大於從該反應槽和流道被排入該第二腔室的氣體的體積，因此理論上，所造成的壓力上升非常微小，不會阻礙裂解緩衝液進入該反應槽，從而達成在密封的結構中卻能將流道和反應槽的氣體排除。除此之外，通過轉動管蓋刺破針件，而轉動旋轉閥使得第一腔室與第二腔室氣體連通，該第一腔室的體積加上該第二腔室的體積更是遠大於從該反應槽和流道被排入該第二腔室的氣體的體積，所造成的壓力上升甚至可以忽略，完全不會阻礙裂解緩衝液流進入該反應腔室，滿足高溫反應時之壓力平衡作用；(4)充填於蠟槽之內部且位於流道之上方之石蠟於反應加熱過程中會溶解並封閉連接蠟槽之兩邊的流道，可避免裂解緩衝液在與反應槽內之擴增子(amplicon)發生逆流(well-well crosstalk)，造成位於不同反應槽內之待測樣本彼此汙染之情況；(5)在將石蠟充填於蠟槽之內部且位於流道之上方時，為了避免石蠟在充填過程中，石蠟經由流道流至反應槽，將多邊形腔室之閥門之底面與流道的側壁面之間的角度設置為小於或等於90度，使 用者下壓管蓋刺破針件提供流體驅動力使得裂解緩衝液可以附著多邊形腔室之閥門之底面進入閥門腔室內，進而流入反應槽。相反地，無流體驅動力的熔融石蠟無法附著多邊形腔室之閥門之底面進入閥門腔室內，可達到避免石蠟在充填過程中，石蠟經由流道流至反應槽之效果；及(6)透過將高透光度薄型壓感黏性材料黏合於下卡匣之底部，以完全封閉分析物之檢測裝置，降低周圍環境汙染而導致檢測失常或失效之風險。

10:上卡匣

11:本體

111:頂端

112:底端

113:第一腔室

113A:第一腔室

12:槽體

121:第二腔室

121A:第二腔室

13:連通道

13A:連通道

14:阻隔件

20:下卡匣

21:中心孔

22:流道

23:蠟槽

24:閥門

241:底面

242:腰面

25:反應槽

251:透氣孔

30:鋁膜

40:管蓋刺破針件

40A:管蓋刺破針件

41:手持部

42:密封部

43:刺破針

43A:刺破針

431:溝槽

432:尖斜面

50:第一密封環

60:第二密封環

70:第三密封環

80:密封件、高透光度薄型壓感黏性材料

90:旋轉閥

91:溝道

θ:角度

第1A圖係本發明之第一全封閉式分析物之檢測裝置之剖面圖。

第1B圖係本發明之第一全封閉式分析物之檢測裝置之立體圖。

第2A圖係本發明之第一全封閉式分析物之檢測裝置之下卡匣之俯視圖。

第2B圖係本發明之第一全封閉式分析物之檢測裝置之下卡匣之部分立體圖。

第3圖係本發明之第一全封閉式分析物之檢測裝置之上卡匣之軟塞與管蓋刺破針件結合之立體圖。

第4A圖至第4C圖分別顯示本發明之第一全封閉式分析物之檢測裝置之核酸裂解液從下卡匣之中心孔沿著各流道依序通過蠟槽、閥門及反應槽後之向外側充填過程(第4A圖)、抵達反應槽後之向內側充填過程(第4B圖)及充填完畢之結果圖(第4C圖)之照片。

第5A圖至第5C圖分別顯示本發明之第一全封閉式分析物之檢測裝置放入核酸分析儀進行加熱反應，反應條件為於65℃下加熱20分鐘。於加熱1分鐘(第5A 圖)、10分鐘(第5B圖)及20分鐘(第5C圖)之加熱期間觀察在反應槽內之核酸裂解液是否發生逆流及位於蠟槽內部之石蠟是否產生流動現象的照片。

第6A圖顯示本發明之第一全封閉式分析物之檢測裝置之下卡匣之反應槽內設置含有A型流感引子對及反應酵素之乾燥試劑的照片。

第6B圖顯示將1μL之10⁶拷貝/μL之A型流感病毒H1N1亞型質控品及500μL核酸裂解液經由第一全封閉式分析物之檢測裝置之下卡匣之流道流至反應槽，並回溶乾燥試劑後的照片。

第6C圖顯示將第一全封閉式分析物之檢測裝置放入核酸分析儀進行核酸擴增反應後，第一全封閉式分析物之檢測裝置之下卡匣之照片。

第7圖顯示將拭子分別於蓋合第一全封閉式分析物之檢測裝置之外蓋內側(P1處)、位於上卡匣之第一腔室內的第一密封環(P2處)、位於下卡匣之環狀凹槽內的第三密封環(P3處)、管蓋刺破針件之手持上部透氣膜(P4處)及上卡匣之外側透氣膜(P5處)等區域進行採樣，以進行氣溶膠汙染試驗。

第8A圖及第8B圖顯示利用本發明之第一全封閉式分析物之檢測裝置將採樣自蓋合第一全封閉式分析物之檢測裝置之外蓋內側(P1處)、位於上卡匣之第一腔室內的第一密封環(P2處)、位於下卡匣20之環狀凹槽內的第三密封環(P3處)、管蓋刺破針件之手持上部透氣膜(P4處)及上卡匣之外側透氣膜(P5處)等區域之拭子分別於500μL洗脫液中進行洗脫所得到之1倍原液及100倍稀釋液進行核酸擴增反應之前(第8A圖)及之後(第8B圖)之反應溶液的照片。

第9A圖顯示將1μL之10⁶拷貝/μL之A型流感病毒H1N1亞型質控品及500μL核酸裂解液經由第一全封閉式分析物之檢測裝置之下卡匣之流道流至反應槽，其中編號1、編號3及編號4之反應槽內含有A型流感病毒H1N1亞型RNA引子對及 反應酵素之乾燥試劑，而編號2及編號5之反應槽內含有嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒2型RNA引子對及反應酵素之乾燥試劑，並回溶乾燥試劑後的照片。

第9B圖顯示將第一全封閉式分析物之檢測裝置放入核酸分析儀進行核酸擴增反應後，第一全封閉式分析物之檢測裝置之下卡匣之照片。

第10A圖係本發明之第二全封閉式分析物之檢測裝置之剖面圖。

第10B圖係本發明之第二全封閉式分析物之檢測裝置之立體圖。

第10C圖係本發明之第二全封閉式分析物之檢測裝置之上卡匣之旋轉閥與管蓋刺破針件結合之立體圖。

第11A圖係本發明之第二全封閉式分析物之檢測裝置之上卡匣之旋轉閥之溝道與連通道相連通之立體示意圖。

第11B圖係本發明之第二全封閉式分析物之檢測裝置之上卡匣之旋轉閥之溝道與連通道不連通之立體示意圖。

以下係藉由特定之具體實施例說明本發明之實施方式，熟習此技術之人士可藉由本說明書所揭示之內容瞭解本發明之其他優點與功效。然而，本發明中所揭示之例示性實施例僅出於說明之目的，不應被視為限制本發明之範圍。換言之，本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同的觀點與應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。

除非本文另有說明，否則說明書及所附申請專利範圍中所使用之單數形式「一」及「該」包括數個體。

除非本文另有說明，否則說明書及所附申請專利範圍中所使用之術語「或」包括「及/或」之含義。

實施例1：提供第一全封閉式分析物之檢測裝置

參見第1A圖、第1B圖、第2A圖、第2B圖及第3圖，本實施例提供一第一全封閉式分析物之檢測裝置，包括：一上卡匣10，具有一本體11、一槽體12、二連通道13及一阻隔件14；本體11呈圓柱狀且具有一頂端111、相對於頂端111之底端112及一第一腔室113，第一腔室113位於頂端111與底端112之間。本體11鄰近於底端112之側壁朝向本體11之內部方向內縮。槽體12設置鄰近本體11之底端112且圍繞本體11；槽體12具有一第二腔室121。二連通道13相對設置，各連通道13呈L形，且各連通道13之一端與本體11之第一腔室113相連通，各連通道13之另一端與槽體12之第二腔室121相連通。阻隔件14呈環狀且具有一中心孔，阻隔件14設置於本體11之內部且位於各連通道13與本體11相連通處，阻隔件14之外壁抵靠本體11之內壁，使第一腔室113與第二腔室121不連通，(在一實施例中，該阻隔件14為軟塞)；一下卡匣20，與上卡匣10之槽體12之底部相卡合，下卡匣20包括一中心孔21、五個流道22、五個蠟槽23、五個閥門24、五個反應槽25及一環狀凹槽。中心孔21與本體11之底端112相對應，且中心孔21與五個流道22相連接。各流道22在遠離中心孔21之方向依序設置蠟槽23、閥門24及反應槽25，且中心孔21與五個流道22、五個蠟槽23、五個閥門24及五個反應槽25相連通。各蠟槽23呈圓形，於蠟槽23之內部且位於流道22之上方充填有石蠟。各閥門24為三角體腔室，且具有一底面241及二腰面242， 閥門24之底面241與連接蠟槽23之流道22相連接，且底面241與流道22的側壁面之間的角度θ呈90度；閥門24之二腰面242分別從底面241之兩端朝向反應槽25之方向內縮，並與位於閥門24與反應槽25之間的流道22相連接。反應槽25包括一透氣孔251及一腔體，透氣孔251設置於反應槽25之頂部，及腔體位於反應槽25之內部。下卡匣20之環狀凹槽設置於鄰近下卡匣20頂端之外壁；一鋁膜30，設置於上卡匣10之本體11之底端112與下卡匣20之中心孔21之間，且鋁膜30與本體11鄰近於底端112之側壁間具有一環形空間；一管蓋刺破針件40，包括一手持部41、一密封部42及一刺破針43。密封部42與手持部41相連接，密封部42可容納於上卡匣10之本體11之內部且靠近本體11之頂端111。密封部42具有一外壁，且密封部42之外壁設置一環狀凹槽。刺破針43包括3個溝槽431及一尖斜面432，各溝槽431從刺破針43之一端延伸至另一端；刺破針43之一端與密封部42之底部的中心點相連接，及尖斜面432設置於刺破針43相對於密封部42之另一端；刺破針43穿過阻隔件14之中心孔。

在該管蓋刺破針件40蓋合於該上卡匣10的情況下，該第一腔室113被密封且不與外界環境連通；在該管蓋刺破針件40未蓋合於該上卡匣10的情況下，該第一腔室113未被密封且與外界環境連通，使用者可以將核酸裂解液填充放入該第一腔室113。

一第一密封環50，設置於管蓋刺破針件40之密封部42之外壁的環狀凹槽內，且第一密封環50之外緣抵靠上卡匣10之本體11之內壁，使本體11之第一腔室113內達到氣密效果； 一第二密封環60，設置於鋁膜30與本體11鄰近於底端112之側壁間的環形空間，使上卡匣10之本體11與下卡匣20之間達到氣密效果；五個透氣膜，分別設置於下卡匣20之各反應槽25之透氣孔251與上卡匣10之第二腔室121之底部之間；一第三密封環70，設置於下卡匣20之環狀凹槽內，使下卡匣20與上卡匣10之槽體12之間達到氣密效果；以及一高透光度薄型壓感黏性材料80，黏合於下卡匣20之底部，以形成密封流道。

在一實施例中，該第一密封環50、該第二密封環60和該第三密封環70為O形環(O-ring)。

實施例2：第一全封閉式分析物之檢測裝置之緩衝液之充填試驗

參見第1A圖及第1B圖，為了檢測第一全封閉式分析物之檢測裝置之核酸裂解緩衝液之充填效果，將500μL之核酸裂解緩衝液充填於上卡匣10之本體11之第一腔室113內，並於下卡匣20之五個反應槽25內分別設置2uL至5uL染劑。

如下表1所示，試驗1至試驗3分別將管蓋刺破針件40從上卡匣10之本體11之頂端111以慢速(5秒按到底)或快速(1秒按到底)之速度下壓至底端112，並穿破鋁膜30，使核酸裂解緩衝液注入中心孔21，再分流至五個流道22，核酸裂解緩衝液沿著各流道22依序通過蠟槽23及閥門24後，抵達反應槽25，並回溶2uL至5uL染劑，其中核酸裂解緩衝液分別以12秒、10秒及11秒之速度填滿反應槽25並回溶2uL至5uL染劑。如第4A圖至第4C圖所示，結果顯示核酸裂解緩衝液充填反應槽25之過程中，在反應槽25內皆未發現氣泡，降低氣泡干擾後續之加 熱反應之疑慮。

之後，將第一全封閉式分析物之檢測裝置放入核酸分析儀進行加熱反應，反應條件為於65℃下加熱20分鐘。在加熱過程中，設置於蠟槽23內部且位於流道22之上方之石蠟會融化，並封閉與蠟槽23相連接之流道22。於加熱1分鐘、10分鐘及20分鐘之加熱期間觀察在反應槽25內之核酸裂解緩衝液是否逆流至流道22、蠟槽23或閥門24，以及位於蠟槽23內部之石蠟是否產生流動現象。如第5A圖至第5C圖所示，結果顯示第一全封閉式分析物之檢測裝置在加熱過程之過程中流場穩定，且在反應槽25內之核酸裂解緩衝液並未逆流至流道22、蠟槽23或閥門24，以及位於蠟槽23內部之石蠟亦未產生流動現象。

實施例3：第一全封閉式分析物之檢測裝置之氣溶膠汙染試驗

為了檢測第一全封閉式分析物之檢測裝置放入核酸分析儀進行加熱反應後，是否發生環境汙染狀況，進行1000倍偵測極限(limit of detection,LOD)之氣溶膠汙染試驗。

對照組：參見第2A圖、第6A圖及第6B圖，利用A型流感病毒H1N1亞型(Influenza A virus subtype H1N1)RNA之質控品作為對照組，第6A圖顯示第一全封閉式分析物之檢測裝置之下卡匣20之反應槽25內設置含有A型流感病毒H1N1亞型RNA引子对及反應酵素之乾燥試劑。第6B圖顯示將1μL之10⁶拷貝/μL之A型流感病毒H1N1亞型質控品及500μL核酸裂解緩衝液經由下卡匣20之流道22流至反應槽25，並回溶乾燥試劑後，由於乾燥試劑含有酚紅，因此，下卡匣20之反應槽25內的溶液為偏鹼性且呈紅色。第6C圖顯示將第一全封閉式分析物之檢測裝置放入核酸分析儀進行核酸擴增反應。結果顯示經於65℃下加熱20分鐘反應後，溶液為偏酸性且呈黃色，表示已成功擴增核酸。

實驗組：參見第2A圖及第7圖，將拭子分別於蓋合第一全封閉式分析物之檢測裝置之外蓋內側(P1處)、位於上卡匣10之第一腔室113內的第一密封環50(P2處)、位於下卡匣20之環狀凹槽內的第三密封環70(P3處)、管蓋刺破針件40之手持上部透氣膜(P4處)及上卡匣10之外側透氣膜(P5處)等區域進行採樣後，於500μL洗脫液中進行洗脫，得到原液。將原液進行100倍稀釋，以得到100倍稀釋液。

將各10μL之原液或各10μL之稀釋液分別加入添加於上卡匣10之第一腔室113內的500μL核酸裂解緩衝液。核酸裂解緩衝液經由下卡匣20之流道22流至反應槽25，並回溶乾燥試劑。將第一全封閉式分析物之檢測裝置放入核酸分析儀進行核酸擴增反應，反應條件為於65℃下加熱20分鐘。參見表2、第8A圖及第8B圖，結果顯示經qPCR核酸擴增反應後，P1處至P5處皆未檢測出存在氣溶膠汙染。

表2：

實施例4：第一全封閉式分析物之檢測裝置之交叉汙染試驗

為了檢測第一全封閉式分析物之檢測裝置放入核酸分析儀進行加熱反應後，在下卡匣之各反應槽是否發生交叉汙染狀況，進行1000倍偵測極限之交叉汙染試驗。

參見第9A圖，於第一全封閉式分析物之檢測裝置之下卡匣之編號1、編號3及編號4之反應槽內設置含有A型流感病毒H1N1亞型RNA引子對及反應酵素之乾燥試劑，以及於第一全封閉式分析物之檢測裝置之下卡匣之編號2及編號5之反應槽內設置含有嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒2型(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)RNA引子對及反應酵素之乾燥試劑，使含有A型流感病毒H1N1亞型之乾燥試劑與含有嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒2型之乾燥試劑間隔置放於下卡匣之反應槽中。將1μL之10⁶拷貝/μL之A型流感病毒H1N1亞型質控品及500μL核酸裂解緩衝液經由下卡匣之流道流至反應槽，並回溶乾燥試劑後，由於乾燥試劑含有酚紅，因此，下卡匣之編號1至 編號5之反應槽內的溶液為偏鹼性且呈紅色。

參見第9B圖，將第一全封閉式分析物之檢測裝置放入核酸分析儀進行核酸擴增反應，反應條件為於65℃下加熱20分鐘。結果顯示反應後，下卡匣之編號1、編號3及編號4之反應槽內的溶液為偏酸性且呈黃色，表示已成功擴增核酸，而下卡匣之編號2及編號5之反應槽內的溶液仍呈現偏鹼性且呈紅色，表示未成功擴增核酸。結果顯示第一全封閉式分析物之檢測裝置放入核酸分析儀進行加熱反應後，在下卡匣之各反應槽並未發生交叉汙染狀況。

實施例5：提供第二全封閉式分析物之檢測裝置

參見第10A圖及第10B圖，本實施例提供一第二全封閉式分析物之檢測裝置，第二全封閉式分析物之檢測裝置概同於第一全封閉式分析物之檢測裝置，二者之間的差異在於：在第二全封閉式分析物之檢測裝置中，將第一全封閉式分析物之檢測裝置之上卡匣之軟塞替換為旋轉閥90。旋轉閥90之底部具有一溝道91，該溝道91從該旋轉閥90之底部的一端延伸至另一端。

參見第11A圖，管蓋刺破針件40A之刺破針43A穿過旋轉閥90之中心孔，使用者可透過旋轉管蓋刺破針件40A，使旋轉閥90之溝道91與連通道13A相連通，進而使第一腔室113A與第二腔室121A相連通。此時，使用者可將第二全封閉式分析物之檢測裝置放入核酸分析儀中進行加溫及核酸擴增反應。此外，在加熱過程中，由於第一腔室113A與第二腔室121A相連通，此空氣體積比例可促使熔融時石蠟呈現穩態樣。

參見第11B圖，使用者亦可透過旋轉管蓋刺破針件40A，使旋轉閥90之溝道91與連通道13A不連通，進而使第一腔室113A與第二腔室121A各自獨立。此時，使用者可將裂解緩衝液裝填於第一腔室113A中，避免裂解緩衝液從 第一腔室113A流至第二腔室121A。使用者可將第二全封閉式分析物之檢測裝置放入核酸分析儀中進行加溫及核酸擴增反應。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

20:下卡匣

21:中心孔

22:流道

23:蠟槽

24:閥門

241:底面

242:腰面

25:反應槽

251:透氣孔

θ:角度

Claims (31)

1. 一種全封閉式分析物之檢測裝置，包括： 一上卡匣，包括： 一本體，包括一頂端、一底端及一第一腔室；該底端與該頂端相對應，及該第一腔室位於該頂端與該底端之間； 一槽體，設置鄰近該本體之底端且圍繞該本體；該槽體具有一第二腔室，及 二連通道，各該連通道相對設置，且各該連通道之一端與該本體之第一腔室相連通，各該連通道之另一端與該槽體之第二腔室相連通； 一下卡匣，與該上卡匣之槽體之底部相卡合，該下卡匣包括： 一中心孔，與該本體之底端相對應； 至少一流道，與該中心孔相連通； 至少一反應槽，該至少一反應槽與該至少一流道相連通；其中該至少一反應槽包括一透氣孔及一腔體，該透氣孔設置於該反應槽之頂部，及該腔體位於該反應槽之內部，該反應槽通過該透氣孔與該第二腔室氣體連通； 一鋁膜，設置於該上卡匣之本體之底端與該下卡匣之中心孔之間；以及 一管蓋刺破針件，可移除地蓋合於該上卡匣並密封該第一腔室，該管蓋刺破針件包括： 一密封部，該密封部容納於該上卡匣之本體之內部且靠近該本體之頂端；該密封部具有一外壁；以及 一刺破針，該刺破針之一端與該密封部之底部的中心點相連接。
2. 如請求項1所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中在該管蓋刺破針件蓋合於該上卡匣的情況下，該第一腔室被密封且不與外界環境連通；在該管蓋刺破針件未蓋合於該上卡匣的情況下，該第一腔室未被密封且與外界環境連通，從而注入裂解緩衝液。
3. 如請求項1所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該全封閉式分析物之檢測裝置更包括至少一蠟槽，其中該中心孔、該至少一蠟槽及該至少一反應槽通過該至少一流道彼此連通， 該至少一蠟槽設置於該中心孔與至少一反應腔室之間，該至少一蠟槽之內部充填有石蠟，其中該石蠟在未被加熱前，並不阻礙該中心孔與該至少一反應槽之間的連通，該石蠟在被加熱及凝固後，該石蠟阻礙該中心孔與該至少一反應槽之間的連通。
4. 如請求項3所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該全封閉式分析物之檢測裝置更包括至少一閥門，其中該中心孔、該至少一蠟槽、該至少一閥門及該至少一反應槽通過該至少一流道彼此連通，該至少一閥門設置在該至少一蠟槽與該至少一反應槽之間，該至少一閥門被設置用以阻擋加熱後的石蠟流入該至少一反應槽，但不阻擋裂解液流入該至少一反應槽。
5. 如請求項4所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該至少一閥門為一多邊形腔室，該至少一閥門具有一底面及二腰面，該至少一閥門之底面與該至少一流道的側壁面相連接，且該至少一閥門之底面與該至少一流道的側壁面之間的角度θ係小於或等於90度；該二腰面分別從該底面之兩端朝向該至少一流道之方向內縮，並與該至少一流道相連接。
6. 如請求項1所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該管蓋刺破針件包括： 一密封部，該密封部被容納於該上卡匣之本體之內部且靠近該本體之頂端，其中該密封部具有一外壁，該密封部之外壁設置一環狀凹槽；以及 一刺破針，該刺破針包括至少一溝槽及一尖斜面，各該至少一溝槽從該刺破針之一端延伸至另一端；該刺破針之一端與該密封部之底部的中心點相連接，及該尖斜面設置於該刺破針相對於該密封部之另一端。
7. 如請求項1所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該本體鄰近於該底端之側壁朝向該本體之內部方向內縮。
8. 如請求項1所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中各該連通道呈L形。
9. 如請求項1所述之全封閉式分析物之檢測裝置，該上卡匣更包括一阻隔件；該阻隔件包括一中心孔，該阻隔件設置於該本體之內部且位於該本體與各該連通道相連通處，該阻隔件之外壁抵靠該本體之內壁；及該刺破針穿過該阻隔件之中心孔。
10. 如請求項9所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該阻隔件包括一軟塞。
11. 如請求項9所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該阻隔件阻隔該第一腔室通過各該連通道與該槽體之第二腔室連通。
12. 如請求項9所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該阻隔件為一旋轉閥，其中該旋轉閥被設置為可被該管蓋刺破針件轉動至第一轉動配置以及第二轉動配置，並且具有至少一溝道，在該第一轉動配置下，該旋轉閥阻隔該第一腔室通過各該連通道與該槽體之第二腔室連通，在該第二轉動配置下，該旋轉閥通過該至少一溝道將該第一腔室、各該連通道與該槽體之第二腔室連通。
13. 如請求項1所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該本體之第一腔室裝填裂解緩衝液，且該本體之第一腔室與該槽體之第二腔室之總空氣體積大於該裂解緩衝液之體積。
14. 如請求項1所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該下卡匣更包括一環狀凹槽，該環狀凹槽設置於鄰近該下卡匣之頂端之外壁。
15. 如請求項3所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該至少一蠟槽之形狀包括圓形、三角形、方形或多邊形。
16. 如請求項3所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中以該至少一蠟槽之總體積計，該石蠟之體積範圍係佔該至少一蠟槽之總體積之10%至80%。
17. 如請求項4所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該下卡匣之該至少一流道、該至少一蠟槽、該至少一閥門及該至少一反應槽之數量分別為五個。
18. 如請求項17所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該下卡匣之中心孔之形狀為多邊形，該下卡匣之中心孔之多邊形的每一邊都與相連接之該至少一流道垂直。
19. 如請求項1所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該至少一反應槽之頂部係從該至少一反應槽之周圍朝向該至少一反應槽之軸心方向漸縮。
20. 如請求項1所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該至少一反應槽之頂部從該至少一反應槽之周圍朝向該至少一反應槽之軸心方向漸縮至該透氣孔，該透氣孔具有至少1 mm之直徑。
21. 如請求項20所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該透氣孔係透氣，但不透水。
22. 如請求項1所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該至少一反應槽容納體積介於5 μL與50 μL之間的溶液。
23. 如請求項6所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該刺破針之至少一溝槽的數量為三個。
24. 如請求項1所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該全封閉式分析物之檢測裝置更包括一第一密封環，該第一密封環設置於該管蓋刺破針件之密封部之外壁的一環狀凹槽內，且該第一密封環之外緣抵靠該上卡匣之本體之內壁。
25. 如請求項24所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該管蓋刺破針件包括一手持部，該手持部與該密封部連接，在該第一密封環與該手持部之間具有一衝程範圍，該衝程範圍係介於0.1 mm與10 mm之間。
26. 如請求項1所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該全封閉式分析物之檢測裝置更包括一第二密封環，該第二密封環設置於一環形    空間，該環形空間位於該鋁膜與該本體鄰近於該底端之側壁間。
27. 如請求項1所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該全封閉式分析物之檢測裝置更包括至少一透氣膜，各該至少一透氣膜分別設置於該下卡匣之各該至少一反應槽之透氣孔與該上卡匣之第二腔室之間。
28. 如請求項27所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該至少一透氣膜的數量為五個。
29. 如請求項14所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該全封閉式分析物之檢測裝置更包括一第三密封環，該第三密封環設置於該下卡匣之環狀凹槽內。
30. 如請求項1所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該全封閉式分析物之檢測裝置更包括一密封件，該密封件黏合且密封該下卡匣之底部。
31. 如請求項30所述之全封閉式分析物之檢測裝置，其中該密封件係高透光度薄型壓感黏性材料。