[0001] 本发明涉及医疗检验技术领域，特别涉及一种样本处理装置及样本处理方法。

[0002] 临床检验样本包括但不限于痰液、支气管提取物、肺泡灌洗液、胸水、组织、石蜡切片、血液、粪便、口咽拭子、生殖道拭子等。很多样本需要进行前处理后才能用于后续的检验操作，比如痰液需要液化、石蜡切片需要均质化、组织需要消化、病原体需要裂解等。

[0003] 以痰液为例，痰液是临床检验中常见的检验样本，与多类呼吸道疾病有关，如肺结核、肺炎等。大部分痰液粘稠难处理，痰液的粘稠度增加主要是由于痰中的酸性糖蛋白含量增加有关，这是由于糖蛋白分子依靠不同的键(如二硫键、氢键等)交叉联接在一起，形成一种凝胶网。通常先需对痰液进行液化，再对其进行菌株培养或者分子检测。

[0004] 常见的痰液处理方式为直接采用样本处理液处理，如碱法、还原剂法、蛋白酶法等，即在痰液杯或者离心管内进行液化，通过上述方式进行液化，每份痰液处理时间长达15min～60min不等。如蛋白酶法消化液化痰液，酶解反应耗时1～5小时，还需要加热37～65℃进行反应，存在液化时间长，液化效率低等问题。

[0005] 不同样本的前处理往往采取不同的处理方式和流程，操作复杂，且难以统一流程和处理装置。这导致检验实验室增加了不少人力、物力以及时间成本。

[0006] 因此，如何能够有效缩短样本前处理时间，提高样本前处理效率是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

[0032] 有鉴于此，本发明的核心在于提供一种样本处理装置，能够有效缩短样本的前处理时间，提高样本的前处理效率。

[0033] 本发明的另一核心还在于提供一种样本处理方法。

[0034] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面接合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，请参考图1至图4。

[0035] 请参考图1和图2，其中图1为本发明实施例所公开的样本处理装置的整体结构示意图，图2为本发明实施例所公开的样本处理装置的剖视结构示意图。

[0036] 本发明实施例所公开的样本处理装置，包括样本处理容器，样本处理容器具有用于盛放样本和样本处理液的容纳空间，其中，容纳空间内设置有碰撞体300，碰撞体300能够在容纳空间内运动，且碰撞体300在运动的过程中能够与样本处理容器的内壁碰撞，以加速样本的前处理过程。

[0037] 当对样本进行前处理时，需将样本、样本处理液和碰撞体300全部放入样本处理容器的容纳空间内，然后对其进行震荡混匀处理，从而加速样本的前处理过程。和现有技术相比，本发明实施例所公开的样本处理装置，由于设置了碰撞体300，因此，在样本处理液对样本进行前处理时增加了机械力的作用，从而有效缩短了样本的前处理时间，提高了样本的前处理效率。

[0038] 其中，样本的前处理过程包括样本的液化、样本均质化、样本裂解或促进酶消化、样本加热等功能。

[0039] 以样本液化为例，需将样本、样本处理液和碰撞体300全部放入样本处理容器的容纳空间内，然后对其进行震荡混匀处理，从而实现样本的快速液化。和现有技术相比，本发明所公开的样本处理装置，由于设置了碰撞体300，因此，在样本处理液对样本进行液化的同时增加了机械力的作用，从而大大缩短了液化的时间，提高了液化的效率。

[0040] 同样的，样本在样本处理装置中，碰撞体300之间的碰撞可实现样本的快速均质化。当样本处理液为裂解液，快速的混匀和震荡，以及碰撞体300之间的研磨作用促进裂解。此样本处理装置可搭配底部加热功能，薄底设计可快速预热，当样本处理液为酶消化液，一定的温度可实现酶活性的最大化。

[0041] 本发明实施例对样本处理容器的具体结构不进行限定，样本处理容器可以包括样本处理容器本体100和样本处理容器盖体200的组合体，也可以只包括样本处理容器本体100，本发明实施例对此不进行限定，只要满足本发明使用要求的结构均在本发明的保护范围之内。

[0042] 作为可选实施例，本发明实施例所公开的样本处理容器至少包括样本处理容器本体100，其中，样本处理容器本体100的内壁还设置有多个凸起101，如此设置，凸起101可以增加不规则碰撞的几率，从而进一步提升样本前处理的效率。

[0043] 本发明实施例对凸起101的结构不进行限定，凸起101可以为条状凸起，可以为点状凸起，也可以为其它结构的凸起，只要满足本发明使用要求的结构均在本发明的保护范围之内，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择即可。

[0044] 作为其中一个可选实施例，本发明实施例所公开的凸起101为条形凸起，其中，凸起101可以沿样本处理容器本体100的深度方向设置，也可以沿样本处理容器本体100的周向设置，本领域技术人员可以采用上述比较简单的设置方式。

[0045] 当然，也有比较复杂的设置方式，例如，将部分凸起101沿样本处理容器本体100的深度方向设置，将部分凸起101沿样本处理容器本体100的周向设置，如此设置，便形成网格状结构，虽然结构比较复杂，在进行加工过程中有一定难度，但是上述结构增加了与碰撞体300碰撞的几率，进而加速了样本前处理的效率。

[0046] 作为其中另一个可选实施例，本发明实施例所公开的凸起101为点状凸起，其中，点状凸起在样本处理容器本体100的内壁上可以呈均匀布置，也可以呈不均匀布置，本发明实施例对此不进行具体限定。

[0047] 为了降低成本，同时为了能够加速样本的前处理过程，本发明实施例所公开的凸起101在样本处理容器本体100中的设置中，优选靠近样本处理容器本体100的底部的凸起101的分布密度大于靠近样本处理容器本体100的顶部的分布密度。

[0048] 如此设置，不仅降低了设计难度，降低了成本，还能够进一步增加与碰撞体300碰撞的几率，从而进一步加速了样本前处理的效率。

[0049] 本发明实施例对凸起101的横截面的具体形状不进行限定，只要满足本发明使用要求的形状均在本发明的保护范围内。

[0050] 具体的，凸起101的横截面可以为棱形结构，可以为半圆结构，也可以为矩形结构。

[0051] 更为具体的，棱形结构可以为三棱形、四棱形、五棱形或六棱形等，本发明实施例对此不进行限定，只要满足本发明使用要求的结构均在本发明的保护范围之内。

[0052] 本发明实施例对碰撞体300的横截面的具体形状不进行限定，只要满足本发明使用要求的形状均在本发明的保护范围内。

[0053] 具体的，碰撞体300的横截面可以为圆形状，可以为椭圆形状，可以为矩形状，也可以为三角形状，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

[0054] 作为可选实施例，本发明实施例所公开的碰撞体300的横截面为圆形状，而当碰撞体300的横截面为圆形状时，碰撞体300的尺寸范围在0.1mm‑5mm之间，当碰撞体300在样本处理容器的容纳空间内运动时，可进一步增加研磨和碰撞的几率，从而提升样本前处理的速度和效率。

[0055] 当然，本发明实施例对碰撞体300的具体材料也不进行限定，碰撞体300的材料可以为金属材质、可以为二氧化硅材质，可以为氮化硅材质，可以为氧化锆材质，也可以为玻璃，只要满足本发明使用要求的结构均在本发明的保护范围之内。

[0056] 本发明实施例所公开的样本处理装置，还包括设置于样本处理容器底部的加热模块或超声模块。其中，加热模块能够起到对样本加热的技术效果，超声模块能够起到增强样本均质化的技术效果。

[0057] 当开启加热模块，加热模块对样本加热到预设温度后，可以起到辅助加速样本的前处理过程的作用，特别当样本处理液为酶消化液时，存在一定温度下酶活性最优，加热可增强酶活性，实现酶活性的最大化。

[0058] 当开启超声波模块，超声波模块可以起到增强样本均质化的作业。

[0059] 另外，加热模块或超声波模块可进一步优化参数，可拓展裂解病原体(如细菌、真菌、细胞等)的功能，如对结核分枝杆菌，一般存在痰液中，采用样本处理装置既可液化痰液又可裂解菌株，有利于后续的核酸检测。

[0060] 本发明实施例对加热模块的具体结构不进行限定，加热模块可以为加热线圈加热，可以为红外线加热，可以为高频电磁加热，也可以为其它加热方式，本领域技术人员可根据实际需要进行选择即可。

[0061] 需要说明的是，样本处理容器包括底板和侧板，具体的，底板和侧板围成了容纳空间。

[0062] 为了能够提升加热效率或均质化效果，本发明实施例所公开的样本处理容器底部的底板优选进行减薄设计，具体的，底板的厚度小于5mm。如此设置，以便于与加热模块或超声波模块配合。

[0063] 在进行样本混匀的过程中，为了给样本、样本处理液和碰撞体300提供良好的混匀环境，本发明实施例所公开的样本处理容器还包括样本处理容器盖体200，其中，样本处理容器盖体200能够与样本处理容器本体100密封配合。

[0064] 如此设置，可保证样本、样本处理液以及碰撞体300均置于样本处理容器本体100与样本处理容器盖体200所形成的密封空间内，从而保证样本前处理工作能够顺利进行。

[0065] 请参考图3，其中图3为本发明实施例所公开的样本处理方法的流程示意图。

[0066] 本发明实施例还公开了一种样本处理方法，具体包括：

[0067] S100：将样本和样本处理液按照预设比例加入样本处理容器内，同时将碰撞体300加入样本处理容器内；

[0068] S200：对样本、样本处理液和碰撞体300连续震荡预设时间，以加速样本的前处理过程。

[0069] 当对样本进行前处理时，需将样本、样本处理液和碰撞体300全部放入样本处理容器的容纳空间内，然后对其进行震荡混匀处理，从而加速样本的前处理过程。和现有技术相比，本发明实施例所公开的样本处理装置，由于设置了碰撞体300，因此，在样本处理液对样本进行前处理时增加了机械力的作用，从而有效缩短了样本的前处理时间，提高了样本的前处理效率。

[0070] 作为可选实施例，预设比例为1:1～1:5。

[0071] 通过试验证明，在大于或等于150rmp的混匀转速下连续震荡，可实现1min内快速液化。

[0072] 其中，样本处理液可适配的种类很多，具体包括氢氧化钠、N‑乙酰半胱氨酸和氢氧化钠混合液(NALC‑NaOH)、二硫苏糖醇、酶液、生理盐水、磷酸缓冲盐溶液(PBS缓冲液)、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液(Tris‑HCl缓冲液)等。特别针对温和的样本处理液，如生理盐水、酸缓冲盐溶液(PBS缓冲液)、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲液(Tris‑HCl缓冲液)，也可短时间内快速进行前处理，有利于前处理后活菌的收集和培养。

[0073] 本发明实施例所公开的样本处理装置和样本处理方法适用于多种样本，其中样本包括但不限于痰液、支气管提取物、肺泡灌洗液、胸水、组织、血液、粪便、口咽拭子、生殖道拭子等。

[0074] 其中，本发明实施例针对痰液样本进行了下述试验：

[0075] 试验1：

[0076] 取两份相同的粘稠痰液样本，分别为1ml，并将其分别放入两个样本处理容器内，再分别加入2ml的磷酸盐缓冲溶液，其中一个样本处理容器内不加入钢珠，另一个样本处理容器中加入1mL 3mm的钢珠，此时将两个样本处理容器借助涡旋混匀，在1000rmp的混匀转速下连续震荡30s。试验结果显示未加入钢珠的痰液样本处理后，样本仍较粘稠，移液枪不可吸取，而加入钢珠的液化样本处理后样本呈现很好的流动态，移液枪可轻松吸取。说明像钢珠一样的碰撞体300在类似痰液粘稠样本的处理过程中起关键作用。

[0077] 试验2：

[0078] 请参考图4，将浓度分别为1E+04CFU/mL、4E+03CFU/mL和2E+03CFU/mL的枯草芽孢菌液均分为两份，分别取1ml放入两个样本处理容器内，其中一个样本处理容器中加入1mL 3mm的钢珠，另一个样本处理容器内不加入钢珠，将两个样本处理容器借助涡旋混匀，在
1000rmp的混匀转速下连续震荡1min后，再分别取浓度为1E+04CFU/mL的两份菌液50uL，浓度为4E+03CFU/mL的两份菌液50uL，浓度为2E+03CFU/mL的两份菌液50uL，均匀涂布于营养琼脂平板上进行37℃培养24h。

[0079] 为了方便描述，在本申请中将样本处理容器中加入钢珠后进行处理的样本描述为“按照本发明的处理方法处理后的样本”，将样本处理容器中不加入钢珠进行处理的样本描述为“按照现有技术处理后的样本”。

[0080] 其中，浓度为1E+04CFU/mL的两份菌液在图中分别表示为(a1)图和(a2)图,(a1)图为按照现有技术处理后的样本效果示意图，(a2)图为按照本发明的处理方法处理后的样本效果示意图。

[0081] 其中，浓度为4E+03CFU/mL的两份菌液在图中分别表示为(b1)和(b2),(b1)图为按照现有技术处理后的样本效果示意图，(b2)图为按照本发明的处理方法处理后的样本效果示意图。

[0082] 其中，浓度为2E+03CFU/mL的两份菌液在图中分别表示为(c1)和(c2),(c1)图为按照现有技术处理后的样本效果示意图，(c2)图为按照本发明的处理方法处理后的样本效果示意图。

[0083] 试验结果详见下表。

[0084]

[0085] 由此可见，通过本发明的处理方法进行处理后，仍可使菌株保持较高的活性，有利于后续的培养。

[0086] 试验3：

[0087] 取3份粘稠结核分枝杆菌阳性痰液样本，每份痰液分别按照以下3种条件进行处理：

[0088] 条件1：取一份粘稠结核分枝杆菌阳性痰液样本，采用生理盐水1:2稀释样本，取1.5mL放入离心管，在1000rmp的混匀转速下连续震荡30s后取300uL样本，从300uL样本中进行靶核酸提取，其具体的提取操作步骤为：

[0089] (1)准备工作：将蛋白酶K(20uL/人份)和S10015‑磁珠溶液(30uL/人份)按照比例混合成蛋白酶K‑磁珠混合液，震荡混匀，低速瞬时离心(推荐使用800rpm离心10s)。

[0090] (2)根据待测样本数量取1.5mL离心管若干，每管加入300μL样品。

[0091] (3)加入500μLS10015‑提取溶液1和50μL蛋白酶K‑磁珠混合液；盖上管盖，震荡混匀30s，60℃加热10min。

[0092] (4)室温静置1min，低速瞬时离心，将离心管置于磁性分离器上，5min后缓慢吸弃废液(注意不要碰到吸附于管壁内侧的磁珠)。

[0093] (5)加入750uL S10015‑洗涤液1，震荡混匀30s，低速瞬时离心后将离心管再次置于磁性分离器。磁吸3min，将液体完全吸出丢弃(注意不要碰到吸附于管壁内侧的磁珠)。

[0094] (6)加入750uL S10015‑洗涤液2，震荡混匀30s，低速瞬时离心后将离心管再次置于磁性分离器。磁吸3min，将液体完全吸出丢弃，继续于磁性分离器上静置2min，将液体完全吸尽。(注意不要吸到管壁内侧的磁珠，若此时洗涤液并非无色透明，需重复该步骤)。

[0095] (7)室温开盖静置5min(注意：乙醇残留会对后续实验造成不良影响，需保证乙醇充分挥发；同时不要干燥太长时间，以免磁珠挂壁难以洗脱)。

[0096] (8)加入30～100uL(推荐60uL洗脱)S10015‑洗脱液S，震荡混匀30s，将离心管壁上磁珠洗脱到管底，室温静置5min。低速瞬时离心，将离心管再次置于磁性分离器上磁吸3min，然后将洗脱下来的核酸转移到干净的1.5mL离心管中。

[0097] 条件2：取一份粘稠结核分枝杆菌阳性痰液样本，采用生理盐水1:2稀释样本，样本转移至上述样本处理容器中，在1000rmp的混匀转速下连续震荡30s，取300uL样本，按照上述条件1中的提取操作步骤进行具体操作。

[0098] 条件3：采用氢氧化钠按说明书液化30min后，为保证与条件2一样的样本量，取300μL离心，去上清，采用1mL生理盐水重悬离心去上清，再用300μL生理盐水重悬后，按照上述条件1中的提取操作步骤进行具体操作。

[0099] 对以上样本提取后进行PCR(英文全称为PCR(Polymerase Chain Reaction，中文为聚合酶链反应)扩增，扩增结果如下表所示。

[0100]

[0101] 根据检测结果可知，使用本发明实施例所公开的样本处理容器的液化方式液化充分，有利于痰液样本中的靶核酸的提取，扩增Ct(英文全称为threshold cycle，中文为阈值循环数)甚至比NaOH(氢氧化钠)液化提前约1个Ct，由于扩增Ct值越小，代表起始靶核酸量越多，NaOH液化后的Ct值延后可能因为NaOH液化破坏部分菌体后离心导致样本损失。

[0102] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。