一种加热振荡磁分离装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种加热振荡磁分离装置，包含三个主模块，即磁分离模块、加热模块和振动模块。磁分离模块包括直线电机、丝杠、磁铁托架、永磁体，加热模块包括电磁推拉器、弹簧、支撑板、支撑柱、加热槽、加热薄膜，振动模块包括振动电机、偏心锤。该装置通过直线电机带动磁铁托架在丝杠上运动，从而带动永磁铁的上下运动，控制永磁铁与微孔板的相对位置实现磁性纳米颗粒的团聚和分散；通过电磁推拉器推动支撑板上下运动，进而通过支撑柱带动加热槽上下运动，控制加热槽与微孔板孔壁的距离实现加热和关闭的功能。最终实现了功能完整、小巧且易于集成的基于磁分离的生物样本处理装置，利用机械臂装置可实现整个实验过程的自动化。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及生物样本处理技术，特别是一种高通量全自动的加热振荡磁分离装置。
技术介绍
生物样本多种多样，有血浆、血清、全血、淋巴、唾液、各种组织、毛发、尿液、胆汁、泪液、脊髓液、汗液、乳汁、羊水、粪便以及呼出的气体。对生物样本进行研究首先要进行生物样本的前处理工作，通常需要一次性对大量样本进行快速高效的操作，因此，合适的生物样本处理与分析设备能大大减轻研究人员的工作量，提供工作效率，更好的推进学科的发展。随着纳米科学与技术的飞速发展，纳米材料逐渐被应用到生命科学领域，为生命科学的研究和发展提供了新的技术和手段。其中，磁性纳米颗粒的制备与应用已成为研究热点。磁性纳米颗粒具有比表面积大、超顺磁性、易于表面修饰等优点，广泛应用于生物医学领域，其中，磁性纳米颗粒用于生物样本分离是其在该领域的重要应用之一。磁性纳米颗粒分离生物分子时，具有分离速度快、效率高、可重复使用、操作简单、易实现功能化、易实现自动化以及不影响分离物质的活性等特殊的物理化学性质和生物相容性等特点。进一步的，使用磁性纳米颗粒在自动化检测上优势十分突出：传统的分离方法如酚-氯仿法、Chelexl00法，盐析法等，存在液-液分离，离心等步骤，离心设备体积庞大，操作繁琐，所需时间长，不适合应用于自动化检测的需求。而与以上方法相比，使用磁性纳米颗粒分离操作简单，所需时间短，当外加磁场时，磁性纳米颗粒被磁化，并被吸附在磁极上，磁场消失时，磁性纳米颗粒上的磁性也同时消失，重新分散在反应液中。利用磁性纳米颗粒进行生物样本的分离和定位等操作，更易实现集成化与自动化。磁性纳米颗粒被广泛应用于细胞的分离、免疫测定、蛋白质和酶的固定以及DNA的检测等，基于磁分离的生物样本处理方法通常包含加样品、细胞裂解、吸附DNA、磁分离、加热混匀等步骤，相应的自动化仪器需要具有加样、磁分离、加热和振荡等功能，包含机械臂、静态磁分离装置、加热装置、振荡混匀装置以及其他的一些功能装置。每个装置至少对应一个工位，要完成生物样本处理的过程，机械臂需要在上述多个工位之间反复多次地完成微孔板转移工作，极大地增加了工作量，给实验带来了诸多不便，同时大大增加了交叉污染的可能性。进一步的，这类仪器不利于小型模块化以及集成到大型一体的自动化工作站中。
技术实现思路
技术问题：针对现有技术的不足，本技术提供了一种全自动的加热振荡磁分离装置，将磁分离装置、温度控制装置和振荡混匀装置结合成一体，提供微孔板托架和永磁体、加热机构、振荡机构，可以方便地实现磁分离、加热或振荡的功能，具备完整性、体积小巧、方便集成的优点。实验过程中无需移动微孔板即可完成生物样本的处理，解决了反复转移微孔板所带来的操作繁琐、交叉污染概率高、可控性差的缺陷，以及集成到自动化工作站中体积庞大的缺点。技术方案：上述技术问题，本技术提供了一种加热振荡磁分离装置，该装置包括三个主模块，即磁分离模块、加热模块和振动模块，以及辅助机构；磁分离模块包括直线电机、丝杠、磁铁托架、永磁体；加热模块包括电磁推拉器、支撑板、弹簧、支撑柱、加热槽、加热薄膜；振动模块包括振动电机、偏心锤；辅助机构包含底座、固定板、4个弹性柱子、主体架；所述底座呈凹槽状，中间设有三个固定槽，分别用于固定直线电机、电磁推拉器和振动电机，中间两侧突起放置两块固定板；所述固定板四角设有4个弹性柱子固定槽，所述弹性柱子在固定槽内呈竖直放置；所述主体架放置在4个弹性柱子上，所述主体架中心下端连接一偏心锤，偏心锤与振动电机相连；所述主体架顶端短边两侧是两个固定端子，所述固定端子内置滚珠，用于固定微孔板，使得微孔板始终处于同一位置；所述固定端子分别位于微孔板的两个短边，从而不影响机械臂对微孔板的抓取；所述丝杠一端固定在直线电机上，呈竖直放置，所述丝杠上连接磁铁托架，磁铁托架向外延伸一个长方体的支架，支架上设有4个磁块孔，放置4块永磁体，永磁体呈长方体，永磁体之间平行放置，微孔板上相邻的管阵列之间分别对应4块永磁体中的一个，实现磁性纳米颗粒在侧壁的团聚；所述电磁推拉器上固定一个支撑板，支撑板上两侧固定2个支撑柱，2个支撑柱位于同一水平线上平行放置，所述弹簧位于支撑板中间下端，处于两个支撑柱中间，支撑柱顶端固定加热槽；所述加热槽是一个不规则的长方体，其两个长边外侧是光滑的加热面，分别放置一加热薄膜；加热槽有8个接触面，一一对应微孔板阵列中的每一行，接触面是多个锥形面的结构，锥形面的锥度与管状容器的锥度匹配，实现与孔壁的无缝贴合；加热槽顶端是适配微孔板的过孔，使微孔板可以放入加热槽中与接触面贴合；加热槽顶端的小孔对应微孔板上的小孔，可加速热传导。优选的，所述加热槽中的接触面与所述永磁体处于为微孔板的不同阵列，两者不发生碰撞。有益效果：(1)本技术克服了现有基于磁分离的生物样本处理自动化设备中单一装置单一功能的不足，将磁分离装置、加热装置和振动装置集成到一个装置中，充分保证微孔板中溶液的磁分离、充分混匀和一定温度下的加热孵育，保障了功能的完整性。(2)本技术在整个工作过程中，含有反应溶液的微孔板始终静止固定在主体架上方，单装置实现了磁分离、加热和振动的操作，这样既节省了作业空间使得装置小巧、保证了生物样本处理的效果，又可以避免微孔管之间的干扰，大大防止了交叉污染；(3)模块化设计，本装置中磁分离、加热和振动模块均可独立使用，互不干扰；(4)实用性强，本装置是开放式结构，具有机械结构简单、构思巧妙、且易于实现等特点，可集成到大型生化分析仪器等装置上，也可以独立作为小型化的生物样本处理装置使用，这样的装置满足了用户的实际需求。附图说明图1是本技术的整体外形图；图2是本技术的构件正视图；图3是本技术的构件后视图；图4是本技术的底部示意图；图5是本技术的磁铁托架示意图；图6是本技术的加热槽示意图；图中：底座101，电磁推拉器102，固定板103，弹性柱子104，主体架105，滚珠106，固定端子107，加热槽108，加热薄膜109，振动电机201，直线电机202，丝杠203，磁铁托架204，永磁铁205，支撑板206，支撑柱208，偏心锤301，加热面501，接触面502，过孔503，小孔504。具体实施方式下面结合附图及实施方式对本技术专利作进一步详细的说明：一种加热振荡磁分离装置，包含三个主模块，即磁分离模块、加热模块和振动模块。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加热振荡磁分离装置，其特征在于：该装置包括三个主模块，即磁分离模块、加热模块和振动模块，以及辅助机构；磁分离模块包括直线电机(202)、丝杠(203)、磁铁托架(204)、永磁体(205)；加热模块包括电磁推拉器(102)、支撑板(206)、弹簧(207)、支撑柱(208)、加热槽(108)、加热薄膜(109)；振动模块包括振动电机(201)、偏心锤(301)；辅助机构包含底座(101)、固定板(103)、4个弹性柱子(104)、主体架(105)；所述底座(101)呈凹槽状，中间设有三个固定槽，分别用于固定直线电机(202)、电磁推拉器(102)和振动电机(201)，中间两侧突起放置两块固定板(103)；所述固定板(103)四角设有4个弹性柱子固定槽，所述弹性柱子(104)在固定槽内呈竖直放置；所述主体架(105)放置在4个弹性柱子(104)上，所述主体架(105)中心下端连接一偏心锤(301)，偏心锤(301)与振动电机(201)相连；所述主体架(105)顶端短边两侧是两个固定端子(107)，所述固定端子(107)内置滚珠(106)，用于固定微孔板，使得微孔板始终处于同一位置；所述固定端子(107)分别位于微孔板的两个短边，从而不影响机械臂对微孔板的抓取；所述丝杠(203)一端固定在直线电机(202)上，呈竖直放置，所述丝杠上连接磁铁托架(204)，磁铁托架(204)向外延伸一个长方体的支架，支架上设有4个磁块孔，放置4块永磁体(205)，永磁体(205)呈长方体，永磁体(205)之间平行放置，微孔板上相邻的管阵列之间分别对应4块永磁体(205)中的一个，实现磁性纳米颗粒在侧壁的团聚；所述电磁推拉器(102)上固定一个支撑板(206)，支撑板(206)上两侧固定2个支撑柱(208)，2个支撑柱(208)位于同一水平线上平行放置，所述弹簧(207)位于支撑板(206)中间下端，处于两个支撑柱(208)中间，支撑柱(208)顶端固定加热槽(108)；所述加热槽(108)是一个不规则的长方体，其两个长边外侧是光滑的加热面(501)，分别放置一加热薄膜(109)；加热槽有8个接触面(502)，一一对应微孔板阵列中的每一行，接触面(502)是多个锥形面的结构，锥形面的锥度与管状容器的锥度匹配，实现与孔壁的无缝贴合；加热槽顶端是适配微孔板的过孔(503)，使微孔板可以放入加热槽中与接触面(502)贴合；加热槽顶端的小孔(504)对应微孔板上的小孔，可加速热传导。...

【技术特征摘要】
1.一种加热振荡磁分离装置，其特征在于：该装置包括三个主模块，即磁分离模
块、加热模块和振动模块，以及辅助机构；
磁分离模块包括直线电机(202)、丝杠(203)、磁铁托架(204)、永磁体(205)；
加热模块包括电磁推拉器(102)、支撑板(206)、弹簧(207)、支撑柱(208)、加热槽
(108)、加热薄膜(109)；振动模块包括振动电机(201)、偏心锤(301)；辅助机构包
含底座(101)、固定板(103)、4个弹性柱子(104)、主体架(105)；
所述底座(101)呈凹槽状，中间设有三个固定槽，分别用于固定直线电机(202)、
电磁推拉器(102)和振动电机(201)，中间两侧突起放置两块固定板(103)；所述固
定板(103)四角设有4个弹性柱子固定槽，所述弹性柱子(104)在固定槽内呈竖直放
置；
所述主体架(105)放置在4个弹性柱子(104)上，所述主体架(105)中心下端
连接一偏心锤(301)，偏心锤(301)与振动电机(201)相连；
所述主体架(105)顶端短边两侧是两个固定端子(107)，所述固定端子(107)内
置滚珠(106)，用于固定微孔板，使得微孔板始终处于同一位置；所述固定端子(107)
分别位于微孔板的两个短边，从而不影响机械臂对微孔板的抓取；
所述丝杠(203)一端固定在直线电机(202)上，呈竖直放...

【专利技术属性】
技术研发人员：何农跃，邬燕琪，马嫚，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32