磁珠法核酸提取装置及其核酸提取方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了磁珠法核酸提取装置及其核酸提取方法。本发明专利技术包括加热震荡装置、执行机构机架、磁力架运动机构、护套运动机构和加热震荡及制冷装置；加热震荡装置和护套运动机构结合使用对裂解工位上的试剂进行裂解；然后，执行机构机架、磁力架运动机构和护套运动机构结合使用实现磁珠吸附和弃磁；接着，加热震荡装置和护套运动机构结合使用对裂解工位进行混合搅拌，并吸附附有核酸的磁珠；再接着，执行机构机架、磁力架运动机构和护套运动机构结合使用进行洗涤核酸；最后，执行机构机架、磁力架运动机构、护套运动机构和加热震荡及制冷装置结合使用实现洗脱核酸。本发明专利技术混合均匀，降低了气溶胶的挥发，保证提取产物中核酸片段长度及完整度。

【技术实现步骤摘要】
磁珠法核酸提取装置及其核酸提取方法
本专利技术属于生物核酸提取和纯化
，尤其涉及一种磁珠法核酸提取装置及其核酸提取方法。
技术介绍
核酸是遗传信息的载体，是最重要的生物信息分子，是分子生物学研究的主要对象，因此，核酸的提取是分子生物学实验技术中最重要、最基本的操作。随着分子生物学技术的快速发展，现核酸的研究和分析在临床诊断、环境检测、食品安全检测等领域不断的推广和应用，并发挥极大作用。目前市面上的自动核酸提取仪多采用磁棒法和旋转法。一、磁棒法采用每根磁棒上都嵌套护套，通过磁吸将表面吸有的核酸微粒磁珠吸附在护套下表面，并在不同的反应试剂中进行转移，同时通过电机电动磁棒和护套实现上下高频往复移动对试剂液体进行快速混匀和搅拌，从而实现裂解、吸附、弃磁、洗涤和洗脱等复杂的核酸提取过程。但这种护套上下高频往复移动的混合方式易产生液体飞溅，易造成磁珠回收率低和样品交叉污染的风险，同时上下高频往复移动会对核酸产生强烈的震荡，会打断DNA和RNA长度，无法保证核酸片段的完整度；二、旋转法采用带有棱翅护套，通过独立抓取单独护套机构，采用传动机构使每个护套单独高速旋转，从而实现搅拌，搬移带有吸附核酸的磁珠方法也是磁棒插入护套，通过移动护套，从而实现裂解、吸附、弃磁、洗涤和洗脱等复杂的核酸提取过程，此法结构复杂，护套取放稳定性差，故障率高。因此，开发一种更为高效，并且能够降低空间交叉污染率，结构简单，稳定性高的自动化提取装置和方法势在必行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的缺陷，提供一种磁珠法核酸提取装置及其核酸提取方法，采用偏心震荡对样本及所需提取试剂搅拌、混匀，并配合垂直、水平运动方式，完成核酸提取纯化的全过程。为了实现上述目的，本专利技术提出如下技术方案：本专利技术磁珠法核酸提取装置，包括整体机架、执行机构、深孔板安装架、加热震荡装置和加热震荡及制冷装置；整体机架设有并排布置的四个以上工位，其中三个工位分别为裂解工位、磁珠工位和洗脱工位，其余工位均为洗涤工位；加热震荡装置设置在裂解工位处，加热震荡及制冷装置设置在洗脱工位处；整体机架的磁珠工位和洗脱工位处均固定有深孔板安装架；每个工位处均设有一个位置传感器一；位置传感器一的信号输出端与控制器连接。所述的执行机构由执行机构机架、驱动机构一、磁力架运动机构、护套运动机构和防滴落板运动机构组成；执行机构机架与滑轨构成滑动副；滑轨与各工位排布方向平行；所述的驱动机构一由控制器控制，驱动执行机构机架连同安装在执行机构机架上的磁力架运动机构、护套运动机构和防滴落板运动机构同步沿各工位排布方向移动。所述的磁力架运动机构包括驱动机构二、磁架上机架、磁力棒和磁架下机架；所述的磁架下机架开设有排布成长方形的n个过孔，n＝96，每个过孔支撑一根磁力棒；所述的磁架上机架与磁架下机架固定，并由驱动机构二驱动上下移动；驱动机构二由控制器控制。所述的护套运动机构由驱动机构三、护套架和护套组成；所述的护套架位于磁架下机架正下方；护套架开设有排布成长方形的n个通孔，且n个通孔与n根磁力棒一一对齐；所述的护套设有一体成型且排布成长方形的n个单孔护套；护套与护套架可拆卸固定连接，n个单孔护套与护套机架的n个通孔一一对齐；护套架由驱动机构三驱动上下移动；驱动机构三由控制器控制；所述的防滴落板运动机构由防滴落板、位置传感器二和驱动机构四组成；所述的驱动机构四由控制器控制，驱动防滴落板沿平行于滑轨方向移动；所述的位置传感器二置于防滴落板初始位置处；磁架上机架初始位置处设有位置传感器三，护套架初始位置处设有位置传感器四；位置传感器二、位置传感器三和位置传感器四的信号输出端与控制器连接。所述的加热震荡装置和加热震荡及制冷装置均包括无刷电机、偏心块、震荡支架和关节轴承座；所述无刷电机的底座固定在整体机架上；所述的偏心块固定在无刷电机的输出轴上；震荡支架通过滚动轴承支承在无刷电机的输出轴上，并与偏心块固定；关节轴承座通过关节轴承支承在偏心块外；无刷电机由控制器控制。加热震荡装置还包括裂解加热铝模块和加热膜；压板与压框固定，隔热垫置于压板上，加热膜置于隔热垫上，裂解加热铝模块置于加热膜上；压框压住裂解加热铝模块，并与震荡支架通过螺钉固定连接；裂解加热铝模块上设有温度传感器一；温度传感器一的信号输出端与控制器连接；加热膜由控制器控制。加热震荡及制冷装置还包括洗脱加热铝模块、TE制冷片、散热器和风机；洗脱加热铝模块、TE制冷片和散热器均固定在加热震荡及制冷装置的震荡支架上；TE制冷片置于散热器上，洗脱加热铝模块置于TE制冷片上；洗脱加热铝模块上设有温度传感器二；温度传感器二的信号输出端与控制器连接；风机的进风口处设有进风风道，出风口处设有风道口，风道口正对散热器设置；TE制冷片和风机均由控制器控制。优选地，沿n个过孔排布成的长方形长度方向或宽度方向，相邻磁力棒的N极和S极方向不同。优选地，所述的磁力棒由永磁铁圆棒和不锈钢圆棒组成；永磁铁圆棒固定嵌套在不锈钢圆棒的空心端头内；不锈钢圆棒的空心端头开设有排气针孔。优选地，所述的磁架上机架与磁架下机架之间设有缓冲垫。优选地，所述护套架的底面位于n个通孔排布成的长方形外沿位置固定设有三根挡边，其中两根挡边平行于长方形的长度方向设置，第三根挡边平行于长方形的宽度方向设置；护套架的底面位于长方形未设置挡边的那个宽度边外沿位置开设有卡位槽，且护套架的顶面在卡位槽同一端位置处开设有间距设置的两个卡扣槽；平行设置的两根挡边与护套架之间分别形成一个导向槽，另一根挡边与护套架之间形成限位槽；护套一端设有一体成型的弹性卡扣和防变形挂钩；防变形挂钩设有两个，分设在弹性卡扣两侧，且两个防变形挂钩的间距等于两个卡扣槽的间距。护套两侧部分别嵌入护套架对应侧的一个导向槽内，护套未设置弹性卡扣的一端嵌入护套架的限位槽内；护套的弹性卡扣与护套架的卡位槽扣合；护套的两个防变形挂钩与护套架的两个卡扣槽分别扣合。优选地，所述的加热震荡装置和加热震荡及制冷装置还均包括检测无刷电机转子位置的霍尔传感器；霍尔传感器的信号输出端与控制器连接。优选地，所述的深孔板安装架、裂解加热铝模块和洗脱加热铝模块均开设有排布成长方形的n个安置孔，安置孔用于嵌入深孔板。该磁珠法核酸提取装置的核酸提取方法，具体如下：步骤一、在裂解加热铝模块、洗脱加热铝模块以及各个深孔板安装架上放置深孔板；裂解加热铝模块上的深孔板内注入试剂和裂解液，磁珠工位处深孔板安装架上的深孔板内注入磁珠液，其余深孔板安装架上的深孔板内注入洗涤缓冲液，洗脱加热铝模块上的深孔板内注入洗脱缓冲液。步骤二、加热震荡装置的加热膜加热，加热膜和温度传感器一共同作用反馈调节使裂解加热铝模块的温度达到预设温度后，采用如下三种方式中的一种进行试剂裂解：①加热震荡装置的无刷电机驱动偏心块，使得裂解加热铝模块偏心震荡，裂解加热铝模块上的深孔板随裂解加热铝模块偏心震荡预设时间后停止，试剂被裂解；②护套运动机构的护套在驱动机构三驱动下向下运动到裂解加热铝模块上的深孔板内并在深孔板内上下运动预设时间后停止；然后，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.磁珠法核酸提取装置，包括整体机架、执行机构和深孔板安装架，其特征在于：还包括加热震荡装置和加热震荡及制冷装置；整体机架设有并排布置的四个以上工位，其中三个工位分别为裂解工位、磁珠工位和洗脱工位，其余工位均为洗涤工位；加热震荡装置设置在裂解工位处，加热震荡及制冷装置设置在洗脱工位处；整体机架的磁珠工位和洗脱工位处均固定有深孔板安装架；每个工位处均设有一个位置传感器一；位置传感器一的信号输出端与控制器连接；/n所述的执行机构由执行机构机架、驱动机构一、磁力架运动机构、护套运动机构和防滴落板运动机构组成；执行机构机架与滑轨构成滑动副；滑轨与各工位排布方向平行；所述的驱动机构一由控制器控制，驱动执行机构机架连同安装在执行机构机架上的磁力架运动机构、护套运动机构和防滴落板运动机构同步沿各工位排布方向移动；所述的磁力架运动机构包括驱动机构二、磁架上机架、磁力棒和磁架下机架；所述的磁架下机架开设有排布成长方形的n个过孔，n＝96，每个过孔支撑一根磁力棒；所述的磁架上机架与磁架下机架固定，并由驱动机构二驱动上下移动；驱动机构二由控制器控制；所述的护套运动机构由驱动机构三、护套架和护套组成；所述的护套架位于磁架下机架正下方；护套架开设有排布成长方形的n个通孔，且n个通孔与n根磁力棒一一对齐；所述的护套设有一体成型且排布成长方形的n个单孔护套；护套与护套架可拆卸固定连接，n个单孔护套与护套机架的n个通孔一一对齐；护套架由驱动机构三驱动上下移动；驱动机构三由控制器控制；所述的防滴落板运动机构由防滴落板、位置传感器二和驱动机构四组成；所述的驱动机构四由控制器控制，驱动防滴落板沿平行于滑轨方向移动；所述的位置传感器二置于防滴落板初始位置处；磁架上机架初始位置处设有位置传感器三，护套架初始位置处设有位置传感器四；位置传感器二、位置传感器三和位置传感器四的信号输出端与控制器连接；/n所述的加热震荡装置和加热震荡及制冷装置均包括无刷电机、偏心块、震荡支架和关节轴承座；所述无刷电机的底座固定在整体机架上；所述的偏心块固定在无刷电机的输出轴上；震荡支架通过滚动轴承支承在无刷电机的输出轴上，并与偏心块固定；关节轴承座通过关节轴承支承在偏心块外；无刷电机由控制器控制；加热震荡装置还包括裂解加热铝模块和加热膜；压板与压框固定，隔热垫置于压板上，加热膜置于隔热垫上，裂解加热铝模块置于加热膜上；压框压住裂解加热铝模块，并与震荡支架通过螺钉固定连接；裂解加热铝模块上设有温度传感器一；温度传感器一的信号输出端与控制器连接；加热膜由控制器控制；加热震荡及制冷装置还包括洗脱加热铝模块、TE制冷片、散热器和风机；洗脱加热铝模块、TE制冷片和散热器均固定在加热震荡及制冷装置的震荡支架上；TE制冷片置于散热器上，洗脱加热铝模块置于TE制冷片上；洗脱加热铝模块上设有温度传感器二；温度传感器二的信号输出端与控制器连接；风机的进风口处设有进风风道，出风口处设有风道口，风道口正对散热器设置；TE制冷片和风机均由控制器控制。/n...

【技术特征摘要】
1.磁珠法核酸提取装置，包括整体机架、执行机构和深孔板安装架，其特征在于：还包括加热震荡装置和加热震荡及制冷装置；整体机架设有并排布置的四个以上工位，其中三个工位分别为裂解工位、磁珠工位和洗脱工位，其余工位均为洗涤工位；加热震荡装置设置在裂解工位处，加热震荡及制冷装置设置在洗脱工位处；整体机架的磁珠工位和洗脱工位处均固定有深孔板安装架；每个工位处均设有一个位置传感器一；位置传感器一的信号输出端与控制器连接；
所述的执行机构由执行机构机架、驱动机构一、磁力架运动机构、护套运动机构和防滴落板运动机构组成；执行机构机架与滑轨构成滑动副；滑轨与各工位排布方向平行；所述的驱动机构一由控制器控制，驱动执行机构机架连同安装在执行机构机架上的磁力架运动机构、护套运动机构和防滴落板运动机构同步沿各工位排布方向移动；所述的磁力架运动机构包括驱动机构二、磁架上机架、磁力棒和磁架下机架；所述的磁架下机架开设有排布成长方形的n个过孔，n＝96，每个过孔支撑一根磁力棒；所述的磁架上机架与磁架下机架固定，并由驱动机构二驱动上下移动；驱动机构二由控制器控制；所述的护套运动机构由驱动机构三、护套架和护套组成；所述的护套架位于磁架下机架正下方；护套架开设有排布成长方形的n个通孔，且n个通孔与n根磁力棒一一对齐；所述的护套设有一体成型且排布成长方形的n个单孔护套；护套与护套架可拆卸固定连接，n个单孔护套与护套机架的n个通孔一一对齐；护套架由驱动机构三驱动上下移动；驱动机构三由控制器控制；所述的防滴落板运动机构由防滴落板、位置传感器二和驱动机构四组成；所述的驱动机构四由控制器控制，驱动防滴落板沿平行于滑轨方向移动；所述的位置传感器二置于防滴落板初始位置处；磁架上机架初始位置处设有位置传感器三，护套架初始位置处设有位置传感器四；位置传感器二、位置传感器三和位置传感器四的信号输出端与控制器连接；
所述的加热震荡装置和加热震荡及制冷装置均包括无刷电机、偏心块、震荡支架和关节轴承座；所述无刷电机的底座固定在整体机架上；所述的偏心块固定在无刷电机的输出轴上；震荡支架通过滚动轴承支承在无刷电机的输出轴上，并与偏心块固定；关节轴承座通过关节轴承支承在偏心块外；无刷电机由控制器控制；加热震荡装置还包括裂解加热铝模块和加热膜；压板与压框固定，隔热垫置于压板上，加热膜置于隔热垫上，裂解加热铝模块置于加热膜上；压框压住裂解加热铝模块，并与震荡支架通过螺钉固定连接；裂解加热铝模块上设有温度传感器一；温度传感器一的信号输出端与控制器连接；加热膜由控制器控制；加热震荡及制冷装置还包括洗脱加热铝模块、TE制冷片、散热器和风机；洗脱加热铝模块、TE制冷片和散热器均固定在加热震荡及制冷装置的震荡支架上；TE制冷片置于散热器上，洗脱加热铝模块置于TE制冷片上；洗脱加热铝模块上设有温度传感器二；温度传感器二的信号输出端与控制器连接；风机的进风口处设有进风风道，出风口处设有风道口，风道口正对散热器设置；TE制冷片和风机均由控制器控制。


2.根据权利要求1所述的磁珠法核酸提取装置，其特征在于：沿n个过孔排布成的长方形长度方向或宽度方向，相邻磁力棒的N极和S极方向不同。


3.根据权利要求1所述的磁珠法核酸提取装置，其特征在于：所述的磁力棒由永磁铁圆棒和不锈钢圆棒组成；永磁铁圆棒固定嵌套在不锈钢圆棒的空心端头内；不锈钢圆棒的空心端头开设有排气针孔。


4.根据权利要求1所述的磁珠法核酸提取装置，其特征在于：所述的磁架上机架与磁架下机架之间设有缓冲垫。


5.根据权利要求1所述的磁珠法核酸提取装置，其特征在于：所述护套架的底面位于n个通孔排布成的长方形外沿位置固定设有三根挡边，其中两根挡边平行于长方形的长度方向设置，第三根挡边平行于长方形的宽度方向设置；护套架的底面位于长方形未设置挡边的那个宽度边外沿位置开设有卡位槽，且护套架的顶面在卡位槽同一端位置处开设有间距设置的两个卡扣槽；平行设置的两根挡边与护套架之间分别形成一个导向槽，另一根挡边与护套架之间形成限位槽；护套一端设有一体成型的弹性卡扣和防变形挂钩；防变形挂钩设有两个，分设在弹性卡扣两侧，且两个防变形挂钩的间距等于两个卡扣槽的间距；护套两侧部分别嵌入护套架对应侧的一个导向槽内，护套未设置弹性卡扣的一端嵌入护套架的限位槽内；护套的弹性卡扣与护套架的卡位槽扣合；护套的两个防变形挂钩与护套架的两个卡扣槽分别扣合。


6.根据权利要求1所述的磁珠法核酸提取装置，其特征在于：所述的加热震荡装置和加热震荡及制冷装置还均包括检测无刷电机转子位置的霍尔传感器；霍尔传感器的信号输出端与控制器连接。


7.根据权利要求1所述的磁珠法核酸提取装置，其特征在于：所述的深孔板安装架、裂解加热铝模块和洗脱加热铝模块均开设有排布成长方...

【专利技术属性】
技术研发人员：李支海，曹进涛，王翔，熊洪亮，李冬，贺贤汉，
申请(专利权)人：杭州博日科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33