一种核酸提取装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种核酸提取装置，包括集成抓手和磁棒套，所述集成抓手为至少一个，所述集成抓手具备X向、Y向和Z向运动自由度，所述集成抓手包括抓手组件和磁棒组件，所述磁棒组件位于所述抓手组件上方，所述集成抓手通过抓手组件抓取磁棒套，所述集成抓手选择性地带动磁棒套做上下往复运动，通过集成抓手即可完成磁棒套抓取、溶液混匀和磁珠吸附过程，使得整个抓手集成度高，解决了现有技术中磁棒套需要人工去放置，效率低下的问题，以及现有技术中磁棒套和磁棒的上下移动机构需要分开且相对独立设置所导致的设备尺寸较大、集成度低、灵活度低的问题，而且相比现有技术，能够降低磁棒套被往复带起的频次，能极大的提高工作效率。能极大的提高工作效率。能极大的提高工作效率。

A nucleic acid extraction device and method

【技术实现步骤摘要】
一种核酸提取装置及方法


[0001]本专利技术涉及冷藏
，特别是一种核酸提取装置及方法。

技术介绍

[0002]以核酸为研究对象的生物技术主要包括对核酸的提取、克隆、扩增、检测、测序等，其中，核酸提取是作为所有技术的基础，目前核酸提取方法以磁珠法最为突出。磁珠法的提取步骤可以分为裂解、结合、洗涤和洗脱，各步骤之间的磁珠传递则都需要使用磁珠吸附来实现。一般的，在自动化生产中，上述的各个步骤都需要使用混匀手段，而液体的混匀是否充分将直接影响到核酸的提取纯度，而是否完全吸附则直接影响到磁珠的回收率。
[0003]目前，市面上的设备都是通过磁棒套的上下往复运动或者通过磁棒套的旋转运动来达到混匀的目的。其中，对于磁棒套旋转运动实现混匀的方式来说，磁棒套形成旋转的机构较为复杂，同时，由于磁棒套的旋转运动会产生较大离心力，容易破坏核酸的DNA链，故很难提取较长的DNA链，影响以核酸为研究对象的生物实验效果，因此，目前采用磁棒套的上下往复运动的混匀方式较为普遍，然而，现有的磁棒套上下往复运动通常是将磁棒和磁棒套呈现一上一下设置，并分别由一上下移动机构进行带动，通常需要人工将磁棒套放置在磁棒套移动机构中，然后通过磁棒套移动机构带动磁棒套上下运动实现对样本进行混匀，再通过磁棒移动机构带动带动磁棒进行磁棒套内部进行磁珠吸附，此方式存在以下问题：一是，磁棒套需要人工去放置，效率低下；二是，磁棒套和磁棒的上下移动机构需要分开且相对独立设置，导致设备尺寸较大，集成度低，而且只能在单一的Z向上进行移动，灵活度不高。
专利技术内容
[0004]本专利技术为了克服现有技术存在的不足，提供一种核酸提取装置及方法。
[0005]本专利技术通过以下技术方案来实现：
[0006]一种核酸提取装置，包括集成抓手和磁棒套，所述集成抓手为至少一个，所述集成抓手具备X向、Y向和Z向运动自由度，所述集成抓手包括抓手组件和磁棒组件，所述磁棒组件位于所述抓手组件上方，所述集成抓手通过抓手组件抓取磁棒套，所述集成抓手选择性地带动磁棒套做上下往复运动，其中：
[0007]所述抓手组件包括左右对称设置的左夹持件和右夹持件，以及驱动左夹持件和右夹持件张合的Y向驱动机构；
[0008]所述磁棒组件包括磁棒固定座、Z向驱动机构和若干个磁棒，所述若干个磁棒竖直且均匀分布的安装在磁棒固定座下方，所述Z向驱动机构用于驱动磁棒固定座在竖直方向上的运动；
[0009]所述磁棒套包括若干个与磁棒相对应的若干个棒体，所述若干个棒体依次连接而成；
[0010]所述Z向驱动机构选择性地驱动磁棒固定座向下移动使得磁棒固定座上的磁棒进
入磁棒套的棒体内部。
[0011]当需要对反应耗材中的溶液进行混匀时，抓手组件抓取磁棒套并让磁棒套进入反应耗材内，然后通过集成抓手的Z向运动自由度带动磁棒套做上下往复运动，以实现对反应耗材中溶液的混匀；当需要进行磁珠吸附时，Z向驱动机构驱动磁棒固定座竖直向下运动使得磁棒进入磁棒套的棒体内部，从而将溶液中的磁珠或磁珠复合物吸附到棒体的外侧壁上，以实现磁珠吸附过程。因此，该技术方案将磁棒套抓取、溶液混匀和磁珠吸附功能均集成在一个集成抓手上即可完成，通过集成抓手即可完成磁棒套抓取、溶液混匀和磁珠吸附过程，使得整个抓手集成度高，能够灵活的进行磁棒套抓取以及溶液混匀和磁珠吸附过程的对接，通过集成抓手的X向、Y向和Z向运动自由度，将抓手组件运动至磁棒套的存放位置，通过Y向驱动机构驱动抓手组件抓取到磁棒套以后，抓手组件继而运动至反应耗材的对应位置，通过集成抓手的Z向运动自由度，实现磁棒套上下往复运动对反应耗材中的溶液进行混匀，当需要进行磁珠吸附时，设置在抓手组件内部的磁棒组件随即将磁棒驱动向下移动至棒体内部进行磁吸动作，上述整个对接过程无需额外设置的独立机构，效率大幅度得到提高，解决了现有技术中磁棒套需要人工去放置，效率低下的问题，以及现有技术中磁棒套和磁棒的上下移动机构需要分开且相对独立设置所导致的设备尺寸较大、集成度低、灵活度低的问题。
[0012]进一步的，所述Y向驱动机构包括Y向驱动电机、主动轮、传动皮带、同步轮轴、齿轮轴、第一齿条滑块和第二齿条滑块，所述Y向驱动电机的输出轴与主动轮连接，所述主动轮与同步轮轴通过传动皮带连接，所述同步轮轴上连接着齿轮轴，所述齿轮轴与第一齿条滑块和第二齿条滑块相啮合，所述齿轮轴位于所述第一齿条滑块和第二齿条滑块之间，所述第一齿条滑块和第二齿条滑块呈中心对称设置，所述第一齿条滑块连接着左夹持件，所述第二齿条滑块连接着右夹持件。其作用在于：仅通过一个Y向驱动电机的驱动作用，即可最终带动第一齿条滑块和第二齿条滑块同时往相反的方向运动，进而实现左夹持件和右夹持件的张合，相比于现有技术，上述驱动抓手张合的齿轮齿条方案，其稳定性更高，而且可通过控制转动步数来精准的控制左右抓手张合的幅度大小，精确度更高，且控制方式更为有效，另外，需要说明的是，所述的左夹持件和右夹持件的张合是指张开和闭合，左夹持件和右夹持件的张开，是指通过第一齿条滑块和第二齿条滑块带动左夹持件和右夹持件往相互远离的方向移动，左夹持件和右夹持件的闭合是指，通过第一齿条滑块和第二齿条滑块带动左夹持件和右夹持件往相互靠近的方向移动。
[0013]进一步的，所述Z向驱动机构包括丝杆电机，所述丝杆电机连接着磁棒固定座。其作用在于：通过丝杆电机带动磁棒固定座的上下运动，传统的机械速度和位置控制机构均比较复杂，调整困难，使用丝杆电机，使得整体变得简单和紧凑，而且丝杆电机的转速不受负载大小的影响，不像普通电机，当负载加大时就会出现速度下降的情况，能够使得磁棒固定座的运动更为平稳，另外，通过丝杆电机的自锁能力，当控制脉冲停止输入,电机可以稳定保持在固定的位置上,即停在最后一个脉冲控制的角位移的终点位置上,能够实现磁棒固定座的精准定位，以免出现位置偏差而影响磁吸效果。
[0014]进一步的，还包括L型固定座，所述L型固定座包括底板和垂直连接在底板上的侧板，所述丝杆电机安装在侧板的远离底板的一侧，所述Y向驱动电机安装在侧板的靠近底板的一侧，所述主动轮、传动皮带和同步轮轴设置在底板上。其作用在于：通过设计L型的固定
座，将Y向驱动机构和Z向驱动机构分别安装在L型固定座的侧板两侧和底板上，充分利用了侧板和底板空间，使得集成抓手整体变得更为紧凑，而且能够平衡L型固定座两侧的负载，避免出现两侧负载不均而影响工作稳定性，无需增加额外的平衡负载的机构。
[0015]进一步的，所述棒体呈变径设计，所述棒体的开口端直径大于封闭端直径。其作用在于：便于磁棒插入棒体内，且便于棒体插入反应耗材内。
[0016]进一步的，所述磁棒套还包括基板，所述若干个棒体竖直均匀分布的连接在基板下方，所述基板的两端对称设置有外凸部件。其作用在于：外凸部件的设置，便于左夹持件和右夹持件通过抓取外凸部件而方便的抓取到磁棒套。
[0017]进一步的，所述左夹持件和右夹持件均包括抓手片和垂直连接在抓手片上的支撑座，所述外凸部件的长度不小于4mm，所述抓手片的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核酸提取装置，其特征在于：包括集成抓手和磁棒套，所述集成抓手为至少一个，所述集成抓手具备X向、Y向和Z向运动自由度，所述集成抓手包括抓手组件和磁棒组件，所述磁棒组件位于所述抓手组件上方，所述集成抓手通过抓手组件抓取磁棒套，所述集成抓手选择性地带动磁棒套做上下往复运动，其中：所述抓手组件包括左右对称设置的左夹持件和右夹持件，以及驱动左夹持件和右夹持件张合的Y向驱动机构；所述磁棒组件包括磁棒固定座、Z向驱动机构和若干个磁棒，所述若干个磁棒竖直且均匀分布的安装在磁棒固定座下方，所述Z向驱动机构用于驱动磁棒固定座在竖直方向上的运动；所述磁棒套包括若干个与磁棒相对应的若干个棒体，所述若干个棒体依次连接而成；所述Z向驱动机构选择性地驱动磁棒固定座向下移动使得磁棒固定座上的磁棒进入磁棒套的棒体内部。2.根据权利要求1所述的一种核酸提取装置，其特征在于：所述Y向驱动机构包括Y向驱动电机、主动轮、传动皮带、同步轮轴、齿轮轴、第一齿条滑块和第二齿条滑块，所述Y向驱动电机的输出轴与主动轮连接，所述主动轮与同步轮轴通过传动皮带连接，所述同步轮轴上连接着齿轮轴，所述齿轮轴与第一齿条滑块和第二齿条滑块相啮合，所述齿轮轴位于所述第一齿条滑块和第二齿条滑块之间，所述第一齿条滑块和第二齿条滑块呈中心对称设置，所述第一齿条滑块连接着左夹持件，所述第二齿条滑块连接着右夹持件；所述Z向驱动机构包括丝杆电机，所述丝杆电机连接着磁棒固定座。3.根据权利要求2所述的一种核酸提取装置，其特征在于：还包括L型固定座，所述L型固定座包括底板和垂直连接在底板上的侧板，所述丝杆电机安装在侧板的远离底板的一侧，所述Y向驱动电机安装在侧板的靠近底板的一侧，所述主动轮、传动皮带和同步轮轴设置在底板上。4.根据权利要求1所述的一种核酸提取装置，其特征在于：所述棒体呈变径设计，所述棒体的开口端直径大于封闭端直径。5.根据权利要求1所述的一种核酸提取装置，其特征在于：所述磁棒套还包括基板，所述若干个棒体竖直均匀分布的连接在基板下方，所述基板的两端对称设置有外凸部件。6.根据权利要求5所述的一种核酸提取装置，其特征在于：所述左夹持件和右夹持件均包括抓手片和垂直连接在抓手片上的支撑座，所述外凸部件的长度不小于4mm，所述抓手片的长度不小于外凸部件的长度，当所述左夹持件和右夹持件完成磁棒套的抓取时，所述支撑座与所述磁棒固定座之间的距离不小于2mm。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘付旭光，周阳军，郑凯，李运奇，赖鹏飞，
申请(专利权)人：深圳市爱康生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：