一种核酸提取检测一体机制造技术

本发明专利技术提供了一种核酸提取检测一体机，通过设置活塞驱动机构，实现活塞推动杆与耗材中的活塞自动结合和自动分离，提升自动化水平；通过在蜗轮蜗杆传动装置中设置复位弹簧，实现在低速低负载情况下通道转盘的高精度转动，其中通道转盘的微孔与微通道的孔径为600微米，根据程序设置，使通道转盘每次精准转动35～151度，从而连通核酸提取仪中的不同腔室，并保持稳定且不会出现液体泄漏；设计了结构简单、体积更小，并能同时进行多个项目检测的核酸提取纯化用耗材。该核酸提取检测一体机能够真正实现核酸的提取、扩增、检测分析的全自动、全封闭、一体化运行，结构简单、体积小、自动化水平高、且能同时进行多个项目检测，尤其适合于基层或现场快速检测的需求。层或现场快速检测的需求。层或现场快速检测的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种核酸提取检测一体机


[0001]本专利技术属于生物学检测领域，涉及一种核酸检测装置，尤其是涉及一种核酸提取检测一体机。

技术介绍

[0002]核酸是分子生物学研究的基础，高质量的核酸是进行分子标记、基因克隆及基因表达研究等的必要前提。由于生物样本(例如血液、唾液、精液或其他分泌物)成分复杂，通常需要将其中的目标核酸提取、纯化出来并进行扩增后才能开展后续研究。目前现有的核酸提取、扩增主要存在以下问题：(1)面对数量巨大以及复杂的样本处理、核酸提取、纯化及扩增步骤，人工操作容易出现失误，并且使得整体操作步骤复杂，无法进行高效、快速的目标核酸提取扩增；(2)大多数分子诊断都需要在实验室内进行，很多基层单位不具备建立标准分子诊断实验室的条件，再加上操作人员的操作习惯及熟练程度不同，核酸在提取、扩增的过程中容易发生样品的交叉污染；(3)现有的核酸提取仪器及PCR仪往往体积较大，不适合在取样现场使用，这在一定程度上限制了分子诊断的应用范围。将核酸的提取、扩增进行全自动、全封闭、一体化运行，可以缩短核酸提取、扩增流程，减少人为因素的影响，增强核酸样品制备的安全性和有效性，并且可以实现适应基层或现场快速检测需求的装置小型化、便携化要求，是开发新型核酸提取仪的主要研究方向。
[0003]由于核酸提取纯化用耗材通常为一次性用品，因此核酸提取仪需要通过活塞相关组件与一次性耗材进行对接，但现有的核酸提取仪普遍是通过手动来实现与耗材的结合使用，以及使用完毕的分离，手动操作影响了核酸提取的效率，降低了自动化水平，因此急需一种能实现核酸提取仪与耗材的自动结合与分离的装置。
[0004]现有的核酸提取纯化用耗材结构复杂，通常设有较大的容纳反应或洗涤后产生废液的腔室，同时核酸扩增部分普遍设计较复杂，这主要是为了既能拆卸并转移至其他装置加热又能确保密封效果，而且一次只能进行一种核酸的扩增，当有多个项目时则需多次操作，耗费大量时间。
[0005]在核酸提取仪进行核酸提取、扩增过程中，需要驱动其中的通道转盘按照预设的转动角度精确转动，因此为了实现全自动，核酸提取仪还必须采用结构非常复杂精密的电机驱动装置，价格昂贵，且难以实现小型化、便携化的要求。另外，目前还没有能够实现核酸的提取、扩增、检测进行全自动、全封闭、一体化运行的核酸提取仪的相关报道。
[0006]因此急需找到一种能实现核酸的提取、扩增、检测分析一体化、结构简单、体积小、自动化水平高、且能同时进行多个项目检测的核酸提取检测一体机。

技术实现思路

[0007]为解决上述问题，本专利技术提供了一种核酸提取检测一体机，通过设置活塞驱动机构，顺利实现活塞推动杆与耗材中的活塞自动结合和自动分离，进一步提升了核酸提取仪的自动化水平，使核酸提取实验更加便捷，提高核酸提取的效率；通过在蜗轮蜗杆传动装置
中设置复位弹簧，实现在低速低负载情况下，驱动核酸提取仪中通道转盘的高精度转动，从而精确控制通道转盘每一次的转动角度，使通道转盘中的微通道与核酸提取仪中各个腔室的微孔准确连接；微孔与微通道的孔径为600微米，根据工作程序设置，使通道转盘每次需要连通的时候精准转动35～151度，从而连通核酸提取仪中的不同腔室，并保持稳定不会出现液体泄漏，而且结构简单，成本低，安装调试和维护方便，特别适用于小型化、便携化的核酸提取检测一体机；同时设计了一种结构更简单、体积更小，并能同时进行多个项目检测的核酸提取纯化用耗材。本专利技术提供的核酸提取检测一体机能够真正实现核酸的提取、扩增、检测分析的全自动、全封闭、一体化运行，结构简单、体积小、自动化水平高、且能同时进行多个项目检测，尤其适合于基层或现场快速检测的需求。
[0008]本专利技术提供的核酸提取检测一体机，包括核酸提取扩增部件和驱动部件；所述核酸提取扩增部件用于提取、纯化、扩增样品中的核酸；所述驱动部件用于承载并驱动核酸提取扩增部件工作，包括活塞驱动机构和蜗轮蜗杆传动机构；所述蜗轮蜗杆传动机构设有能复位的弹性元件，用于向蜗杆轴提供推力，使蜗杆向蜗轮靠近从而消隙。
[0009]核酸提取检测一体机为了实现核酸的提取、扩增进行全自动、全封闭、一体化运行，需要驱动其中的通道转盘在规定时间按照预设的转动角度精确转动，从而保证核酸提取检测一体机内部的微通道根据工作程序设置，在需要连通的时候精准连通，在需要断开时准确断开。核酸提取检测一体机的微通道非常狭窄，若通道转盘的转动角度或转动时间存在一点点误差，都有可能导致微通道在规定时间无法连通，从而使核酸的提取或扩增过程中断而无法正常进行，因此必须通过驱动机构来实现精密控制，保证每一次通道转盘都按照预设的角度精确转动，不能出丝毫误差。同时通道转盘的转速较慢，为低速低负载的转动，必须找到最适合于低速低负载，且能实现高精度传动的传动装置，才能实现转动角度的精确控制。可见为了实现核酸提取扩增的全面自动化，核酸提取检测一体机还必须采用结构非常复杂精密的电机来驱动通道转盘的转动，但是复杂精密的驱动设备通常价格昂贵，且难以实现小型化、便携化的要求。
[0010]为了实现核酸提取检测一体机中对通道转盘转动角度的精确控制，需要一种能在低速低负载情况下实现高精度传动的装置，并且需结构简单成本低，安装调试和维护方便。本专利技术通过采用改进的蜗轮蜗杆传动机构，以结构更简单和成本更低的方式，实现了对核酸提取检测一体机通道转盘转动角度的精确控制。
[0011]进一步地，所述能复位的弹性元件为复位弹簧，所述复位弹簧位于蜗杆轴的第一端，蜗杆轴的第二端采用角接触轴承进行挠性固定。
[0012]进一步地，所述复位弹簧的数量为一根，复位弹簧的第一端通过连接模块与蜗杆轴活动连接，所述连接模块上设有弧形槽体，通过弧形槽体与蜗杆轴直接接触，使蜗杆轴转动过程中不会受到摩擦力影响。
[0013]在一些方式中，所述连接模块上的弧形槽体为半圆形槽体，方便连接和取下。
[0014]进一步地，所述连接模块采用润滑材料制得，所述弧形槽体上设有弧形凸棱，与蜗杆轴上的弧形凹槽相配合。
[0015]在一些方式中，蜗杆轴的端部设有弧形凹槽，弧形槽体上的弧形凸棱与蜗杆轴上的弧形凹槽相配合，能进一步固定连接模块，防止发生左右位移从而影响消隙效果。
[0016]进一步地，所述连接模块采用POM(聚甲醛树脂，Polyoxymethylene/
polyformaldehyde)或氟特龙(聚四氟乙烯，Polytetrafluoroethylene)材料制备。
[0017]在一些方式中，本专利技术提供的连接模块采用价格更低的自润滑材料POM制备，在使用过程中无需添加润滑油等，即可实现蜗杆轴的自由转动，转动过程中不会受到摩擦力影响，尽可能降低磨损。
[0018]进一步地，所述复位弹簧的第二端固定在底座上，复位弹簧的弹性模量为0.5～1.0N/m2。
[0019]在一些方式中，复位弹簧的弹力可以根据驱动蜗轮蜗杆无间隙传动所需的驱动力来进行推算，当复位弹簧的弹力过高时，将导致蜗杆轴转动摩擦力增大，转速降低，从而影响传动精度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核酸提取检测一体机，其特征在于，包括核酸提取扩增部件和驱动部件；所述核酸提取扩增部件用于提取、纯化、扩增样品中的核酸；所述驱动部件用于承载并驱动核酸提取扩增部件工作，包括活塞驱动机构和蜗轮蜗杆传动机构；所述蜗轮蜗杆传动机构设有能复位的弹性元件，用于向蜗杆轴提供推力，使蜗杆向蜗轮靠近从而消隙。2.如权利要求1所述的核酸提取检测一体机，其特征在于，所述能复位的弹性元件为复位弹簧，所述复位弹簧位于蜗杆轴的第一端，蜗杆轴的第二端采用角接触轴承进行挠性固定。3.如权利要求2所述的核酸提取检测一体机，其特征在于，所述复位弹簧的数量为一根，复位弹簧的第一端通过连接模块与蜗杆轴活动连接，所述连接模块上设有弧形槽体，通过弧形槽体与蜗杆轴直接接触。4.如权利要求3所述的核酸提取检测一体机，其特征在于，所述连接模块采用润滑材料制得，所述弧形槽体上设有弧形凸棱，与蜗杆轴上的弧形凹槽相配合。5.如权利要求4所述的核酸提取检测一体机，其特征在于，所述连接模块采用POM或氟特龙材料制得，所述复位弹簧的第二端固定在底座上，复位弹簧的弹性模量为0.5～1.0N/m2。6.如权利要5所述的核酸提取检测一体机，其特征在于，还包括用于固定蜗轮蜗杆传动机构的支架；所述角接触轴承过盈压入支架，蜗杆轴第二端通过锁紧螺母锁定在角接触轴承上；复位弹簧的底座固定在支架上；还包括电机，电机能驱动电机轴转动；所述蜗杆轴通过联轴器与电机轴相连；联轴器为带有挠性的膜片联轴器。7.如权利要求1～6任一项所述的核酸提取检测一体机，其特征在于，所述活塞驱动机构包括活塞杆、结合运动组件和分离运动组件；结合运动组件能使活塞与活塞杆结合，从而使活塞杆带动活塞上下运动；分离运动组件通过弹出推杆阻止活塞运动，从而使活塞脱离继续运动中的活塞杆。8.如权利要求7所述的核酸提取检测一体机，其特征在于，所述分离运动组件通过弹出推杆阻止顶板向上运动，在顶板的限制下，活塞停止向上运动，从而使活塞脱离继续向上运动的活塞杆；所述推杆由电磁铁控制弹出或收回，当电磁铁从一个方向通电时，推杆弹出，当电磁铁换反方向通电时，推杆收回。9.如权利要求8所述的核酸提取检测一体机，其特征在于，所述结合运动组件包括运动模块，所述运动模块用于控制活塞和活塞杆的上下运动，所述顶板设于运动模块下方，能跟随运动模块一起上下运动；所述活塞杆穿过顶板与运动模块连接成一体，顶板可活动地由下向上套在活塞杆上。10.如权利要求9所述的核酸提取检测一体机，其特征在于，所述顶板下方设有弹簧，当推杆弹出阻止顶板向上运动时，弹簧被压缩，当推杆缩回，弹簧复原，推动顶板向上归位；所述弹簧套在滑杆上，所述滑杆穿过顶板与运动模块相连，顶板可沿滑杆上下位移，滑杆下方设有底座，底座直径大于弹簧直径。11.如权利要求10所述的核酸提取检测一体机，其特征在于，所述结合运动组件包括设置在活塞杆外壁的凹槽，和设置在活塞内壁的凸棱；当活塞杆下行插入活塞时，凹槽可与凸棱配合，从而使活塞与活塞杆结合在一起。
12.如权利要求11所述的核酸提取检测一体机，其特征在于，所述活塞为空心圆筒，活塞上端的横截面直径大于下端的横截面直径，且活塞上端的横截面直径与活塞杆的横截面直径相配合，使活塞杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡远远，谢廉毅，王鹏，任文宇，徐小娟，陈宁，
申请(专利权)人：杭州比格飞序生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：