CN102755761A - 一种生物分子提取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物分子提取装置。本发明提供的提取装置包括一壳体，其中：所述壳体内设置有至少一组能使待提取样品偏心振荡的执行机构和控制所述执行机构运动的控制系统。该执行机构能够自动对待提取样品进行偏心振荡，大大提高了实验效率。优选方案的是，上述执行机构除了包括动力架组件还包括对所述转动框上的待提取样品进行加热的加热组件。在偏心振荡的同时对样品进行加热，更加有利于生物分子(如DNA)的提取。由于本方明能在加热的同时震荡，过热的时候降温，大大提高了试验的效率。

Description

一种生物分子提取装置

技术领域

本发明涉及一种基于磁场力实现生物分子提取的装置，特别是关于一种通过高速旋转混匀、加热、降温等多功能集成方式结合某种试剂实现样品生物分子提取及取化的装置。

背景技术

生命科学是一门实验科学，大量的生物实验及临床诊断离不开样品制备，生物分子的提取及纯化在样品制备中有着广泛应用。随着生物技术的发展，目前临床诊断及生物实验处理的样品数量越来越大，对自动化的需求也越来越迫切。

现有简单的生物分子提取装置，大都只带有磁珠吸附的功能，即磁力架，没有在同一个模块上整合了磁珠混匀、磁珠分离、加热、降温、隔热功能。小型的全自动核酸提取仪倒是具有以上所有功能，但是存在造价昂贵，系统结构复杂，体积较大等缺点，并且也不能做到在同一个模块上整合以上所有功能，因此对我们的使用造成了一定的难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物分子的提取装置。

本发明提供的提取装置包括一壳体，其中：所述壳体内设置有至少一组能使待提取样品偏心振荡的执行机构和控制所述执行机构运动的控制系统。该执行机构能够自动对待提取样品进行偏心振荡，大大提高了实验效率。

进一步讲，上述执行机构可包括动力架组件，所述动力架组件包括动力架、设置在所述动力架的至少一侧壁上的可吸附磁铁的磁铁定位条、设置在所述动力架底板下方的电机、设置在所述动力架底板上方的偏心轮、设置在所述偏心轮上方的轴承和所述轴承外圈的轴承座、通过所述轴承座与所述轴承连接的转动框、能控制电机带动所述转动框停在离所述磁体最近的位置的控制位置装置以及使所述转动框围绕所述偏心轮转动的控制转动装置；所述电机的输出轴的一端固定连接所述偏心轮的中心，所述轴承通过一偏心轴与所述偏心轮连接，所述偏心轮的中心与所述偏心轴存在一偏心距离；所述控制系统控制所述电机转动；所述转动框设置至少一个容纳样品管的插孔。

在一些实施例中，磁铁定位条可以有1个或2个；磁铁定位条为2个时，分别设置在动力架的相对的2个侧壁上。

转动框的中间设有刚好容纳轴承的空间，这样轴承的转动会带动转动框转动。

控制系统控制电机的输出轴转动，从而带动与输出轴相连的偏心轮转动，通过偏心轴的带动，轴承和轴承座也相应偏心转动，因此装有待提取样品的转动框也会相应偏心转动。但是该转动框还可能绕偏心轴转动，因此设置了上述的控制转动装置可避免转动框在偏心转动时还绕偏心轴转动。控制位置装置能控制电机带动所述转动框停在离所述磁体最近的位置，这样在上述的磁铁定位条上安装上永磁铁后，转动框上的待提取样品中的磁珠即可与磁铁吸附，便于吸取上清。

具体地讲，上述控制位置装置包括一设置在所述电机下方的带有定位口的定位码盘和带有感应槽的光电开关，所述定位码盘伸进所述感应槽内，所述光电开光通过一光电定位板与所述动力架连接，所述定位码盘的中心连接所述电机的输出轴的另一端。当控制系统给出停止转动的命令时，电机会带动定位码盘小孔嵌入光电开关的感应槽内时停止，使转动框停在离磁铁最近的位置。

更近一步讲，上述控制转动装置可以为一端分别固定在所述转动框两端的2根拉簧，所述2根拉簧的另一端分别固定在所述动力架的两端的底板上。优选的是：弹簧(拉簧)的长度方向在动力架的底板的中心线上，使转动框与动力架平行。

在实施例中，上述插孔内设有容纳所述样品管的试管套；所述试管套的材质是导热材质，优选是铜或铝。这样可以将热量有效的传递到试管上，给试管加热，而铜和铝是比较好的导电材料，且性价比高。

优选方案的是，上述执行机构除了包括动力架组件还包括对所述转动框上的待提取样品进行加热的加热组件。在偏心振荡的同时对样品进行加热，更加有利于生物分子(如DNA)的提取。

具体地讲，上述加热组件可以包括伸进所述转动框底部的至少一个加热棒，所述加热棒穿过所述动力架的底板；与所述加热棒对应处的所述动力架的底板上开设供所述加热棒运动的孔。

上述转动框的材质可以为导热材料，优选为铜或铝。

在实施例中，上述转动框的一侧设置有数字测温板，另一侧设置有限温开关，所述转动框的上方设置带孔的隔热板，所述隔热板上的孔与所述转动框上的插孔对应。这样更人性化，更方便地控制温度，还可防止实验人员被烫伤，增加了安全性。

在设置了加热组件的基础上，动力架的两端可以分别设置有至少1个风扇，开启后能快速降温，防止温度过高时假如磁珠会破坏磁珠性能。

本发明装置不仅带有磁珠吸附功能，并且具有高速混匀、加热、降温、隔热的功能。本装置将所有功能整合在同一个模块上，结构简单可靠，方便装卸，造价低廉，使用简单，性价比高。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明方便的实现多管自动化磁珠混匀、磁珠分离、加热、冷却、隔热功能，能完成整个生物分子提取的全过程。2、由于本发明结构简单，易于实现，达到了体积小、实用性强、成本低廉，性价比高等目的。3、本发明通用性好，无论是组织、血液、动物、植物样本，还是不同批次的样本，均可完成整个生物分子提取过程，且试验重复性高，管间提取效率相同。4、本发明特别的隔热板设置，增加了使用者操作的安全性与舒适性。5、由于本方明能在加热的同时震荡，过热的时候降温，大大提高了试验的效率。6、本发明的加热传动框利用将加热棒所产生的热能通过铝制材料，均匀传送到试管的各个部位，从而做到均匀加热的效果，且与试管接触部分嵌有铜套，紧贴试管，提高了导热效率，大大提升了试验质量。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明单通道组件立体示意图(一侧支架与加热板透明化)。

图3是本发明动力架组件立体示意图。

图4是本发明动力架组件立体示意图(将一侧支架透明化)。

图5是本发明动力架组件侧视图。

图6是本发明偏心轮与轴承连接示意图。

图7是本发明加热组件立体示意图。

图8是本发明磁铁吸附状态示意图。

图9是本发明加热组件转动过程中某一位置示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

下述实施例中，如无特殊说明，均为常规方法。

实施例1、提取装置

如图1所示，本发明的提取装置包括3个能使待提取样品偏心振荡的执行机构90以及控制该执行机构运动的控制系统70，其中执行机构90和控制系统70均设置在一个壳体80内。

如图2所示，执行机构90包括动力架组件50，加热组件60。如图3-6所示，动力架组件50包括动力架1，磁铁定位条2，光电定位板4，光电开关5，电机6，定位码盘7，偏心轮8，轴承9，偏心轴10，轴承座11，转动框12和拉簧20。动力架可以是只要能实现本发明功能的任何形状的架子，本实施例可以仅为一个底板和设置在底板上的2个侧壁。

磁铁定位条2上可吸附永磁铁，并且设置在所述动力架1侧壁上，电机6设置在所述动力架1底板下方，偏心轮设置在所述动力架底板上方中心处。偏心轮8上具有用于与电机6连接的偏心孔，用顶丝将电机输出轴上端与偏心轮8固定，偏心轮8的一侧具有一体的偏心轴10，电机输出轴连接孔在偏心轮的中心，与偏心轴10保持一偏心距离，这样当偏心轮8在电机6的带动下转动时，偏心轴10可以起到偏心转动的作用。偏心轴10固定连接轴承9的内圈，轴承9的外圈固定连接轴承座11，用偏心轴10将偏心轮8、轴承9贯穿固定，转动框12通过轴承座11与轴承9连接。这样使轴承座11和转动框12受到柔性拉伸力，使他们只能以电机输出轴为中心，偏心距为半径转动，同时两根拉簧20一端与动力架1中心线端点位置连接，另一端固定在转动框12的端点位置，防止转动框12在偏心运动时以偏心轴10为中心转动，始终保持与动力架平行的方向。转动框12设置4个插孔，插孔内设置了试管套以容纳样品管13。如图6所示，轴承座11内的轴承9和转动框12内的轴承9通过偏心轴10与偏心轮8连接，最终固定在偏心轮上。

定位码盘7是带有定位口的，并且安装在电机6下方。如图5所示，光电开关5带有感应槽并且通过一光电定位板4与动力架1连接，定位码盘7伸进光电开关5的感应槽内。定位码盘7上具有与电机6连接的定位孔，用顶丝将电机输出轴的下端与定位码盘7固定，定位码盘7的小孔嵌入光电开关5的感应槽内，这样可以通过光电开关判定电机转动位置信息，控制电机的停止位置，控制电机6使转动框12停在距离磁铁最近的位置。

如图7所示，本发明的加热组件60包括2个加热棒14，数字测温板15，限温开关16，隔热板17，风扇3。转动框12内包住若干样品管13。转动框通过轴承9和偏心轴10固定在偏心轮8上。风扇3固定在动力架1的两端，2个加热棒分别伸进在转动框12底部，分布于转动框两端。加热棒14穿过动力架1的底板，与所述加热棒对应处的所述动力架的底板上开设供所述加热棒运动的孔18(图8)。数字测温板和限温开关分别设置在转动框的两侧。隔热板17设置在转动框12上，并且开设有与转动框上的插孔对应的孔，以便样品管13穿过。本发明中的转动框12主体为铝质材料，与试管接触部分嵌有铜套，尺寸与试管紧密贴合。隔热板17采用耐温非金属材料制成。

如图8、9所示，本发明在电机运转时，电机6的输出轴带动偏心轮8转动，偏心轮8的偏心轴10带动轴承9和加热组件60绕电机输出轴，以偏心距为半径做圆周运动。样品管13内的液体在偏心振荡时混匀。此时如果需要加热，则加热棒14启动，数字测温板读取当前温度控制加热组件温度。在加热的同时可以启动电机6使样品管13高速旋转振荡，从而快速裂解生物分子。裂解完成后风扇开启，为液体降温，以便放入磁珠。继续用上述方式快速混匀样品管13内的液体，当混匀完成后，光电开关5读取定位码盘7的信号，让电机停在距离磁铁最近的位置，方便磁珠吸附，吸走上清。如此操作可以完成整个生物分子的提取过程。

Claims (10)

1.一种生物分子的提取装置，包括一壳体，其特征在于：所述壳体内设置有至少一组能使待提取样品偏心振荡的执行机构和控制所述执行机构运动的控制系统。

2.如权利要求1所述的提取装置，其特征在于：所述执行机构包括动力架组件，所述动力架组件包括动力架、设置在所述动力架的至少一侧壁上的可吸附磁铁的磁铁定位条、设置在所述动力架底板下方的电机、设置在所述动力架底板上方的偏心轮、设置在所述偏心轮上方的轴承和所述轴承外圈的轴承座、通过所述轴承座与所述轴承连接的转动框、能控制电机带动所述转动框停在离所述磁体最近的位置的控制位置装置以及使所述转动框围绕所述偏心轮转动的控制转动装置；所述电机的输出轴的一端固定连接所述偏心轮的中心，所述轴承通过一偏心轴与所述偏心轮连接，所述偏心轮的中心与所述偏心轴存在一偏心距离；所述控制系统控制所述电机的输出轴转动；所述转动框设置至少一个容纳样品管的插孔。

3.如权利要求1或2所述的提取装置，其特征在于：所述控制位置装置包括一设置在所述电机下方的带有定位口的定位码盘和带有感应槽的光电开关，所述定位码盘伸进所述感应槽内，所述光电开光通过一光电定位板与所述动力架连接，所述定位码盘的中心连接所述所述电机的输出轴的另一端。

4.如权利要求1-3中任一所述的提取装置，其特征在于：所述控制转动装置为一端分别固定在所述转动框两端的2根拉簧，所述2根拉簧的另一端分别固定在所述动力架的两端的底板上。

5.如权利要求2-4中任一所述的提取装置，其特征在于：所述插孔内设有容纳所述样品管的试管套；所述试管套的材质是导热材质，优选是铜或铝。

6.如权利要求1-5中任一所述的提取装置，其特征在于：所述执行机构还包括对所述转动框上的待提取样品进行加热的加热组件。

7.如权利要求6所述的提取装置，其特征在于：所述加热组件包括伸进所述转动框底部的至少一个加热棒，所述加热棒穿过所述动力架的底板；与所述加热棒对应处的所述动力架的底板上开设供所述加热棒运动的孔。

8.如权利要求6或7所述的提取装置，其特征在于：所述转动框的材质为导热材料，优选为铜或铝。

9.如权利要求6-8中任一所述的提取装置，其特征在于：所述转动框的一侧设置有数字测温板，另一侧设置有限温开关，所述转动框的上方设置带孔的隔热板，所述隔热板上的孔与所述转动框上的插孔对应。

10.如权利要求6-9中任一所述的提取装置，其特征在于：动力架的两端分别设置有至少1个风扇。

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