CN103305412A - 全自动核酸提取仪 - Google Patents

Abstract

全自动核酸提取仪，包括机身，该机身至少包括一个机架；工作台，其上设置有试管放置孔位、吸嘴放置孔位、过滤孔位、裂解孔位、成品收集孔位以及废吸嘴回收槽；摆动机构，用于带动工作台相对于机架往复运动；吸注枪头，其上端部的开口与一注射泵相接，下端部则用于与吸嘴配合；加压枪，其上端部的开口与一加压装置连通，下端部则形成一个出气口；传动机构，用于带动吸注枪头和加压枪在机身的长度方向和高度方向运动；控制器，用于控制传动机构和摆动机构。本核酸提取仪能够实现样品、试剂的自动吸注，提高了工作效率，并且在过滤时，利用加压枪对过滤管柱加正压，缩短的过滤时间，进一步提高了核酸提取的效率。

Description

全自动核酸提取仪

 

技术领域

本发明涉及核酸提取技术领域，具体涉及一种全自动核酸提取仪。

 

背景技术

核酸提取技术被广泛的应用于生物、医药领域，从生物样品中获得较高纯度的核酸是对核酸进行准确检验的前提，尤其是针对在污染环境中提取的生物样品，核酸提取的精确度显得尤为重要。

有鉴于核酸提取过程的重要性及其普遍的适用性，几乎所有与生物分子及医疗相关的核酸纯化实验室，都配备有核酸提取仪，这些核酸提取仪用于取代传统的手动实验提取方法，避免样品污染，提高所提取的核酸的纯度。随着生物、医疗领域新技术的不断发展，核酸检验的需求量也不断的增加，然而，现有的核酸提取仪的自动化程度角度，已经不能满足大规模的核酸检验的要求。 

 

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的旨在于提供一种全自动核酸提取仪，在保证提取核酸具有较高质量的前提下，其能够提高核酸提取的效率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

全自动核酸提取仪，包括，

机身，该机身至少包括一个机架；

工作台，安装在机架上，该工作台上设置有试管放置孔位、枪头放置孔位、过滤孔位、裂解孔位、成品收集孔位以及废吸嘴回收槽；

摆动机构，该摆动机构用于带动工作台在机身的宽度或长度方向相对于机架往复运动；

吸注枪头，位于工作台的上方，其上端部的开口与一注射泵相接，下端部则与吸嘴配合；

加压枪，位于工作台的上方，其上端部的开口与一加压装置连通，下端部则形成一个出气口；

传动机构，用于带动吸注枪头和加压枪在机身的长度方向和高度方向运动；以及，

控制器，该控制器用于控制传动机构和摆动机构。

吸注枪头的上端部开口通过一软管与注射泵相接，软管内置有一压力传感器，该压力传感器的信号输出端连接到一控制器，控制器依据所接收到的压力传感器发送的信号控制传动机构。

传动机构包括机体部分固定在机身上的第一电机、枢接在机身一端并与第一电机同步联接的第一主动带轮、枢接在机身另一端的第一从动带轮、同步的绕设在第一主动带轮和第一从动带轮外部且沿机身的长度方向延伸的第一同步带、固定在第一同步带上的安装板、机体部分固定在安装板上端部的第二电机、枢接在安装板上端部并与第二电机同步联接的第二主动带轮、枢接在安装板下端部的第二从动带轮、同步的绕设在第二主动带轮和第二从动带轮外部且沿机身的高度方向延伸的第二同步带、机体部分固定在安装板上端部的第三电机、同步联接在第三电机上且沿机身高度方向延伸的丝杆，匹配的套接在丝杆上的丝杆螺母；吸注枪头固定连接在第二同步带上，加压枪固定在丝杆螺母上。

机身上设置有沿其长度方向延伸的第一直线导轨，安装板滑动的安装在第一直线导轨上；安装板上设置有沿机身的高度方向延伸的第二直线导轨和第三直线导轨，吸注枪头上端部固定有一滑动的安装在第二直线导轨上的连接块，丝杆螺母滑动的安装在第三直线导轨上。

工作台上位于裂解工位的下部设置有金属浴加热装置。

摆动机构包括机体部分固定在机架上的第四电机、枢接在机架一侧并同步联接在第四电机上的第四主动带轮、枢接在机架另一侧的第四从动带轮、同步的绕设在第四主动带轮和第四从动带轮外部且沿机身的宽度方向延伸的第四同步带、固定在机架上并沿机身的宽度方向延伸的第四直线导轨、滑动的套接在第四直线导轨上的滑块，该滑块连接于工作台的下表面，且工作台与第四同步带固定连接。

机身还包括固定在机架两端的侧板、固定在机架后侧的背板、固定在背板和侧板顶端部的顶板、以及活动门，活动门上设置有观察窗。

活动门的两端分别通过一个开合门机构连接于两侧板上，该开合门机构包括气缸以及一支撑杆，支撑杆的一端固定在侧板上、另一端铰接于活动门的内侧，气缸的缸体铰接于活动门的内侧、自由端铰接于机架的底座。

本发明的有益效果在于：

相比于现有技术，本发明的核酸提取仪能够实现样品、试剂的自动吸注，提高了工作效率，并且在过滤时，利用加压枪对过滤管柱上部加压，缩短的过滤时间，进一步提高了核酸提取的效率。

 

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的安装示意图；

图3为本发明传动机构的结构示意图；

图4为本发明摆动机构的结构示意图；

图5为本发明开合门机构的结构示意图；

其中：100、机身；110、机架；120、侧板；130、顶板；140、背板；150、活动门；151、观察窗；152、气缸；153、支撑杆；200、工作台；201、试管放置孔位；202、吸嘴放置孔位；203、过滤孔位；204、裂解孔位；205、成品收集孔位；206、废吸嘴回收槽；207、连接角铁；208、连接板；300、传动机构；301、第一电机；302、第一主动带轮；303、第一从动带轮；304、第一同步带；305、第一直线导轨；306、安装板；311、第二电机；312、第二主动带轮；313、第二从动带轮；314、第二同步带；315、连接块；316、第二直线导轨；306、安装板；321、第三电机；322、丝杆；323、丝杆螺母；324、第三直线导轨；400、摆动机构；401、第四电机；402、第四主动带轮；403、第四从动带轮；404、第四同步带；405、第四直线导轨；406、滑块；500、吸注枪头；600、加压枪。

 

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

如图1、2、3、4、5，为本发明一种全自动核酸提取仪，其包括机身100、工作台200、摆动机构400、传动机构300、吸注枪头500、加压枪600、控制器。工作台200上设置有试管放置孔位201、吸嘴放置孔位202、过滤孔位203、裂解孔位204、成品收集孔位205以及废吸嘴回收槽206，这些执行工位主要用于对应的放置装有试剂的试管、枪头、过滤管柱等，摆动机构400用于带动工作台200在机身100的宽度方向（即图示中的Y向）往复的运动。传动机构300用于带动吸注枪头500和加压枪600在机身100的长度方向（即图示中的X向）和机身100的高度方向（及图示中的Y向）运动，从而带动吸注枪头500和加压枪600执行相应的动作。控制器主要用于依据设定的程序控制传动机构300和摆动机构400执行相应的动作。

机身100包括机架110、分别固定于机架110两端的两个侧板120、固定于机架110后侧的背板140、固定在背板140和侧板120顶端部的顶板130、以及一个活动门150。活动门150的两端分别通过一个开合门机构连接于两侧板120上，该开合门机构包括一气缸152以及一支撑杆153，支撑杆153的内侧端部固定在侧板120上，其外侧端部铰接于活动门150的内侧，气缸152的缸体部分铰接于活动门150的内侧，其自由端则铰接于机架110的上部，活动门150处于图5所示的关闭状态时，气缸152的活塞杆处于伸出状态，在此状态下，需要打开活动门150时，气缸152的活塞杆收缩，带动活动门150绕着与支撑杆153相对转动的轴线向上翻转，当气缸152的活塞杆完全收缩后，活动门150也就呈完全打开状态。此外，为了便于观察，在活动门150上还安装有一观察窗151。

摆动机构400安装在机架110上，其包括机体部分固定在机架110上的第四电机401、枢接在机架110一侧并同步联接在第四电机401上的第四主动带轮402、枢接在机架110另一侧的第四从动带轮403、同步的绕设在第四主动带轮402和第四从动带轮403外部且沿机身100的宽度方向延伸的第四同步带404、两个固定在机架110上并沿机身100宽度方向延伸的第四直线导轨405，两第四直线导轨405上分别滑动的安装有滑块406，工作台200的两端分别固定连接有连接角铁207，两端的连接角铁207分别固定在一个位于工作台200下方的连接板208的两端，该连接板208的两端分别与两第四直线导轨405上部的滑块406固定连接，上述的第四同步带404位于两第四直线导轨405之间，连接板208的中间部固定在第四同步带404上。启动第四电机401，即可带动工作台200在Y向运动，该第四电机401不停的正向反向转动，实现工作台200在Y向上的往复运动。

传动机构300包括机体部分固定在机身100上的第一电机301、枢接在机身100一端并与第一电机301同步联接的第一主动带轮302、枢接在机身100另一端的第一从动带轮303、同步的绕设在第一主动带轮302和第一从动带轮303外部且沿机身100的长度方向延伸的第一同步带304、固定在第一同步带304上的安装板306、固定在机身100上并沿机身100长度方向延伸的第一直线导轨305，启动第一电机301即可带动安装板306在机身100的长度方向（即图示中的X向）运动。传动机构300还包括机体部分固定在安装板306上端部的第二电机311、枢接在安装板306上端部并与第二电机311同步联接的第二主动带轮312、枢接在安装板306下端部的第二从动带轮313、同步的绕设在第二主动带轮312和第二从动带轮313外部且沿机身100的高度方向延伸的第二同步带314、固定在安装板306上并沿机身100高度方向（即图示中的Z向）延伸的第二直线导轨316，吸注枪头500的上端部通过一连接块315固定连接在第二同步带314上，并且连接块315滑动的安装在第二直线导轨316上，启动第二电机311，即可带动吸注枪头500上下运动。此外，上述传动机构300还包括机体部分固定在安装板306上端部的第三电机321、同步联接在第三电机321上且沿机身100高度方向延伸的丝杆322、匹配的套接在丝杆322上的丝杆螺母323、固定连接在安装板306上且沿机身100高度方向延伸的第三直线导轨324，丝杆螺母323滑动的安装在第三直线导轨324上，加压枪600的上端部固定在丝杆螺母323上，启动第三电机321，即可带动加压枪600上下运动。

本发明中，吸注枪头500设置在工作台200的上方，其上端部的开口通过一软管与一气泵（图未示）连通、下端部则形成用于与枪头配合的工作端。加压枪600同样的也是设置在工作台200的上方，其上端部的开口与一加压装置（图未示）连通，该加压装置用于对加压枪600内腔加压，加压枪600下端部的接头形成一个出气口并能够适配于过滤管柱。在传动机构300的带动下，吸注枪头500和加压枪600在提取核酸过程中执行相应的动作。

吸注枪头500主要执行的动作是与吸嘴放置孔位202上放置的枪头对接，并在对接枪头后实施试剂、样品的吸注，为了避免吸注枪头500与枪头连接不到位，导致试剂、样品吸注计量不够准确，在上述连接吸注枪头500与气泵的软管内部设置一压力传感器。传动机构300带动吸注枪头500向下运动与枪头对接并抬高到预定高度后，气泵开始抽气，压力传感器感应吸注枪头500的内部压力，如果枪头与吸注枪头500的连接处存在缝隙，则压力传感器感应到吸注枪头500的内部压力值与正常值存在异常，控制器依据检测到的信号控制传动机构300带动吸注枪头500再次向下引动，使枪头与吸嘴放置孔位202上端面配合并互相顶压，吸注枪头500再次向枪头内部穿接一定距离，当压力传感器感应到的压力值与正常值相等时，则证明吸注枪头500与枪头连接处无漏气，完成枪头的安装。

本发明的工作过程如下：

将取得的血液或组织液样品加入到位于过滤孔位203上的过滤管柱中，控制器依据程序控制传动机构300带动吸注枪头500移动到吸嘴放置孔位202处并连接一枪头，最后带动该枪头移动到试管放置孔位201，吸取试剂并在传动机构300的带动下将吸取的试剂注入到过滤孔位203上装有样品的过滤管柱中，完成试剂吸注后的枪头在传动机构300的带动下移动到废吸嘴回收槽206上部，气泵吹气使废枪头从吸注枪头500上掉落到废吸嘴回收槽206中，同时，控制器依据程序控制摆动机构400带动工作台200往复的摆动，使得加入的试剂与样品混匀，完成混匀后，摆动机构400停止，传动机构300带动加压枪600移动到装有样品的过滤管柱上部，且加压枪600下部的接头对准过滤管柱上部的开口，开启加压装置开始实施过滤，杂质从过滤管柱的底部流出，核酸被留在过滤管柱滤膜以上，此时，控制器再次依据程序控制传动机构300带动吸注枪头500连接一个新的枪头，并在试管放置孔位201上的试管中吸取试剂，对内置核酸的过滤管管柱进行洗脱操作，反复的洗脱完成后，再由吸注枪头500将获得的液体样品转移到裂解孔位204的离心管中，上述吸注枪头500推掉之前的枪头并重新连接一个新的枪头，吸注枪头500从试管放置孔位201的试管中吸取实际，并将实际注入到位于裂解孔位204上装有样品的离心管中，裂解孔位204的下部设置有金属浴加热装置，通过金属浴加热装置对样品进行裂解，在裂解完成后，吸注枪头500连接一个枪头将样品转移到位于成品收集孔位205上的过滤管柱中，控制器依据程序控制传动机构300带动加压枪600的接头对接于上述过滤管柱上部开口，开启加压装置对过滤管柱中加压，使要提取的核酸从过滤管柱下部的开口流进收集管中。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。 

Claims (8)

1.全自动核酸提取仪，其特征在于，包括，

机身，该机身至少包括一个机架；

工作台，安装在机架上，该工作台上设置有试管放置孔位、枪头放置孔位、过滤孔位、裂解孔位、成品收集孔位以及废吸嘴回收槽；

摆动机构，该摆动机构用于带动工作台在机身的宽度或长度方向相对于机架往复运动；

吸注枪头，位于工作台的上方，其上端部的开口与一注射泵相接，下端部则与吸嘴配合；

加压枪，位于工作台的上方，其上端部的开口与一加压装置连通，下端部则形成一个出气口；

传动机构，用于带动吸注枪头和加压枪在机身的长度方向和高度方向运动；以及，

控制器，该控制器用于控制传动机构和摆动机构。

2.如权利要求1所述的全自动核酸提取仪，其特征在于，吸注枪头的上端部开口通过一软管与注射泵相接，软管内置有一压力传感器，该压力传感器的信号输出端连接到一控制器，控制器依据所接收到的压力传感器发送的信号控制传动机构。

3.如权利要求1所述的全自动核酸提取仪，其特征在于，传动机构包括机体部分固定在机身上的第一电机、枢接在机身一端并与第一电机同步联接的第一主动带轮、枢接在机身另一端的第一从动带轮、同步的绕设在第一主动带轮和第一从动带轮外部且沿机身的长度方向延伸的第一同步带、固定在第一同步带上的安装板、机体部分固定在安装板上端部的第二电机、枢接在安装板上端部并与第二电机同步联接的第二主动带轮、枢接在安装板下端部的第二从动带轮、同步的绕设在第二主动带轮和第二从动带轮外部且沿机身的高度方向延伸的第二同步带、机体部分固定在安装板上端部的第三电机、同步联接在第三电机上且沿机身高度方向延伸的丝杆，匹配的套接在丝杆上的丝杆螺母；吸注枪头固定连接在第二同步带上，加压枪固定在丝杆螺母上。

4.如权利要求3所述的全自动核酸提取仪，其特征在于，机身上设置有沿其长度方向延伸的第一直线导轨，安装板滑动的安装在第一直线导轨上；安装板上设置有沿机身的高度方向延伸的第二直线导轨和第三直线导轨，吸注枪头上端部固定有一滑动的安装在第二直线导轨上的连接块，丝杆螺母滑动的安装在第三直线导轨上。

5.如权利要求1所述的全自动核酸提取仪，其特征在于，工作台上位于裂解工位的下部设置有金属浴加热装置。

6.如权利要求1所述的全自动核酸提取仪，其特征在于，摆动机构包括机体部分固定在机架上的第四电机、枢接在机架一侧并同步联接在第四电机上的第四主动带轮、枢接在机架另一侧的第四从动带轮、同步的绕设在第四主动带轮和第四从动带轮外部且沿机身的宽度方向延伸的第四同步带、固定在机架上并沿机身的宽度方向延伸的第四直线导轨、滑动的套接在第四直线导轨上的滑块，该滑块连接于工作台的下表面，且工作台与第四同步带固定连接。

7.如权利要求1所述的全自动核酸提取仪，其特征在于，机身还包括固定在机架两端的侧板、固定在机架后侧的背板、固定在背板和侧板顶端部的顶板、以及活动门，活动门上设置有观察窗。

8.如权利要求7所述的全自动核酸提取仪，其特征在于，活动门的两端分别通过一个开合门机构连接于两侧板上，该开合门机构包括气缸以及一支撑杆，支撑杆的一端固定在侧板上、另一端铰接于活动门的内侧，气缸的缸体铰接于活动门的内侧、自由端铰接于机架的底座。

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