CN104122127A - 一种生物样本处理装置 - Google Patents

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陈柱
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Abstract

本发明公开了一种生物样本处理装置，用于磁性颗粒的样本处理装置，其特征在于：该生物样本处理装置包括中空的外壳(110)，位于外壳内的深孔板(108)、伸缩磁棒(106)、伸缩磁套(107)、支架(105)、气泵(101)、换向阀(102)、磁棒气管(103)、磁套气管(104)；外壳(110)设有底面(114)和与底面相对的顶面(116)，连接底面和顶面的第一侧面(113)、第二侧面(112)和第三侧面(115)，且第一侧面与第二侧面连接，第二侧面与第三侧面连接。本发明结构简单，易于集成、减少污染的特点。

Description

一种生物样本处理装置
技术领域
本发明涉及一种生物样本处理装置，特别适用于基于磁性颗粒的样本处理装置，这种装置可以用于核酸提取、细胞分离、蛋白质或抗体等生物样本的处理。 
背景技术
在生物、医药领域，经常要对生物样本进行处理，如裂解、混匀、转移等操作，传统手动的生物样本处理方式具有效率低、耗时、样本污染等缺点，而大多数自动生物样本处理方式具有结构复杂、体积大、成本高、不便于集成或容易引起交叉污染等缺点。基于磁性颗粒的生物样本处理方式，具有效率高、产量大、自动化仪器稳定可靠，使用方便，并且直接进行PCR扩增等优点，但具有体积大，不适合集成的等缺点。 
发明内容
技术问题：针对上述问题，本发明提供了一种生物样本处理装置。其根据程序能自动完成对生物样本的裂解、混匀、转移等操作。 
发明内容：为解决上述技术问题，本发明提供了一种生物样本处理装置，用于磁性颗粒的样本处理装置，该生物样本处理装置包括中空的外壳，位于外壳内的深孔板、伸缩磁棒、伸缩磁套、支架、气泵、换向阀、磁棒气管、磁套气管； 
外壳设有底面和与底面相对设置的顶面，连接底面和顶面的第一侧面、第二侧面和第三侧面，且第一侧面与第二侧面连接，第二侧面与第三侧面连接； 
深孔板设于底面，伸缩磁棒在深孔板上方且与深孔板垂直；伸缩磁套和伸缩磁套位于伸缩磁棒靠近深孔板的一侧；伸缩磁棒和伸缩磁套固定于支架上；气泵固定于第一侧面；磁棒气管与支架连接；换向阀分别于气泵和磁棒气管连接； 
伸缩磁棒在气泵和换向阀作用下伸缩，在伸缩磁套中进出或带动伸缩套进入深孔板； 
伸缩磁套和伸缩磁棒在气泵和换向阀作用下伸缩，依次或同时在深孔板中进出。 
所述的伸缩磁棒包括磁铁、位于磁铁上方且与磁铁相连的伸缩管、位于伸缩管内部的磁棒气孔。 
所述的伸缩磁套包括伸缩管头、位于伸缩管头上方且与伸缩管头相连的双层伸缩管、设于双层伸缩管的磁套气孔。 
所述的伸缩管或双层伸缩管采用软性材料，且外表面带有波纹。 
有益效果：采用上述方案，可以完成生物样本处理，如裂解、混匀、转移、等操作。在电机作用下，伸缩磁棒和伸缩磁套在深孔板孔间精确运动(转移)；在换向阀、气泵的共同作用下，伸缩磁棒和伸缩磁套在深孔板孔内依次运动(吸附或释放磁珠)或同时上下运动(混匀)。 
支架水平运动，结合伸缩磁棒或伸缩磁套伸缩运动，可以实现样本的转移。 
本技术采用磁珠分离技术，转移的是磁珠而非液体，避免在移液方式中可能出现的，因转移过程中液体损失而导致的回收率降低；整个装置采用全封闭结构以减少污染；此外，本装置采用气泵和伸缩管，减少了体积，简化了结构，使其更易于集成。 
附图说明
图1为本发明的内部构造图。 
图2为伸缩管磁棒内部构造图。 
图3为伸缩管磁套内部构造图。 
图4为本发明的原理图。 
图5为磁分离之1-初始位置：样本处理的开始时刻位置，即伸缩磁套位于深孔板上面且不在深孔板孔内，伸缩磁棒位于伸缩磁套上方且不在伸缩磁套内，磁性颗粒位于深孔板内。 
图6磁分离之2-混匀位置：混匀过程中某一个时刻的位置，即伸缩磁套延伸到深孔板内，振动混匀后，分散在深孔板孔内，伸缩磁棒仍然位于初始位置。 
图7磁分离之3-吸附状态：磁珠吸附过程中某一个时刻的位置，即伸缩磁棒和伸缩磁套延伸位于深孔板底部，且伸缩磁棒位于伸缩磁套底部。磁性颗粒被吸附在伸缩磁套的底部表面。 
图8磁分离之4-转移位置：磁珠转移过程中某一个时刻的位置，即伸缩磁棒和伸缩磁套同时收缩，位于深孔板上面，且不在深孔板孔内，磁性颗粒一直吸附在伸缩磁套表面。 
图9磁分离之5-释放位置：磁珠释放过程中某一个时刻的位置，即伸缩磁棒和伸缩磁套在深孔板内分离后，伸缩磁棒离开伸缩磁套，伸缩磁套位于深孔板内，磁性颗粒释 放在深孔板内。 
图10为深孔板平面图。 
图中有：泵101、换向阀102、磁棒气管103、磁套气管104、支架105、伸缩管磁棒106、伸缩管磁套107、深孔板108、导轨109、外壳110、电机111、底面112、第一侧面113、第二侧面112、第三侧面115、顶面116、伸缩管头201、双层伸缩管202、磁套气孔203、磁铁301、伸缩管302、磁棒气孔303、气泵P1-401、气泵P2-402、电磁阀1-403、电磁阀2-404、磁性颗粒501。 
具体实施方式
下面结合附图及实施方式对本发明专利作进一步详细的说明： 
下面以磁珠法核酸提取为例，具体讲述本发明装置的实现： 
如图1所示，本发明提供的生物样本处理装置，主要用于磁性颗粒的样本处理装置，该生物样本处理装置包括中空的外壳110，位于外壳内的深孔板108、伸缩磁棒106、伸缩磁套107、支架105、气泵101、换向阀102、磁棒气管103、磁套气管104； 
外壳110可以是半放式的，即设有底面114和与底面相对设置的顶面116，连接底面和顶面的第一侧面113、第二侧面112和第三侧面115，且第一侧面与第二侧面连接，第二侧面与第三侧面连接；也可以是全封闭式的。 
深孔板108设于底面，伸缩磁棒106在深孔板108上方且与深孔板108垂直；伸缩磁套107位于伸缩磁棒106靠近深孔板108的一侧；伸缩磁棒106和伸缩磁套固定于支架105上；气泵101固定于第一侧面；磁棒气管103与支架105连接；换向阀102分别于气泵101和磁棒气管103连接； 
伸缩磁棒106在气泵101和换向阀102作用下伸缩，可在伸缩磁套107中进出或带动伸缩套107进入深孔板108。 
所述伸缩磁套106和伸缩磁棒107在气泵101和换向阀102作用下伸缩，可依次或同时在深孔板108中进出。 
伸缩磁棒106包括磁铁301、位于磁铁301上方且与磁铁301相连的伸缩管302、位于伸缩管302内部的磁棒气孔303。 
伸缩磁套包括伸缩管头201、位于伸缩管头201上方且与伸缩管头201相连的双层 伸缩管202、设于双层伸缩管202的磁套气孔203。 
伸缩管302或双层伸缩管202采用软性材料，且外表面带有波纹。 
在电机驱动下，支架带动伸缩磁棒和伸缩磁套同时水平运动；换向阀选通磁棒气管，气泵P1连通伸缩磁棒，在气泵驱动下，伸缩磁棒伸缩上下运动，同时换向阀选通磁套气管，伸缩磁棒也可带动磁套一起向下运动；换向阀选通磁套气管，气泵P2连通伸缩磁套，在气泵驱动下，伸缩磁棒伸缩上下运动；换向阀选通磁套气管和伸缩磁棒在气泵驱动下，气泵P1连通伸缩磁套，气泵P2连通伸缩磁棒，磁套气管和伸缩磁棒同时伸缩上下运动。 
如图10，深孔板108的第1竖排的8个孔位为工位1，即深孔板中的编号1。对工位1的操作也就是同时对竖直8个孔的操作。常用核酸提取试剂盒中：工位1为裂解液，工位2为磁珠，工位3为清洗液I，工位4和5为清洗液II，工位6为洗脱液。 
伸缩磁套、伸缩磁棒初始为图5所示位置，且伸缩管和双层伸缩管处于压缩状态，在电机作用下，支架定位到工位2，换向阀选通磁棒气管和磁套气管，在气泵P1作用下，伸缩磁棒向伸缩磁套移动，当伸缩磁棒贴近伸缩磁套底部时，在气泵P2和P2共同作用下，伸缩磁棒和伸缩磁套进入试剂盒所需位置，磁珠在磁铁的作用下吸附在伸缩磁套底部，如图7。换向阀选通磁棒气管和磁套气管，在气泵P1和P2的吸气作用下，伸缩磁棒和伸缩磁套收缩，同时离开深孔板到所需位置，如图8，在电机作用下，支架定位到工位1，在气泵P1和P2的吹气作用下，伸缩磁棒和伸缩磁套延伸，同时进入深孔板所需位置，换向阀选通磁棒气管，在气泵P1的吸气作用下，伸缩磁棒收缩，离开伸缩磁套和深孔板到所需位置，如图9。换向阀选通磁套气管，气泵P2按一定频率和速度吹气和吸气，伸缩磁套上下振动，磁珠被释放在溶液中，实现样本混匀，如图6。换向阀选通磁套气管，在气泵P2的吸气作用下，伸缩磁棒收缩，离开深孔板到所需位置，回到如图5所示位置。重复上述步骤，定位到工位3、4、5，分别完成3次清洗和洗脱步骤。 
最后所应当说明的是，上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的等同变换、改进、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。 
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 

Claims (4)

1.一种生物样本处理装置，用于磁性颗粒的样本处理装置，其特征在于：该生物样本处理装置包括中空的外壳(110)，位于外壳内的深孔板(108)、伸缩磁棒(106)、伸缩磁套(107)、支架(105)、气泵(101)、换向阀(102)、磁棒气管(103)、磁套气管(104)；
外壳(110)设有底面(114)和与底面相对设置的顶面(116)，连接底面和顶面的第一侧面(113)、第二侧面(112)和第三侧面(115)，且第一侧面与第二侧面连接，第二侧面与第三侧面连接；
深孔板(108)设于底面，伸缩磁棒(106)在深孔板(108)上方且与深孔板(108)垂直；伸缩磁套(107)位于伸缩磁棒(106)靠近深孔板(108)的一侧；伸缩磁棒(106)和伸缩磁套(107)固定于支架(105)上；气泵(101)固定于第一侧面；磁棒气管(103)与支架(105)连接；换向阀(102)分别于气泵(101)和磁棒气管(103)连接；
伸缩磁棒(106)在气泵(101)和换向阀(102)作用下伸缩，在伸缩磁套(107)中进出或带动伸缩套(107)进入深孔板(108)；
伸缩磁套(106)和伸缩磁棒(107)在气泵(101)和换向阀(102)作用下伸缩，依次或同时在深孔板(108)中进出。
2.根据权利要求1所述的生物样本处理装置，其特征在于，伸缩磁棒(106)包括磁铁(301)、位于磁铁(301)上方且与磁铁(301)相连的伸缩管(302)、位于伸缩管(302)内部的磁棒气孔(303)。
3.根据权利要求1所述的生物样本处理装置，其特征在于，伸缩磁套包括伸缩管头(201)、位于伸缩管头(201)上方且与伸缩管头(201)相连的双层伸缩管(202)、设于双层伸缩管(202)的磁套气孔(203)。
4.根据权利要求2或3所述的生物样本处理装置，其特征在于，伸缩管(302)或双层伸缩管(202)采用软性材料，且外表面带有波纹。
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