CN104263633A - 一种基于磁分离的高通量生物样本处理装置 - Google Patents

一种基于磁分离的高通量生物样本处理装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于磁分离的高通量生物样本处理装置，所述处理装置为密封透明的盒子，包括盒体，所述盒体内包括96孔板、软管、丝杠一、丝杠二、丝杠三、磁铁滑块、移液滑块、八通道移液支架、梯形滑块。通过丝杠一旋转带动磁铁滑块水平移动，通过丝杠二旋转带动移液滑块水平移动，通过丝杠三旋转带动梯形滑块水平移动间接驱动八通道移液支架进行上下移动，通过外部辅助气动装置改变软管内的气压进行移液的吸取或排放。本发明装置结构简单，整个处理步骤简便、快速、效率高，操作环境封闭安全无污染。本发明装置设有8个并列的移液枪头，单次实验即可完成8个生物样本的操作，提高了样本处理的效率。

Description

一种基于磁分离的高通量生物样本处理装置
技术领域
本发明涉及生物处理设备技术领域，具体涉及一种基于磁分离的高通量生物样本处理装置。
背景技术
随着生命科学研究和生物技术的不断进步，无论是对大量的生命信息进行分析，揭示生命奥秘；还是为了突发传染性疾病的快速诊断，从容应对公共卫生安全危机；以及对严重危害人民生命健康重大疾病的大规模普查，提高人民的健康水平，均离不开快速、高通量的核酸分析。
核酸的分析研究，首先都需要对核酸进行分离纯化，传统的核酸分离技术步骤繁杂、费时长、收率低，会接触有毒试剂，并且是在一个开放式的环境下进行，容易产生污染，还很难实现自动化操作。
而采用基于磁分离技术的磁珠法核酸提取技术就能很好地克服上述缺点。该方法不需要离心、不需要加入多种有毒试剂，安全无毒、快速可靠，操作简单，符合现代核酸自动化提取要求，是未来核酸纯化方法发展的一个重要方向。
另外，在突发传染性疾病的快速诊断和重大疾病的大规模普查中，传统方法需要手工逐个完成，效率较低，不能快速及时地应对快速传染性疾病的防疫工作。同时，在现场传染病检测中，样本需要在封闭的条件下进行检测过程，避免实验人员的感染，也避免对周围环境的污染。因此基于上述需求，本发明设计一种封闭式的基于磁分离的高通量生物样本处理装置。
发明内容
本发明目的是提供一种基于磁分离的高通量生物样本处理装置，该装置结构简单，整个处理步骤简便、快速、效率高，操作环境封闭安全无污染。
本发明采用以下技术方案：
一种基于磁分离的高通量生物样本处理装置，所述处理装置为密封透明的盒子，包括盒体，所述盒体内包括96孔板、软管、丝杠一、丝杠二、丝杠三、磁铁滑块、移液滑块、八通道移液支架、梯形滑块；
所述96孔板设置在盒体内底部，通过盒体侧壁设置的导槽移入或取出；96孔板上方同一水平面上设置有分别靠近盒体两个侧壁的丝杠一和丝杠二；
所述丝杠一设有旋钮的一端和丝杠二设有旋钮的一端均穿出盒体，丝杠一的另一端顺序穿过磁铁滑块和移动液块一端，丝杠二的另一端则顺序穿过磁铁滑块和移动液块另一端；通过丝杠一旋转带动磁铁滑块水平移动，通过丝杠二旋转带动移液滑块水平移动；
所述移液滑块上方设置两根套有弹簧的导柱，八通道移液支架通过导柱固定在移液滑块上；八通道移液支架上方连接有穿出盒体的软管，下方设置有与96孔板间距相同的8个并列的移液枪头；8个并列的移液枪头通过八通道移液支架内部的气道共同与软管相连；
所述磁铁滑块靠近移液滑块的一侧设有条形永磁铁，所述条形永磁铁平行于八通道移液支架下方的8个并列的移液枪头；
所述丝杠三置于盒体上部，平行于丝杠一和丝杠二，设有旋钮的一端穿出盒体，另一端穿过梯形滑块，通过丝杠三旋转带动梯形滑块水平移动；所述梯形滑块的斜面向下，与八通道移液支架接触，通过梯形滑块的水平移动带动八通道移液支架上下移动。
进一步地，磁铁滑块两端设有孔道，丝杠一通过的一侧孔道为螺纹孔，与丝杠一上的螺纹咬合；丝杠二通过的一侧孔道为滑孔，没有与丝杠二咬合的螺纹；丝杠一的旋转驱动磁铁滑块进行水平移动，丝杠二为磁铁滑块提供支撑作用；
移液滑块两端设有孔道，丝杠二通过的一侧孔道为螺纹孔，与丝杠二上的螺纹咬合；丝杠一通过的一侧孔道为滑孔，没有与丝杠一咬合的螺纹；丝杠二的旋转驱动移液滑块进行水平移动，丝杠一为移液滑块提供支撑作用；
梯形滑块内设有一螺纹孔，与丝杠三上的螺纹咬合，丝杠三的旋转驱动梯形滑块进行水平移动。
进一步地，所述八通道移液支架与梯形滑块接触面为斜面，所述接触斜面与梯形滑块的斜面相贴合。
进一步地，所述八通道移液支架下方8个并列的移液枪头内设有滤芯。
本发明的有益效果：
1、本发明装置基于磁分离的核酸提取方法，结构简单，整个处理步骤简便、快速、效率高，操作环境封闭安全无污染。
2、本发明装置结合外部辅助气动装置就可以完成核酸检测的整个过程。提取过程是在封闭且透明的卡盒内进行，极大地降低传染性疾病的感染风险。
3、本发明装置设有八通道枪尖，用一个样品的处理时间即可实现对8个样品的处理，符合生物学高通量的操作要求，提高了样本处理的效率，使得传染性疾病爆发时能够进行快速及时的应对。
4、该装置运行费用低廉，节省用户费用。
附图说明
图1本发明整体外观示意图。
图2本发明混匀操作局部示意图。
图3本发明磁珠转移操作局部示意图。
图4本发明捕获核酸分子操作示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
一种基于磁分离的高通量生物样本处理装置，如图1所示，所述处理装置为密封透明的盒子，包括盒体1，所述盒体内包括96孔板、软管2、丝杠一3、丝杠二4、丝杠三5、磁铁滑块6、移液滑块7、八通道移液支架8、梯形滑块9。
96孔板设置在盒体1内底部，可通过盒体1侧壁设置的导槽移入或取出；96孔板上方同一水平面上设置有分别靠近盒体两个侧壁的丝杠一3和丝杠二4。
所述丝杠一3设有旋钮的一端和丝杠二4设有旋钮的一端均穿出盒体1，丝杠一3的另一端顺序穿过磁铁滑块6和移动液块7一端，丝杠二4的另一端则顺序穿过磁铁滑块6和移动液块7另一端。
磁铁滑块6两端设有孔道，丝杠一3通过的一侧孔道为螺纹孔，与丝杠一3上的螺纹咬合；丝杠二4通过的一侧孔道为滑孔，没有与丝杠二4咬合的螺纹；丝杠一3的旋转驱动磁铁滑块6进行水平移动，丝杠二4为磁铁滑块6提供支撑作用。移液滑块7两端设有孔道，丝杠二4通过的一侧孔道为螺纹孔，与丝杠二4上的螺纹咬合；丝杠一3通过的一侧孔道为滑孔，没有与丝杠一3咬合的螺纹；丝杠二4的旋转驱动移液滑块7进行水平移动，丝杠一3为移液滑块7提供支撑作用。
所述移液滑块7上方设置两根套有弹簧的导柱，八通道移液支架8通过导柱固定在移液滑块7上；八通道移液支架8上方连接有穿出盒体的软管2，下方设置有与96孔板间距相同的8个并列的移液枪头；8个并列的移液枪头通过八通道移液支架8内部的气道共同与软管2相连；软管2与外部辅助气动装置相连，提供正压或负压，实现同一列8个孔的移液吸取或排放。
所述磁铁滑块6靠近移液滑块7的一侧设有条形永磁铁，所述条形永磁铁平行于八通道移液支架8下方的8个并列的移液枪头；枪头设有滤芯，用于避免污染软管2气道。
所述丝杠三5置于盒体1上部，平行于丝杠一3和丝杠二4，设有旋钮的一端穿出盒体1，另一端穿过梯形滑块9。梯形滑块9内设有一螺纹孔，与丝杠三5上的螺纹咬合，丝杠三5的旋转驱动梯形滑块9进行水平移动。所述梯形滑块9的斜面向下，与八通道移液支架8接触贴合，通过梯形滑块9的水平移动带动八通道移液支架8上下移动。
整个样本操作过程结合简单的外部辅助气动装置，在封闭且透明的卡盒内进行，操作者可以实时观测实验的效果，并且安全无污染。
实施例1
磁珠法核酸提取实验
在96孔板上分配好核酸提取过程中所需的样本、试剂和磁珠10等试剂后，将96孔板移入装置中。
混匀操作：旋转丝杠一3驱动磁铁滑块6远离移液滑块7，旋转丝杠二4驱动移液滑块7移动至第一列孔上方，旋转丝杠三5驱动梯形滑块9下压八通道移液支架8插入到孔底，此时通过外部辅助气动装置控制导管内部的气压变化，对第一列孔内的试剂进行吸取和排放，加快孔位中液体的流动性。如图2所示。
磁珠转移操作：旋转丝杠二4驱动移液滑块7水平移动至目标孔上方，旋转丝杠一3驱动磁铁滑块6水平移动与移液滑块7贴紧，旋转丝杠三5驱动梯形滑块9下压8通道移液支架8插入目标孔底，此时，通过外部辅助气动装置控制导管内部的气压变化，对目标孔内的液体进行吸取和排放，磁珠10随液体进入枪尖后受磁场作用富集在靠近磁铁滑块6一侧，通过多次吸取与排放的过程，可以将目标孔内的磁珠10富集在枪间内；如图3所示。旋转丝杠三5驱动梯形滑块9释放8通道移液支架8上升，随后同时同向旋转丝杠一3和丝杠二4，移液滑块7和磁铁滑块6进行同步移动，移动至另一个目标孔位，旋转丝杠一3驱动磁铁滑块6远离移液滑块7，磁珠10将释放于此目标孔位。
通过上述两个基本步骤的组合，可以完成基于磁珠法的核酸提取工作，如下：
孔位配置为：孔位11放置生物样本，孔位12放置磁珠溶液，孔位13、14放置清洗液体，孔位15放置洗脱液体。
裂解细胞与捕获核酸分子：首先对孔位11进行混匀操作，再通过磁珠转移操作对孔位12的磁珠转移到孔位11中，最后再对孔位11进行混匀操作，如图4所示。
清洗杂质一：对孔位11进行磁珠转移操作至孔位13，再对孔位13进行混匀操作，最后对孔位13进行磁珠转移操作至孔位14；
清洗杂质二：对孔位14进行混匀操作，最后对孔位14进行磁珠转移操作至孔位15；
洗脱核酸：对孔位15进行混匀操作，最后对孔位15进行磁珠转移操作至孔位12，至此，孔位15中的溶液为目标核酸分子溶液。

Claims (4)

1.一种基于磁分离的高通量生物样本处理装置，其特征在于，所述处理装置为密封透明的盒子，包括盒体，所述盒体内包括96孔板、软管、丝杠一、丝杠二、丝杠三、磁铁滑块、移液滑块、八通道移液支架、梯形滑块；
所述96孔板设置在盒体内底部，通过盒体侧壁设置的导槽移入或取出；96孔板上方同一水平面上设置有分别靠近盒体两个侧壁的丝杠一和丝杠二；
所述丝杠一设有旋钮的一端和丝杠二设有旋钮的一端均穿出盒体，丝杠一的另一端顺序穿过磁铁滑块和移动液块一端，丝杠二的另一端则顺序穿过磁铁滑块和移动液块另一端；通过丝杠一旋转带动磁铁滑块水平移动，通过丝杠二旋转带动移液滑块水平移动；
所述移液滑块上方设置两根套有弹簧的导柱，八通道移液支架通过导柱固定在移液滑块上；八通道移液支架上方连接有穿出盒体的软管，下方设置有与96孔板间距相同的8个并列的移液枪头；8个并列的移液枪头通过八通道移液支架内部的气道共同与软管相连；
所述磁铁滑块靠近移液滑块的一侧设有条形永磁铁，所述条形永磁铁平行于八通道移液支架下方的8个并列的移液枪头；
所述丝杠三置于盒体上部，平行于丝杠一和丝杠二，设有旋钮的一端穿出盒体，另一端穿过梯形滑块，通过丝杠三旋转带动梯形滑块水平移动；所述梯形滑块的斜面向下，与八通道移液支架接触，通过梯形滑块的水平移动带动八通道移液支架上下移动。
2.根据权利要求1所述的基于磁分离的高通量生物样本处理装置，其特征在于，
磁铁滑块两端设有孔道，丝杠一通过的一侧孔道为螺纹孔，与丝杠一上的螺纹咬合；丝杠二通过的一侧孔道为滑孔，没有与丝杠二咬合的螺纹；丝杠一的旋转驱动磁铁滑块进行水平移动，丝杠二为磁铁滑块提供支撑作用；
移液滑块两端设有孔道，丝杠二通过的一侧孔道为螺纹孔，与丝杠二上的螺纹咬合；丝杠一通过的一侧孔道为滑孔，没有与丝杠一咬合的螺纹；丝杠二的旋转驱动移液滑块进行水平移动，丝杠一为移液滑块提供支撑作用；
梯形滑块内设有一螺纹孔，与丝杠三上的螺纹咬合，丝杠三的旋转驱动梯形滑块进行水平移动。
3.根据权利要求1所述的基于磁分离的高通量生物样本处理装置，其特征在于，所述八通道移液支架与梯形滑块接触面为斜面，所述接触斜面与梯形滑块的斜面相贴合。
4.根据权利要求1所述的基于磁分离的高通量生物样本处理装置，其特征在于，所述八通道移液支架下方8个并列的移液枪头内设有滤芯。
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