CN106119082A - 改混匀方式的核酸提取设备及其混匀、吸附方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种改混匀方式的核酸提取设备及其混匀、吸附方法，包括基座，设置在基座上的试管架、磁棒套架、磁棒架，分别驱动试管架、磁套架和磁棒架独立动作的磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构，其特征在于还包括设置在所述基座上的水平移动机构，所述水平移动机构驱动所述磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构水平移动，使所述磁棒套和磁棒水平移动。其特点：通过水平移动机构使磁棒套能够在裂解液腔中横向（水平方向）往返移动，实现对大体积裂解液、核酸和磁珠的充分混合，磁珠能够充分、均匀吸附核酸，通过磁棒套和磁棒在磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构作用下能够提取磁珠，最终实现高纯度、高效率提取核酸的目的，并尽可能保持核酸的DNA长链。
Description
技术领域
本发明涉及一种核酸提取设备，尤其涉及一种改混匀方式的核酸提取设备及其混匀、吸附方法。
背景技术
近年来以核酸为研究对象的生物技术有着飞速的发展。以核酸为研究对象的生物技术主要包括对核酸的提取、克隆、扩增、检测、测序等等。目前，这些技术不仅在研究单位使用，在社会生活中也有着广泛的应用。其中，核酸提取作为所有技术的基础，更是受到了广泛的关注。因此，也研发出了一系列的核酸提取方法，而这当中尤以磁珠法最为突出。磁珠法提取核酸的优点主要体现在：1、能够实现自动化、大批量操作；2、操作简单、用时短；3、安全无毒，不使用传统方法中的苯、氯仿等有毒试剂；4、磁珠与核酸的特异性结合使得提取的核酸纯度高、浓度大。
磁珠法的提取步骤可以分为裂解、结合、洗涤和洗脱，各步骤之间的磁珠传递则都需要使用磁珠吸附来实现。一般的，在自动化生产中，上述的各个步骤都需要使用混匀手段，而液体的混匀是否充分将直接影响到核酸的提取纯度，而是否完全吸附则直接影响到磁珠的回收率。目前，市面上的设备都是通过磁棒套的上下往复运动，或是通过磁棒套的旋转运动达到混匀的目的。对于磁棒套上下往复运动实现混匀的方式来说，该方法一般只适用于小体积的液体样本的混匀，其结构简单较容易实现，但是，对于裂解液腔体积较大、其内放置较多液体的混匀来说，则较难混匀，即使通过磁棒套长时间的上下往返运动，也较难完全混匀，既费时也混合不均匀，影响提取效率和纯度；对于磁棒套旋转运动实现混匀的方式来说，首先，对磁棒套形成旋转的机构较为复杂，同时，由于磁棒套的旋转运动会产生较大离心力，破坏核酸的DNA链，故很难提取较长的DNA链，影响以核酸为研究对象的生物实验效果。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题而提供一种改混匀方式的核酸提取设备及其混匀、吸附方法，通过水平移动机构使磁棒套能够在裂解液腔中横向（水平方向）往返移动，实现对大体积裂解液、核酸和磁珠的充分混合，磁珠能够充分、均匀吸附核酸，通过磁棒套和磁棒在磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构作用下能够提取磁珠，最终实现高纯度、高效率提取核酸的目的，并尽可能保持核酸的DNA长链。
本发明的上述技术目的主要是通过以下技术方案解决的：改混匀方式的核酸提取设备，包括基座，设置在基座上的试管架、磁棒套架、磁棒架，分别驱动试管架、磁套架和磁棒架独立动作的磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构，其特征在于还包括设置在所述基座上的水平移动机构，所述水平移动机构驱动所述磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构水平移动，使所述磁棒套和磁棒水平移动，使所述磁棒套水平往返动作混匀试剂。
通过水平移动机构使磁棒套能够在裂解液腔中横向（水平方向）往返移动，实现对大体积裂解液、核酸和磁珠的充分混合，磁珠能够充分、均匀吸附核酸，通过磁棒套和磁棒在磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构作用下能够提取磁珠，最终实现高纯度、高效率提取核酸的目的，并尽可能保持核酸的DNA长链。
具体来说，水平移动机构移动磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构，使磁棒始终位于磁棒套上方（通过磁棒驱动机构的作用，磁棒能够插入磁棒套），待磁棒套和磁棒移动到裂解液腔上方时，通过磁棒套驱动机构的作用，使磁棒套插入裂解液腔，并深入到裂解液腔底部，然后通过水平移动机构的作用，使磁棒套在裂解液腔中来回往返平移，充分混匀裂解液、核酸和磁珠。然后通过磁棒驱动机构的作用，使磁棒插入并深入到磁棒套底部，用于使磁珠吸附到磁棒套上，在吸附磁珠的过程中，水平移动机构也可以驱动磁棒套水平移动，用于完全吸附磁珠，提高磁珠的收集率，进而提高提取核酸的效率和纯度。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采用如下技术措施：为了简化结构，所述磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构都设置在一座体上，所述水平移动机驱动所述座体水平移动。由于磁棒在试验的过程中，始终处于磁棒套的正上方，方便磁棒顺利插入磁棒套。
本技术方案涉及的核酸提取设备既适用于具有独立内腔的大试管，也适用于具有多一个内腔的试剂盒。对于具有独立内腔的大试管来说，所述试管架至少具有固定容纳裂解液的大试管、容纳洗涤液的试管、容纳洗脱液的试管的结构。对于试剂盒来说，试剂盒集合了容纳裂解液的腔体、容纳洗涤液的腔体和容纳洗脱液的腔体，所述试管架设置固定试剂盒的结构。
作为优选，所述试管架上设有试剂盒固定座，所述试剂盒上设有至少一个裂解液腔、至少一个洗涤腔和至少一个洗脱腔。一般情况下，试剂盒上还设置备用裂解液腔，为了增加洗涤和洗脱效果，分别设置至少两个洗涤腔和至少两个洗脱腔。
所述裂解液腔在所述水平移动机构水平移动的方向具有供所述磁棒套平移的空间。也就是说，裂解液腔的体积较大，磁棒套能够在裂解液腔内水平移动。
作为优选，所述裂解液腔的横截面为圆形、为椭圆形或者为腰形。其中，为了方便生产加工，腰形的结构具体包括两端的半圆形和中间部位的长方形。
改混匀方式的核酸提取设备的混匀、吸附方法，其特征在于：
平移所述磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构：使所述磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构上的所述磁棒套和磁棒位于所述试管架上方；
插入所述磁棒套：所述磁棒套驱动机构使所述磁棒套下降插入试管架上设置的裂解液腔中；
平移所述磁棒套：使所述磁棒套在所述裂解液腔中往返来回平移，进行混匀，对裂解液、核酸和磁珠混匀的同时；
插入磁棒：当混匀完成，所述磁棒驱动机构驱动所述磁棒下降插入所述磁棒套；
吸附：所述裂解液腔中的磁珠吸附核酸，所述磁棒使所述磁棒套吸附所述磁珠；吸附磁珠时，也能通过平移所述磁棒套，对磁珠的完全吸附，提高磁珠的回收率；
完成核酸初提取：所述磁棒套驱动机构和所述磁棒驱动机构同步上升，使所述磁珠跟随所述磁棒套上升脱离所述裂解液腔。后续的洗涤步骤和洗脱步骤根据常规方式操作。如果在洗涤步骤和洗脱步骤中仍然涉及到大体积液体的试管，则采用混匀、吸附的方式，通过水平移动机构往返平移磁棒套，完成充分洗涤和洗脱工作。
本发明具有的有益效果：1、通过水平移动机构使磁棒套能够在裂解液腔中横向（水平方向）往返移动，实现对大体积裂解液、核酸和磁珠的充分混合，磁珠能够充分、均匀吸附核酸，通过磁棒套和磁棒在磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构作用下能够提取磁珠，最终实现高纯度、高效率提取核酸的目的，并尽可能保持核酸的DNA长链。2、如果在洗涤步骤和洗脱步骤中仍然涉及到大体积液体的试管，则采用混匀、吸附的方式，通过水平移动机构往返平移磁棒套，完成充分洗涤和洗脱工作。3、为了简化结构，所述磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构都设置在一座体上，所述水平移动机驱动所述座体水平移动。由于磁棒在试验的过程中，始终处于磁棒套的正上方，方便磁棒顺利插入磁棒套。4、技术方案涉及试管架可以设计为适用于具有独立内腔的大试管，也可以设计为适用于具有多一个内腔的试剂盒。对于具有独立内腔的大试管来说，所述试管架至少具有固定容纳裂解液的大试管、容纳洗涤液的试管、容纳洗脱液的试管的结构。对于试剂盒来说，试剂盒集合了容纳裂解液的腔体、容纳洗涤液的腔体和容纳洗脱液的腔体，所述试管架设置固定试剂盒的结构。5、采用试剂盒的方式，则有利于向核酸提取设备放、取试剂盒，提高放、取试剂盒效率，进而提高核酸提取设备的工作效率，缩短停机放、取试剂盒的时间。6、核酸提取设备的操作简单方便，工作步骤干脆利落，既提高混匀、吸附效果，又提高提取效率和纯度。
附图说明
图1是本发明的一直结构示意图。
图2是图1水平移动机驱动将磁棒套和磁棒平移到试剂盒的裂解液腔上方的结构示意图。
图3是在图2状态时，通过磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构使磁棒套插入裂解液腔，并在水平移动机驱动下在裂解液腔中水平移动的结构示意图。
图4是在图3状态下，完成混匀工作后，通过磁棒驱动机构使磁棒插入磁棒套用于吸附磁珠的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：改混匀方式的核酸提取设备，如图1所示，包括基座6，设置在基座上的试管架31、磁棒套架21、磁棒架11，分别驱动试管架、磁套架和磁棒架独立动作的磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构，其特征在于还包括设置在所述基座上的水平移动机构5，所述水平移动机构5驱动所述磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构水平移动，使所述磁棒套2和磁棒1水平移动，使所述磁棒套水平往返动作混匀试剂。磁棒套水平往返动作混匀试剂的前提是磁棒套插入试管或试剂盒3，试管或试剂盒中具有裂解液腔32。
通过水平移动机构5使磁棒套能够在裂解液腔32中横向（水平方向）往返移动，实现对大体积裂解液、核酸和磁珠的充分混合，磁珠能够充分、均匀吸附核酸，通过磁棒套2和磁棒1在磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构作用下能够提取磁珠，最终实现高纯度、高效率提取核酸的目的，并尽可能保持核酸的DNA长链。
具体来说，水平移动机构5移动磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构，使磁棒1始终位于磁棒套2上方（通过磁棒驱动机构的作用，磁棒能够插入磁棒套），待磁棒套和磁棒移动到裂解液腔32上方时，通过磁棒套驱动机构的作用，使磁棒套2插入裂解液腔，并深入到裂解液腔底部，然后通过水平移动机构的作用，使磁棒套在裂解液腔中来回往返平移，充分混匀裂解液、核酸和磁珠。然后通过磁棒驱动机构的作用，使磁棒插入并深入到磁棒套底部，用于使磁珠吸附到磁棒套上，在吸附磁珠的过程中，水平移动机构也可以驱动磁棒套水平移动，用于完全吸附磁珠，提高磁珠的收集率，进而提高提取核酸的效率和纯度。
在本实施例中，关于磁棒套驱动机构、磁棒驱动机构和水平移动机构5没有具体展开说明，对于本领域技术人员来说，完全能够理解磁棒套驱动机构、磁棒驱动机构和水平移动机构5分别实现升、降和水平移动的具体实施方案，因此，为了篇幅，避免赘述，省略了磁棒套驱动机构、磁棒驱动机构和水平移动机构5的具体详细说明，仅通过功能限定的方式提及。
在本实施例中，为了简化结构，所述磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构都设置在一座体4上，所述水平移动机驱动所述座体水平移动。由于磁棒在试验的过程中，始终处于磁棒套的正上方，方便磁棒顺利插入磁棒套。
本技术方案涉及的核酸提取设备既适用于具有独立内腔的大试管，也适用于具有多一个内腔的试剂盒。对于具有独立内腔的大试管来说，所述试管架至少具有固定容纳裂解液的大试管、容纳洗涤液的试管、容纳洗脱液的试管的结构。对于试剂盒来说，试剂盒集合了容纳裂解液的腔体、容纳洗涤液的腔体和容纳洗脱液的腔体，所述试管架设置固定试剂盒的结构。
作为优选，所述试管架上设有试剂盒固定座，所述试剂盒上设有至少一个裂解液腔32、至少一个洗涤腔33和至少一个洗脱腔34。一般情况下，试剂盒上还设置备用裂解液腔（紧挨裂解液腔32），为了增加洗涤和洗脱效果，分别设置至少两个洗涤腔和至少两个洗脱腔。
所述裂解液腔在所述水平移动机构水平移动的方向具有供所述磁棒套平移的空间。也就是说，裂解液腔的体积较大，磁棒套能够在裂解液腔内水平移动。
作为优选，所述裂解液腔的横截面为圆形、为椭圆形或者为腰形。其中，为了方便生产加工，腰形的结构具体包括两端的半圆形和中间部位的长方形。
改混匀方式的核酸提取设备的混匀、吸附方法，其特征在于：
平移所述磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构：使所述磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构上的所述磁棒套和磁棒位于所述试管架上方；
插入所述磁棒套：所述磁棒套驱动机构使所述磁棒套下降插入试管架上设置的裂解液腔中；
平移所述磁棒套：使所述磁棒套在所述裂解液腔中往返来回平移，进行混匀，对裂解液、核酸和磁珠混匀的同时；
插入磁棒：当混匀完成，所述磁棒驱动机构驱动所述磁棒下降插入所述磁棒套；
吸附：所述裂解液腔中的磁珠吸附核酸，所述磁棒使所述磁棒套吸附所述磁珠；吸附磁珠时，也能通过平移所述磁棒套，对磁珠的完全吸附，提高磁珠的回收率；
完成核酸初提取：所述磁棒套驱动机构和所述磁棒驱动机构同步上升，使所述磁珠跟随所述磁棒套上升脱离所述裂解液腔。后续的洗涤步骤和洗脱步骤根据常规方式操作。如果在洗涤步骤和洗脱步骤中仍然涉及到大体积液体的试管，则采用混匀、吸附的方式，通过水平移动机构往返平移磁棒套，完成充分洗涤和洗脱工作。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。在上述实施例中，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.改混匀方式的核酸提取设备，包括基座，设置在基座上的试管架、磁棒套架、磁棒架，分别驱动磁套架和磁棒架独立动作的磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构，其特征在于还包括设置在所述基座上的水平移动机构，所述水平移动机构驱动所述磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构水平移动，使所述磁棒套和磁棒水平移动，使所述磁棒套水平往返动作混匀试剂。
2.根据权利要求1所述的改混匀方式的核酸提取设备，其特征在于所述磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构都设置在一座体上，所述水平移动机驱动所述座体水平移动。
3.根据权利要求1或2所述的改混匀方式的核酸提取设备，其特征在于所述试管架上设有试剂盒固定座，所述试剂盒上设有至少一个裂解液腔、至少一个洗涤腔和至少一个洗脱腔。
4.根据权利要求3所述的改混匀方式的核酸提取设备，其特征在于所述裂解液腔在所述水平移动机构水平移动的方向具有供所述磁棒套平移的空间。
5.根据权利要求4所述的改混匀方式的核酸提取设备，其特征在于所述裂解液腔的横截面为圆形、为椭圆形或者为腰形。
6.根据权利要求1所述的改混匀方式的核酸提取设备的混匀、吸附方法，其特征在于：
平移所述磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构：使所述磁棒套驱动机构和磁棒驱动机构上的所述磁棒套和磁棒位于所述试管架上方；
插入所述磁棒套：所述磁棒套驱动机构使所述磁棒套下降插入试管架上设置的裂解液腔中；
平移所述磁棒套：使所述磁棒套在所述裂解液腔中往返来回平移，进行混匀；
插入磁棒：当混匀完成，所述磁棒驱动机构驱动所述磁棒下降插入所述磁棒套；
吸附：所述裂解液腔中的磁珠吸附核酸，所述磁棒使所述磁棒套吸附所述磁珠；
完成核酸初提取：所述磁棒套驱动机构和所述磁棒驱动机构同步上升，使所述磁珠跟随所述磁棒套上升脱离所述裂解液腔。
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