CN106754349A - 加热振动装置及包括该加热振动装置的核酸提取设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种加热振动装置及包括该加热振动装置的核酸提取设备，加热振动装置包括加热机构，可安装并加热反应板，包括第一加热组件和第二加热组件，所述第一加热组件用于加热所述反应板的部分所述反应孔达到第一预设温度；所述第二加热组件用于加热所述反应板的其他所述反应孔中的部分所述反应孔达到第二预设温度；振动机构，与所述加热机构连接，用于驱动所述加热机构振动以带动所述反应板振动。通过该加热振动装置，省却了先加热至裂解温度，然后降温至室温，再加热至洗脱温度的漫长时间，磁珠转移距离短，无需手动振动反应板，因而大大提高了核酸提取效率和质量，且该装置结构简单，成本低，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术设备领域，特别是涉及一种加热振动装置及包括该加热振动装置的核酸提取设备。
背景技术
近年来，随着分子生物学的高速发展，涌现出了一大批以核酸为基础的分子生物学实验，如二代测序、荧光定量PCR、基因芯片、核酸分子杂交等等，而DNA的完整性、RNA降解程度、核酸的纯度和浓度等都对分子生物学实验产生或多或少的影响。此外包括精准医疗在内，以核酸为基础的医疗应用尤其是急诊应用(如病原快速诊断技术)正得到越来越多的重视和应用，极大的影响传统医疗诊断方法，提高快速诊断水平。
目前主要的核酸提取方法为磁珠法，依据与硅胶膜离心柱相同的原理，运用纳米技术对超顺磁性纳米颗粒的表面进行改良和表面修饰后，制备成超顺磁性氧化硅纳米磁珠，该磁珠能在微观界面上与核酸分子特异性地识别和高效结合。利用氧化硅纳米微球的超顺磁性，在盐酸胍、异硫氰酸胍等和外加磁场的作用下，能从血液、动物组织、食品、病原微生物等样本中分离出核酸。
磁珠法核酸提取一般可以分为裂解、结合、洗涤及洗脱，裂解需要在裂解温度下进行，洗涤需要在常温下进行，洗脱需要在洗脱温度下进行，且每一步均需要振动混匀，然而，通过人工手动进行加热、降温及振动操作需要耗费很长的时间，影响核酸提取的效率，且核酸极易降解，提取时间过长会影响所提取核酸的质量。
发明内容
基于此，有必要针对上述人工手动进行加热、降温及振动操作耗费时间长，核酸提取效率低的问题，提供一种简单高效的加热振动装置。
具体的技术方案如下：
一种加热振动装置，用于加热振动具有若干反应孔的反应板，包括：
加热机构，可安装并加热所述反应板，包括第一加热组件和第二加热组件，所述第一加热组件用于加热所述反应板的部分所述反应孔达到第一预设温度；所述第二加热组件用于加热所述反应板的其他所述反应孔中的部分所述反应孔达到第二预设温度；
振动机构，与所述加热机构连接，用于驱动所述加热机构振动以带动所述反应板振动。
上述加热振动装置使用时，只需将反应板置于加热机构上，第一加热组件将反应板上的部分反应孔加热达到裂解所需的裂解温度，第二加热组件则将其他反应孔中的一部分加热达到洗脱所需的洗脱温度，剩余常温的反应孔则用于洗涤。样品先置入达到裂解温度的反应孔中，通过裂解液/结合液破坏细胞结构，使核酸充分游离出来，从而与磁珠结合，然后将磁珠转移至常温的反应孔中通过洗涤液洗涤除去残留杂质，接着将磁珠转移至达到洗脱温度的反应孔中，通过洗脱液解离吸附在磁珠上的核酸，再将磁珠转移走，在以上各步骤中，振动机构驱动加热机构振动以使裂解洗涤洗脱充分，高浓度和高纯度的核酸则留在反应孔中。通过该加热振动装置，省却了先加热至裂解温度，然后降温至室温，再加热至洗脱温度的漫长时间，磁珠转移距离短，无需手动振动反应板，大大提高了核酸提取效率和质量，且该装置结构简单，成本低，具有良好的应用前景。
在其中一个实施例中，所述第一加热组件包括第一支撑件和第一加热件，所述第二加热组件包括第二支撑件和第二加热件，所述第一支撑件和所述第二支撑件配合形成安装所述反应板的安装位，所述第一加热件与所述第一支撑件连接以通过所述第一支撑件将热量传递至所述反应板，所述第二加热件与所述第二支撑件连接以通过所述第二支撑件将热量传递至所述反应板。
在其中一个实施例中，所述第一加热组件上设有与所述第一加热件通信连接的第一温度感应件，以检测所述第一加热组件加热的所述反应孔的温度，并控制所述第一加热件停止或运行；所述第二加热组件上设有与所述第二加热件通信连接的第二温度感应件，以检测所述第二加热组件加热的所述反应孔的温度，并控制所述第二加热件停止或运行。
在其中一个实施例中，所述振动机构包括驱动组件和旋转组件，所述旋转组件与所述加热机构连接，所述驱动组件与所述旋转组件连接以驱动所述旋转组件偏心旋转从而带动所述加热机构旋转和振动。
在其中一个实施例中，所述驱动组件包括旋转驱动轴和驱动所述旋转驱动轴旋转的旋转驱动件，所述旋转组件包括支撑板和联接轴，所述加热机构安装于所述支撑板，所述联接轴一端与所述支撑板连接，另一端与所述旋转驱动轴连接，所述联接轴的转动中心偏离于所述旋转驱动轴的转动中心。
在其中一个实施例中，所述加热机构与所述支撑板之间设有隔热垫。
在其中一个实施例中，所述旋转驱动件上连接有固定板，所述固定板上设有与所述旋转驱动件通信连接的联接轴位置感应件，所述联接轴位置感应件可发送感应信号以控制所述旋转驱动件停止，所述联接轴上设有与所述联接轴位置感应件对应的联接轴感应板以使所述联接轴位置感应件产生所述感应信号。
在其中一个实施例中，所述旋转驱动件上设有减震消音垫，所述固定板与所述减震消音垫连接以通过所述减震消音垫与所述旋转驱动件连接。
在其中一个实施例中，所述联接轴为偏心轴。
本发明的另一目的在于提供一种核酸提取设备，包括上述加热振动装置。
附图说明
图1为一实施例的加热振动装置的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“安装于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连通”另一个元件，它可以是直接连通到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，本发明一较佳实施例的一种加热振动装置100，用于加热振动具有若干反应孔的反应板200，加热振动装置100包括加热机构110和振动机构120。
加热机构110可安装并加热反应板200，加热机构110包括第一加热组件111和第二加热组件112，第一加热组件111用于加热反应板200的部分反应孔达到第一预设温度，第二加热组件112用于加热反应板200的其他反应孔中的部分反应孔达到第二预设温度。振动机构120与加热机构110连接，用于驱动加热机构110振动以带动反应板200振动。
本实施例的加热振动装置100使用时，只需将反应板200置于加热机构110上，第一加热组件111将反应板200上的部分反应孔加热达到裂解所需的裂解温度，第二加热组件112则将其他反应孔中的一部分加热达到洗脱所需的洗脱温度，剩余常温的反应孔则用于洗涤。样品先置入达到裂解温度的反应孔中，通过裂解液/结合液破坏细胞结构，使核酸充分游离出来，从而与磁珠结合，然后将磁珠转移至常温的反应孔中通过洗涤液洗涤除去残留杂质，接着将磁珠转移至达到洗脱温度的反应孔中，通过洗脱液解离吸附在磁珠上的核酸，再将磁珠转移走，在以上各步骤中，振动机构120驱动加热机构110振动以使裂解洗涤洗脱充分，高浓度和高纯度的核酸则留在反应孔中。通过该加热振动装置100，省却了先加热至裂解温度，然后降温至室温，再加热至洗脱温度的漫长时间，磁珠转移距离短，无需手动振动反应板200，大大提高了核酸提取效率和质量，且该装置结构简单，成本低，具有良好的应用前景。
具体地，第一加热组件111包括第一支撑件1111和第一加热件1112，第二加热组件112包括第二支撑件1121和第二加热件1122，第一支撑件1111和第二支撑件1121配合形成安装反应板200的安装位，第一加热件1112与第一支撑件1111连接以通过第一支撑件1111将热量传递至反应板200，第二加热件1122与第二支撑件1121连接以通过第二支撑件1121将热量传递至反应板200。
在本实施例中，反应板200为方形的96孔板，第一支撑件1111和第二支撑件1121均为具有方形安装槽的支撑架，共同配合以形成安装反应板200的安装位，第一支撑件1111和第二支撑件1121分别与反应板200的相对两端接触，从而将热量分别传递至反应板200相对两端的四排反应孔，中间四排反应孔则为常温。可以理解，反应板200的类型不限于此，如384孔板、108孔板、细胞培养板、PCR板等各种不同材料和结构均可，第一支撑件1111和第二支撑件1121的形状可根据反应板200的形状调整。优选地，第一加热件1112和第二加热件1122表面涂有导热油脂，提高导热效率。
进一步地，第一加热组件111上设有与第一加热件1112通信连接的第一温度感应件1113，以检测第一加热组件111加热的反应孔的温度，并控制第一加热件1112停止或运行。第二加热组件112上设有与第二加热件1122通信连接的第二温度感应件1123，以检测第二加热组件112加热的反应孔的温度，并控制第二加热件1122停止或运行。如此，当第一加热组件111加热的反应孔温度达到第一预设温度如裂解温度，第一温度感应件1113可发送信号控制第一加热件1112停止加热，否则继续加热；当第二加热组件112加热的反应孔温度达到第二预设温度如洗脱温度，第二温度感应件1123可发送信号控制第二加热件1122停止加热，否则继续加热，从而使对应的反应孔维持在相应的温度。
具体地，振动机构120包括驱动组件121和旋转组件122，旋转组件122与加热机构110连接，驱动组件121与旋转组件122连接以驱动旋转组件122偏心旋转从而带动加热机构110旋转和振动。
进一步地，驱动组件121包括旋转驱动轴1211和驱动该旋转驱动轴1211旋转的旋转驱动件1212，旋转组件122包括支撑板1221和联接轴1222，加热机构110安装于支撑板1221，联接轴1222一端与支撑板1221连接，另一端与旋转驱动轴1211连接，联接轴1222的转动中心偏离于旋转驱动轴1211的转动中心。更具体地，联接轴1222通过定位螺丝和D型孔与旋转驱动轴1211连接，联接轴1222上自靠近旋转驱动件1212一端依次套设有下轴承1223、套筒1224及上轴承1225，下轴承1223、套筒1224及上轴承1225上套设有旋转轴1226，旋转轴1226上套设有旋转架1227，旋转架1227通过D型孔与旋转轴1226一起旋转，旋转架1227远离旋转轴1226的一端与支撑板1221远离加热机构110的一侧连接，如此，将旋转驱动轴1211的旋转传动至支撑板1221，进而带动加热机构110旋转。
优选地，加热机构110和支撑板1221之间设有隔热垫1228，从而可防止加热机构110的热量传递给支撑板1221，并提高加热效率。
更进一步地，旋转驱动件1212上连接有固定板1213，固定板1213上设有与旋转驱动件1212通信连接的联接轴位置感应件1214，联接轴位置感应件1214可发送感应信号以控制旋转驱动件1212停止，联接轴1222上设有与联接轴位置感应件1214对应的联接轴感应板1215以使联接轴位置感应件1214产生感应信号。在本实施例中，联接轴位置感应件1214具有感应槽，联接轴感应板1215包括向远离联接轴1222方向延伸的延伸部12151和与延伸部12151成一定夹角的遮挡部12152，联接轴1222旋转带动联接轴感应板1215旋转一定角度后可使遮挡部12152伸入感应槽，从而使联接轴位置感应件1214产生感应信号控制旋转驱动件1212停止。如此，当需要停止振动机构120时，只需启动联接轴位置感应件1214，待遮挡部12152伸入感应槽，即可停止旋转驱动件1212。
优选地，固定板1213上设有阻尼减震件(图未示)，以防止在运行过程中支撑板1221振动倾斜的角度过大导致反应板200中的液体溅出。具体地，阻尼减震件是若干向支撑板1221延伸的柔性柱如橡胶柱、塑料柱等，或是环绕联接轴1222的减震垫圈如橡胶垫圈等，结构不限于此。
优选地，旋转驱动件1212上设有减震消音垫1216，固定板1213与减震消音垫1216连接以通过减震消音垫1216与旋转驱动件1212连接，从而可减弱固定板1213的振动和发出的声音。
优选地，联接轴1222为偏心轴，因此旋转时会发生偏中心旋转，不但能传递自转，同时还能传递公转，从而使加热机构110旋转振动，提高混匀效果。
通过使用本实施例的加热振动装置100省却了先加热至裂解温度，然后降温至室温，再加热至洗脱温度的漫长时间，磁珠转移距离短，无需手动振动反应板200，因而大大提高了核酸提取效率和质量，且该装置结构简单，成本低，具有良好的应用前景。
如图1所示，本发明一较佳实施例的核酸提取设备(图未示)，包括上述加热振动装置100。本实施例的核酸提取设备，通过加热振动装置100省却了先加热至裂解温度，然后降温至室温，再加热至洗脱温度的漫长时间，磁珠转移距离短，无需手动振动反应板200，因而大大提高了核酸提取效率和质量，且结构简单，成本低，具有良好的应用前景。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种加热振动装置，用于加热振动具有若干反应孔的反应板，其特征在于，包括：
加热机构，可安装并加热所述反应板，包括第一加热组件和第二加热组件，所述第一加热组件用于加热所述反应板的部分所述反应孔达到第一预设温度；所述第二加热组件用于加热所述反应板的其他所述反应孔中的部分所述反应孔达到第二预设温度；
振动机构，与所述加热机构连接，用于驱动所述加热机构振动以带动所述反应板振动。
2.根据权利要求1所述的加热振动装置，其特征在于，所述第一加热组件包括第一支撑件和第一加热件，所述第二加热组件包括第二支撑件和第二加热件，所述第一支撑件和所述第二支撑件配合形成安装所述反应板的安装位，所述第一加热件与所述第一支撑件连接以通过所述第一支撑件将热量传递至所述反应板，所述第二加热件与所述第二支撑件连接以通过所述第二支撑件将热量传递至所述反应板。
3.根据权利要求2所述的加热振动装置，其特征在于，所述第一加热组件上设有与所述第一加热件通信连接的第一温度感应件，以检测所述第一加热组件加热的所述反应孔的温度，并控制所述第一加热件停止或运行；所述第二加热组件上设有与所述第二加热件通信连接的第二温度感应件，以检测所述第二加热组件加热的所述反应孔的温度，并控制所述第二加热件停止或运行。
4.根据权利要求1所述的加热振动装置，其特征在于，所述振动机构包括驱动组件和旋转组件，所述旋转组件与所述加热机构连接，所述驱动组件与所述旋转组件连接以驱动所述旋转组件偏心旋转从而带动所述加热机构旋转和振动。
5.根据权利要求4所述的加热振动装置，其特征在于，所述驱动组件包括旋转驱动轴和驱动所述旋转驱动轴旋转的旋转驱动件，所述旋转组件包括支撑板和联接轴，所述加热机构安装于所述支撑板，所述联接轴一端与所述支撑板连接，另一端与所述旋转驱动轴连接，所述联接轴的转动中心偏离于所述旋转驱动轴的转动中心。
6.根据权利要求5所述的加热振动装置，其特征在于，所述加热机构与所述支撑板之间设有隔热垫。
7.根据权利要求5所述的加热振动装置，其特征在于，所述旋转驱动件上连接有固定板，所述固定板上设有与所述旋转驱动件通信连接的联接轴位置感应件，所述联接轴位置感应件可发送感应信号以控制所述旋转驱动件停止，所述联接轴上设有与所述联接轴位置感应件对应的联接轴感应板以使所述联接轴位置感应件产生所述感应信号。
8.根据权利要求5所述的加热振动装置，其特征在于，所述旋转驱动件上设有减震消音垫，所述固定板与所述减震消音垫连接以通过所述减震消音垫与所述旋转驱动件连接。
9.根据权利要求5所述的加热振动装置，其特征在于，所述联接轴为偏心轴。
10.一种核酸提取设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的加热振动装置。
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