CN106867883A - 一种自动核酸提取仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动核酸提取仪，包括底座、与底座固定连接的上支承架、加热模组、试剂盒模组、磁棒模组、磁棒套模组，通过多个移动机构带动磁棒模组及磁棒套模组在试剂盒的槽孔间有序切换，实现磁珠的有序转移，自动提取出核酸溶液，提取效率高，节省人力，确保分析结果稳定性。

Description

一种自动核酸提取仪

技术领域

本发明涉及一种医疗分析设备，特别是一种自动核酸提取仪。

背景技术

核酸广泛存在于所有动植物细胞、微生物体内，生物体内的核酸常与蛋白质结合形成核蛋白。随着近年来分子生物学技术的高速发展，以核酸为基础的分子诊断和检测技术在诸多领域中日益凸显出至关重要的作用。现代分子生物学检测技术，首先面临的问题就是如何从复杂多样的生物样本中迅速有效地分离和提取所需的基因组核酸，提取后核酸质量及其完整性都会直接影响到随后的分析结果。

传统的核酸提取技术中所包含的沉淀和离心等操作需要大量生物样本，而且传统提取技术步骤较为繁琐，耗时长，效率低，操作人员需要接触化学试剂，对身体健康造成威胁。

随着现代生物技术的发展，生物磁珠提取法应运而生，生物磁珠是指具有细小粒径的超顺磁微球，有丰富的表面活性基团，可以和生化物质偶联，并在外磁场的作用下实现与被待测样品的分离。提取方法主要包括如下步骤：裂解，破坏细胞结构，使DNA充分游离出来；结合，加入磁珠结合液，使DNA与磁珠结合；洗涤，利用洗涤液去除残留杂质；洗脱，分离DNA与磁珠，得到高质量的DNA溶液。其操作步骤也较为繁琐，而且每个步骤都有严格的温度和时间条件，人工操作劳动强度大，易出错，现有的相关设备自动化程度不高，且温度控制不精准，严重影响提取效率。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种高效率的自动核酸提取仪。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自动核酸提取仪，包括底座、与底座固定连接的上支承架、加热模组、试剂盒模组、磁棒模组、磁棒套模组，所述加热模组经第一上下移动机构活动设置在所述底座上，所述试剂盒模组设置在所述加热模组的上部，所述上支承架上设有左右平移机构，所述磁棒模组经第二上下移动机构活动设置在所述左右平移机构的平移板上，所述磁棒套模组经第三上下移动机构活动设置在所述左右平移机构的平移板上。

采用上述优选的方案，通过多个移动机构带动磁棒模组及磁棒套模组在试剂盒的槽孔间有序切换，实现磁珠的有序转移，自动提取出核酸溶液，提取效率高，节省人力，确保分析结果稳定性。

进一步地，所述加热模组包括加热铝槽、加热棒、温控探头，所述加热棒设置在所述加热铝槽底部内腔，所述温控探头设置在所述加热铝槽侧壁上。

进一步地，所述加热铝槽周向及底部设置有隔热块，所述隔热块的上部设有导向限位柱，所述隔热块的底部设置有多组弹性件。

采用上述优选的方案，加热铝槽对试剂盒相应槽孔进行快速稳定加热，温控探头确保在一定温度保持稳定，隔热块既有保温作用又防止试剂盒不同槽孔温度的相互影响，确保了核酸提取效果，导向限位柱将加热铝槽与试剂盒精准定位，弹性件使加热铝槽与试剂盒底部缓冲式接触，减轻了冲击，确保接触紧密充分，提升传热效果。

进一步地，所述第一上下移动机构包括托盘、竖直固定板、丝杠、滑轨、步进电机，所述加热模组的弹性件一端固定在所述托盘上，所述竖直固定板垂直安装在所述底座上，所述丝杠、滑轨固定在竖直固定板上，所述步进电机与所述丝杠的驱动端连接，所述托盘侧边连接在所述丝杠及滑轨的滑块上，所述步进电机可驱动丝杠带动所述加热模组作上下移动。

采用上述优选的方案，第一上下移动机构能快速将加热模组向上提升，采用步进电机带动，便于通过程序控制调节加热模组的高度位置。

进一步地，所述试剂盒模组包括试剂盒、试剂盒托盘、阻尼导轨、支撑座，所述支撑座固定在所述加热模组边侧的底座上，所述试剂盒安装在所述试剂盒托盘的开口处，所述试剂盒托盘经阻尼导轨可抽拉地安装在所述支撑座上。

采用上述优选的方案，试剂盒托盘采用可抽拉式可以方便放置试剂盒，阻尼导轨可以减轻试剂盒托盘推入时的冲击，并能将试剂盒托盘拉入到指定位置。

进一步地，所述试剂盒设有多组试剂槽孔，所述试剂槽孔底部与所述加热铝槽相吻合，所述试剂盒边侧设有弹性卡扣，所述弹性卡扣的手拿处设有防滑凸点。

采用上述优选的方案，弹性卡扣结构简单，能将试剂盒稳定限位在试剂盒托盘上，并通过简单按压即可快速取出试剂盒；通过按压防滑凸点能够提高拿取试剂盒便利性，防止试剂盒的意外滑落。

进一步地，所述磁棒模组包括磁棒支架、多组磁棒，所述磁棒固定在磁棒支架上，第二上下移动机构包括伺服电机、丝杠、导向杆、直线轴承、伸出杆，所述磁棒支架与所述伸出杆固定连接，所述伺服电机可带动丝杠转动使所述磁棒作上下移动。

进一步地，所述磁棒套模组包括磁棒套支架、多组磁棒套，所述磁棒套固定在磁棒套支架上，第三上下移动机构包括伺服电机、丝杠、导向杆、直线轴承、伸出杆，所述磁棒套支架与所述伸出杆固定连接，所述伺服电机可带动丝杠转动使所述多组磁棒套作上下移动，所述磁棒套与所述磁棒同轴线设置，所述磁棒为钕铁硼材质，所述磁棒套为PC塑料材质。

采用上述优选的方案，通过磁棒相对磁棒套的上下运动，实现磁棒套周围磁场的通断。磁棒处于磁棒套内部时，磁珠被吸附到磁棒套的表面，并跟随磁棒套到试剂盒的不同槽孔内；磁棒处于磁棒套上部时，磁珠脱离磁棒套并进入到相应试剂中，最终自动实现核酸的提取。采用伺服电机作为动力源，比步进电机更加稳定，传动效率更高；磁棒套采用耐酸碱、不易沾水的材质，磁珠和试剂更容易分开，不残留，磁棒采用钕铁硼材质，磁力值高达4000GS以上，这样吸磁珠效果更好，减少吸磁时间。

进一步地，所述左右平移机构包括步进电机、导轨、丝杠、固定板、平移板，所述步进电机、导轨、丝杠安装在所述固定板上，所述固定板安装在所述上支承架上，所述平移板连接在所述丝杠和所述导轨的滑块上。

采用上述优选的方案，步进电机带动磁棒和磁棒套平稳地在试剂盒槽孔间移动。

进一步地，还包括空气循环装置和紫外消毒装置。

采用上述优选的方案，防止不同批次试剂的污染，实现提取效果的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；

图2是加热模组的一种实施方式的结构示意图；

图3是第一上下移动机构的结构示意图；

图4是试剂盒模组的结构示意图；

图5是试剂盒的结构示意图；

图6是磁棒模组的结构示意图；

图7是磁棒套模组的结构示意图；

图8是左右平移机构的结构示意图；

图9是加热模组的另一种实施方式的结构示意图；

图10是试剂盒与传热框盒结合的结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件的名称：

1-底座；11-上支承架；2-加热模组；21-加热铝槽；22加热棒；23-温控探头；24-隔热块；25-导向限位柱；26-弹性件；27-传热框盒；271-开口；272-隔膜；273-介质腔道；274-试剂管腔道；275-进液口；276-出液口；277-电磁线圈；278-吸气口；28-热介质恒温箱；29-送液泵；3-试剂盒模组；31-试剂盒；311-试剂槽孔；312-弹性卡扣；313-防滑凸点；32-试剂盒托盘；33-阻尼导轨；34-支撑座；4-磁棒模组；41-磁棒支架；42-磁棒；5-磁棒套模组；51-磁棒套支架；52-磁棒套；6-第一上下移动机构；61-托盘；62-竖直固定板；63-丝杠；64-滑轨；65-步进电机；7-第二上下移动机构；71-伺服电机；72-丝杠；73-导向杆；74-直线轴承；75-伸出杆；8-第三上下移动机构；81-伺服电机；82-丝杠；83-导向杆；84-直线轴承；85-伸出杆；9-左右平移机构；91-步进电机；92-导轨；93-丝杠；94-固定板；95-平移板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了达到本发明的目的，如图1所示，本发明的一种实施方式为：一种自动核酸提取仪，包括底座1、与底座固定连接的上支承架11、加热模组2、试剂盒模组3、磁棒模组4、磁棒套模组5，加热模组2经第一上下移动机构6活动设置在底座1上，试剂盒模组3设置在加热模组2的上部，上支承架11上设有左右平移机构9，磁棒模组4经第二上下移动机构7活动设置在左右平移机构9的平移板上，磁棒套模组5经第三上下移动机构8活动设置在左右平移机构9的平移板上。

采用上述技术方案的有益效果是：通过多个移动机构带动磁棒模组4及磁棒套模组5在试剂盒的槽孔间有序切换，实现磁珠的有序转移，自动提取出核酸溶液，提取效率高，节省人力，确保分析结果稳定性。

如图2所示，在本发明的另一些实施方式中，为了达到有效控制加热温度的目的，加热模组2包括加热铝槽21、加热棒22、温控探头23，加热棒22设置在加热铝槽21底部内腔，温控探头23设置在加热铝槽21侧壁上；加热铝槽21周向及底部设置有隔热块24，隔热块24的上部设有导向限位柱25，隔热块24的底部设置有多组弹性件26。采用上述技术方案的有益效果是：加热铝槽21对试剂盒相应槽孔进行快速稳定加热，温控探头23确保在一定温度保持稳定，隔热块24既有保温作用又防止试剂盒不同槽孔温度的相互影响，确保了核酸提取效果，导向限位柱25将加热铝槽21与试剂盒精准定位，弹性件26使加热铝槽21与试剂盒底部缓冲式接触，减轻了冲击，确保接触紧密充分，提升传热效果。

如图3所示，在本发明的另一些实施方式中，为了达到方便控制加热模组高度位置的目的，第一上下移动机构6包括托盘61、竖直固定板62、丝杠63、滑轨64、步进电机65，加热模组2的弹性件26一端固定在托盘61上，竖直固定板62垂直安装在底座1上，丝杠63、滑轨64固定在竖直固定板62上，步进电机65与丝杠63的驱动端连接，托盘61侧边连接在丝杠63及滑轨64的滑块上，步进电机65可驱动丝杠63带动加热模组2作上下移动。采用上述技术方案的有益效果是：第一上下移动机构6能快速将加热模组2向上提升，采用步进电机65带动，便于通过程序控制调节加热模组2的高度位置。

如图4所示，在本发明的另一些实施方式中，为了达到方便放置拿取试剂盒的目的，试剂盒模组3包括试剂盒31、试剂盒托盘32、阻尼导轨33、支撑座34，所述支撑座34固定在加热模组2边侧的底座1上，试剂盒31安装在试剂盒托盘32的开口处，试剂盒托盘32经阻尼导轨33可抽拉地安装在支撑座34上。采用上述技术方案的有益效果是：试剂盒托盘32采用可抽拉式可以方便放置试剂盒31，阻尼导轨33可以减轻试剂盒托盘32推入时的冲击，并能将试剂盒托盘32拉入到指定位置。

如图5所示，在本发明的另一些实施方式中，为了达到试剂盒稳定方便设置的目的，试剂盒31设有多组试剂槽孔311，试剂槽孔311底部与加热铝槽21相吻合，试剂盒31边侧设有弹性卡扣312，弹性卡扣312的手拿处设有防滑凸点313。采用上述技术方案的有益效果是：弹性卡扣312结构简单，能将试剂盒稳定限位在试剂盒托盘上，并通过简单按压即可快速取出试剂盒；通过按压防滑凸点313能够提高拿取试剂盒便利性，防止试剂盒的意外滑落。

如图6、7所示，在本发明的另一些实施方式中，为了达到磁棒、磁棒套快速稳定移动的目的，磁棒模组4包括磁棒支架41、多组磁棒42，磁棒42固定在磁棒支架41上，第二上下移动机构7包括伺服电机71、丝杠72、导向杆73、直线轴承74、伸出杆75，磁棒支架41与伸出杆75固定连接，伺服电机71可带动丝杠72转动使磁棒42作上下移动；磁棒套模组5包括磁棒套支架51、多组磁棒套52，磁棒套52固定在磁棒套支架51上，第三上下移动机构8包括伺服电机81、丝杠82、导向杆83、直线轴承84、伸出杆85，磁棒套支架51与伸出杆85固定连接，伺服电机81可带动丝杠82转动使磁棒套52作上下移动，磁棒套52与磁棒42同轴线设置，磁棒42为钕铁硼材质，磁棒套52为PC塑料材质。采用上述技术方案的有益效果是：通过磁棒42相对磁棒套52的上下运动，实现磁棒套52周围磁场的通断。磁棒42处于磁棒套52内部时，磁珠被吸附到磁棒套52的表面，并跟随磁棒套52到试剂盒31的不同槽孔311内；磁棒42处于磁棒套52上部时，磁珠脱离磁棒套52并进入到相应试剂中，最终自动实现核酸的提取。采用伺服电机71/81作为动力源，比步进电机更加稳定，传动效率更高；磁棒套52采用耐酸碱、不易沾水的材质，磁珠和试剂更容易分开，不残留，磁棒42采用钕铁硼材质，磁力值高达4000GS以上，这样吸磁珠效果更好，减少吸磁时间。

如图8所示，在本发明的另一些实施方式中，为了达到磁棒、磁棒套平稳移动的目的，所述左右平移机构9包括步进电机91、导轨92、丝杠93、固定板94、平移板95，所述步进电机、导轨、丝杠安装在所述固定板上，所述固定板安装在所述上支承架上，所述平移板连接在所述丝杠和所述导轨的滑块上。采用上述技术方案的有益效果是：步进电机带动磁棒和磁棒套平稳地在试剂盒槽孔间移动。

在本发明的另一些实施方式中，为了达到防污染控制的目的，还包括空气循环装置和紫外消毒装置。采用上述技术方案的有益效果是：防止不同批次试剂的污染，实现提取效果的稳定性。

如图9所示，在本发明的另一些实施方式中，为了达到为提取各步骤中生化反应提供相应的稳定温度的目的，加热模组2包括传热框盒27、多个热介质恒温箱28、多个送液泵29，送液泵29将热介质恒温箱28内的热介质抽送到传热框盒27内腔。采用上述技术方案的有益效果是：根据提取条件所需温度，对试剂盒各试剂槽孔进行热介质传热，受热面积大、传热快，提供恒定的反应温度，提高核酸提取质量。

如图10所示，在本发明的另一些实施方式中，为了达到保持试剂盒洁净的目的，传热框盒27设有多个传热腔室，所述传热腔室上部设有开口271，开口271内周设有隔膜272，隔膜272的另一端固定到所述传热腔室的底部，隔膜272将所述传热腔室分隔为介质腔道273和试剂管腔道274，试剂盒31的试剂槽孔311经开口271放置到试剂管腔道274内。采用上述技术方案的有益效果是：隔膜既保持了试剂盒31的洁净，又能贴合在试剂盒各试剂槽孔311的外周，确保传热的高效。

如图10所示，在本发明的另一些实施方式中，为了达到促使温度介质循环保温的目的，介质腔道273壁上设有进液口275、出液口276，热介质经进液口275进入介质腔道273，经出液口276排出介质腔道273。采用上述技术方案的有益效果是：热介质在介质腔道273内不断循环，为生化反应提供稳定的温度环境。

如图10所示，在本发明的另一些实施方式中，为了达到促进磁珠与电磁棒分离的目的，介质腔道273内还设有电磁线圈277，电磁线圈277围绕试剂管腔道274周向设置。采用上述技术方案的有益效果是：当电磁棒2断电失磁后，电磁线圈277短时间通电，可以让与磁珠与电磁棒2分离更充分，完全浸入到试剂中参与生化反应，提高磁珠利用效率。

如图10所示，在本发明的另一些实施方式中，为了达到温度介质与试剂盒试剂槽孔保持充分接触的目的，试剂管腔道274底部设有吸气口278，吸气口278经气管与吸气动力源相连通。采用上述技术方案的有益效果是：吸气动力源对试剂管腔道进行抽真空处理，隔膜272会完全贴合于试剂盒的试剂槽孔311外周，提高导热介质与试剂槽孔的接触面积，进行更高效稳定传热。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动核酸提取仪，包括底座、与底座固定连接的上支承架，其特征是：还包括加热模组、试剂盒模组、磁棒模组、磁棒套模组，所述加热模组经第一上下移动机构活动设置在所述底座上，所述试剂盒模组设置在所述加热模组的上部，所述上支承架上设有左右平移机构，所述磁棒模组经第二上下移动机构活动设置在所述左右平移机构的平移板上，所述磁棒套模组经第三上下移动机构活动设置在所述左右平移机构的平移板上。

2.根据权利要求1所述的自动核酸提取仪，其特征是：所述加热模组包括加热铝槽、加热棒、温控探头，所述加热棒设置在所述加热铝槽底部内腔，所述温控探头设置在所述加热铝槽侧壁上。

3.根据权利要求2所述的自动核酸提取仪，其特征是：所述加热铝槽周向及底部设置有隔热块，所述隔热块的上部设有导向限位柱，所述隔热块的底部设置有多组弹性件。

4.根据权利要求3所述的自动核酸提取仪，其特征是：所述第一上下移动机构包括托盘、竖直固定板、丝杠、滑轨、步进电机，所述加热模组的弹性件一端固定在所述托盘上，所述竖直固定板垂直安装在所述底座上，所述丝杠、滑轨固定在竖直固定板上，所述步进电机与所述丝杠的驱动端连接，所述托盘侧边连接在所述丝杠及滑轨的滑块上，所述步进电机可驱动丝杠带动所述加热模组作上下移动。

5.根据权利要求1所述的自动核酸提取仪，其特征是：所述试剂盒模组包括试剂盒、试剂盒托盘、阻尼导轨、支撑座，所述支撑座固定在所述加热模组边侧的底座上，所述试剂盒安装在所述试剂盒托盘的开口处，所述试剂盒托盘经阻尼导轨可抽拉地安装在所述支撑座上。

6.根据权利要求5所述的自动核酸提取仪，其特征是：所述试剂盒设有多组试剂槽孔，所述试剂槽孔底部与所述加热铝槽相吻合，所述试剂盒边侧设有弹性卡扣，所述弹性卡扣的手拿处设有防滑凸点。

7.根据权利要求1所述的自动核酸提取仪，其特征是：所述磁棒模组包括磁棒支架、多组磁棒，所述磁棒固定在磁棒支架上，第二上下移动机构包括伺服电机、丝杠、导向杆、直线轴承、伸出杆，所述磁棒支架与所述伸出杆固定连接，所述伺服电机可带动丝杠转动使所述磁棒作上下移动。

8.根据权利要求7所述的自动核酸提取仪，其特征是：所述磁棒套模组包括磁棒套支架、多组磁棒套，所述磁棒套固定在磁棒套支架上，第三上下移动机构包括伺服电机、丝杠、导向杆、直线轴承、伸出杆，所述磁棒套支架与所述伸出杆固定连接，所述伺服电机可带动丝杠转动使所述多组磁棒套作上下移动，所述磁棒套与所述磁棒同轴线设置，所述磁棒为钕铁硼材质，所述磁棒套为PC塑料材质。

9.根据权利要求8所述的自动核酸提取仪，其特征是：所述左右平移机构包括步进电机、导轨、丝杠、固定板、平移板，所述步进电机、导轨、丝杠安装在所述固定板上，所述固定板安装在所述上支承架上，所述平移板连接在所述丝杠和所述导轨的滑块上。

10.根据权利要求9所述的自动核酸提取仪，其特征是：还包括空气循环装置和紫外消毒装置。