CN106906121B - 电磁铁控制的核酸分离装置及分离方法 - Google Patents

电磁铁控制的核酸分离装置及分离方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电磁铁控制的核酸分离装置及分离方法，分离装置包括：相对设置的管槽座和管槽盖，以及设置在管槽座和管槽盖之间的软袋，管槽座和管槽盖相对的一面均设置有电磁铁；管槽座上设有若干个相互平行的下管槽，管槽盖上设有若干个相互平行的上管槽，管槽座和管槽盖合在一起时，每个下管槽对应一个上管槽并对接形成一个横截面为圆形的管腔；软袋一端为入口端，另一端为出口端，出口端设有若干个平行的排出管；位于管槽座和管槽盖之间的软袋被分隔在每个管腔中，形成各自相互封闭的条形通道，条形通道一端均连通入口端，条形通道另一端均各自连通各自对应的排出管。

Description

电磁铁控制的核酸分离装置及分离方法
技术领域
本发明涉及一种核酸提取技术方案，尤其涉及一种电磁铁控制的核酸分离装置及分离方法。
背景技术
核酸包括DNA、RNA两种分子，以核酸为研究对象的生物技术，包括对核酸的提取、克隆、扩增、检测、测序等一系列技术，近年来飞速发展，这些技术目前不仅在研究单位使用，而且在社会生活中多个职能部门已经广泛应用。而核酸研究的第一步，就是从各种生物样品中提取核酸，核酸提取的效率成为下游核酸研究能否成功的制约因素。核酸在细胞中都是以与蛋白质结合的状态存在，核酸提取的主要步骤为：裂解细胞去除与核酸结合的蛋白质以及多糖、脂类等生物大分子，并纯化核酸，去除盐类，有机剂等杂质。
现有的核酸提取基本上是采用磁珠法，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的DNA和RNA分离出来，可应用在临床疾病诊断、输血安全、法医学鉴定、疾控检测、核酸样品建库、环境微生物检测、食品安全检测、分子生物学研究等多种领域。
现有技术中均采用多根永磁铁棒进行磁珠式分离，分离时，磁珠仅仅集中在永磁铁棒外部隔离套的尖端部，这是即使是多根永磁铁棒共同收集，其收集量也比较有限，同时使用磁棒不断插入不同的溶液的方式比较麻烦。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种电磁铁控制的核酸分离装置及分离方法。
为达到上述目的，本发明采用的第一种技术方案为：一种电磁铁控制的核酸分离装置，包括：相对设置的管槽座和管槽盖，以及设置在管槽座和管槽盖之间的软袋，管槽座和管槽盖相对的一面均设置有电磁铁；
管槽座上设有若干个相互平行的下管槽，管槽盖上设有若干个相互平行的上管槽，管槽座和管槽盖合在一起时，每个下管槽对应一个上管槽并对接形成一个横截面为圆形的管腔；
软袋一端为入口端，另一端为出口端，出口端设有若干个平行的排出管；
位于管槽座和管槽盖之间的软袋被分隔在每个管腔中，形成各自相互封闭的条形通道，条形通道一端均连通入口端，条形通道另一端均各自连通各自对应的排出管。
本发明一个较佳实施例中，所述管槽座固定设置，所述管槽盖能够相对管槽座移动设置。
本发明一个较佳实施例中，所述管槽盖顶部设置有吸盘机械手，所述吸盘机械手上还设置有振动器。
本发明一个较佳实施例中，所述软袋由橡胶或塑料膜制成，并具备弹性。
本发明一个较佳实施例中，所述入口端连接有液体泵。
本发明一个较佳实施例中，所述出口端的排出管通过夹具控制封闭或敞开。
本发明一个较佳实施例中，所述软袋倾斜或水平设置，倾斜设置时，其入口端高于其出口端。
本发明一个较佳实施例中，充满液体时，所述软袋为扁平结构。
本发明采用的第二种技术方案为：一种使用核酸纳米磁珠分离装置进行的核酸分离方法，包括以下步骤：
S1:将带有目标核酸的样品、裂解液、结合液和磁珠混合液依次加入容器中，搅拌混合形成混合液，然后将混合液充入软袋内；
S2:使用管槽座和管槽盖将充满混合液的软袋夹持住，然后将振动器、管槽座上的电磁铁和管槽盖上的电磁铁均启动，使软袋内结合核酸的磁珠被电磁铁吸附在软袋的内壁上；
S3:在软袋的每个排出管均保持敞开的状态下，向软袋入口端不断通入洗涤液，保证结合核酸的磁珠吸附在软袋内壁并不断被洗涤液洗涤；
S4:向软袋内充入洗脱液，然后将管槽座上的电磁铁和管槽盖上的电磁铁均关闭，通过振动器振动使结合核酸的磁珠与洗脱液充分混合，进而使核酸与磁珠分离；
S5:重新开启管槽座上的电磁铁和管槽盖上的电磁铁，在经过一段时间的振动器震动，使磁珠均吸附在软袋内壁，此时带有核酸但是不带有磁珠的洗脱液从软袋的每个排出管排出并被收集，此时带有核酸的洗脱液便是需要提纯的核酸提取液。
本发明一个较佳实施例中，步骤S1和步骤S4中的软袋初始时，均是无空气的干瘪状态；然后通过液体将软袋充满并保证软袋外壁紧贴所述管腔内壁。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
（1）通过设置管槽座和管槽盖的结构，且二者相对的面均设置电磁铁，保证电磁铁可以将软袋内部混合液中的磁珠吸附在软袋内壁上，这样电磁铁的整个面均是针对磁珠分离的有效面积，相比于现有技术，磁场吸附分离面积得以扩展，分离效率得以提高。
（2）上管槽和下管槽配合形成管腔的结构，可以将软袋立即分隔成不同的相对密封的条形通道，通道结构形成无需预先针对软袋制作进行成型，而是通过管腔的压持形成，一次性软袋的制作成本得以降低。
（3）通过在软袋两端设置入口端和出口端，可以方便的向软袋内导入和导出各类液体，液体在外部的容器中配比好后，通过泵体导入或导出，使用方便，无序占用其他多余容器。
（4）在提取完同一个样品后，软袋不再重复利用，由于软袋采用橡胶或塑料膜材质制成，成本较低，一次性使用可以防止样品之间的交叉污染。软袋的弹性可在冲入液体后适当过盈，一方面保证软袋外壁能够与电磁铁的管腔内壁贴合，另一方面可以保证软袋不会因为管腔内壁的挤压爆裂。
（5）设置若干个平行的条形通道可以做对照试验，每次提取是在同一条件下不同条形通道中进行的平行试验。
（6）振动器在吸盘机械手上，方便振动，方便移取管槽盖，使软袋中的液体能够混合均匀，同时也能够使悬浮的磁珠加速移动贴附在软袋内壁上。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
图1是本发明的优选实施例的立体结构图；
图2是本发明的优选实施例的爆炸图；
图中：1、管槽座；2、下管槽；3、管槽盖；4、上管槽；5、软袋；6、入口端；7、排出管；8、吸盘机械手。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1和图2所示，一种电磁铁控制的核酸分离装置，包括：相对设置的管槽座1和管槽盖3，以及设置在管槽座1和管槽盖3之间的软袋5，管槽座1和管槽盖3相对的一面均设置有电磁铁；管槽座1上设有若干个相互平行的下管槽2，管槽盖3上设有若干个相互平行的上管槽4，管槽座1和管槽盖3合在一起时，每个下管槽2对应一个上管槽4并对接形成一个横截面为圆形的管腔；软袋5一端为入口端6，另一端为出口端，出口端设有若干个平行的排出管7；位于管槽座1和管槽盖3之间的软袋5被分隔在每个管腔中，形成各自相互封闭的条形通道，条形通道一端均连通入口端6，条形通道另一端均各自连通各自对应的排出管7。
通过设置管槽座1和管槽盖3的结构，且二者相对的面均设置电磁铁，保证电磁铁可以将软袋5内部混合液中的磁珠吸附在软袋5内壁上，这样电磁铁的整个面均是针对磁珠分离的有效面积，相比于现有技术，磁场吸附分离面积得以扩展，分离效率得以提高。
上管槽4和下管槽2配合形成管腔的结构，可以将软袋5立即分隔成不同的相对密封的条形通道，通道结构形成无需预先针对软袋5制作进行成型，而是通过管腔的压持形成，一次性软袋5的制作成本得以降低。
通过在软袋5两端设置入口端6和出口端，可以方便的向软袋5内导入和导出各类液体，液体在外部的容器中配比好后，通过泵体导入或导出，使用方便，无序占用其他多余容器。
管槽座1固定设置，管槽盖3能够相对管槽座1移动设置，管槽盖3顶部设置有吸盘机械手8，所述吸盘机械手8上还设置有振动器。振动器在吸盘机械手8上，方便振动，方便移取管槽盖3，使软袋5中的液体能够混合均匀，同时也能够使悬浮的磁珠加速移动贴附在软袋5内壁上。
软袋5由橡胶或塑料膜制成，并具备弹性，在提取完同一个样品后，软袋5不再重复利用，由于软袋5采用橡胶或塑料膜材质制成，成本较低，一次性使用可以防止样品之间的交叉污染。软袋5的弹性可在冲入液体后适当过盈，一方面保证软袋5外壁能够与电磁铁的管腔内壁贴合，另一方面可以保证软袋5不会因为管腔内壁的挤压爆裂。
设置若干个平行的条形通道可以做对照试验，每次提取是在同一条件下不同条形通道中进行的平行试验。
入口端6连接有液体泵。
出口端的排出管7通过夹具控制封闭或敞开。
软袋5倾斜或水平设置，倾斜设置时，其入口端6高于其出口端。
充满液体时，所述软袋5为扁平结构。
一种使用核酸纳米磁珠分离装置进行的核酸分离方法，包括以下步骤：
S1:将带有目标核酸的样品、裂解液、结合液和磁珠混合液依次加入容器中，搅拌混合形成混合液，然后将混合液充入软袋5内；
S2:使用管槽座1和管槽盖3将充满混合液的软袋5夹持住，然后将振动器、管槽座1上的电磁铁和管槽盖3上的电磁铁均启动，使软袋5内结合核酸的磁珠被电磁铁吸附在软袋5的内壁上；
S3:在软袋5的每个排出管7均保持敞开的状态下，向软袋5入口端6不断通入洗涤液，保证结合核酸的磁珠吸附在软袋5内壁并不断被洗涤液洗涤；
S4:向软袋5内充入洗脱液，然后将管槽座1上的电磁铁和管槽盖3上的电磁铁均关闭，通过振动器振动使结合核酸的磁珠与洗脱液充分混合，进而使核酸与磁珠分离；
S5:重新开启管槽座1上的电磁铁和管槽盖3上的电磁铁，在经过一段时间的振动器震动，使磁珠均吸附在软袋5内壁，此时带有核酸但是不带有磁珠的洗脱液从软袋5的每个排出管7排出并被收集，此时带有核酸的洗脱液便是需要提纯的核酸提取液。
其中，步骤S1和步骤S4中的软袋5初始时，均是无空气的干瘪状态；然后通过液体将软袋5充满并保证软袋5外壁紧贴所述管腔内壁。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (10)

1.一种电磁铁控制的核酸分离装置，其特征在于，包括：相对设置的管槽座和管槽盖，以及设置在管槽座和管槽盖之间的软袋，管槽座和管槽盖相对的一面均设置有电磁铁；
管槽座上设有若干个相互平行的下管槽，管槽盖上设有若干个相互平行的上管槽，管槽座和管槽盖合在一起时，每个下管槽对应一个上管槽并对接形成一个横截面为圆形的管腔；
软袋一端为入口端，另一端为出口端，出口端设有若干个平行的排出管；
位于管槽座和管槽盖之间的软袋被分隔在每个管腔中，形成各自相互封闭的条形通道，条形通道一端均连通入口端，条形通道另一端均各自连通各自对应的排出管。
2.根据权利要求1所述的一种电磁铁控制的核酸分离装置，其特征在于：所述管槽座固定设置，所述管槽盖能够相对管槽座移动设置。
3.根据权利要求1所述的一种电磁铁控制的核酸分离装置，其特征在于：所述管槽盖顶部设置有吸盘机械手，所述吸盘机械手上还设置有振动器。
4.根据权利要求3所述的一种电磁铁控制的核酸分离装置，其特征在于：所述软袋由橡胶或塑料膜制成，并具备弹性。
5.根据权利要求3或4所述的一种电磁铁控制的核酸分离装置，其特征在于：所述入口端连接有液体泵。
6.根据权利要求5所述的一种电磁铁控制的核酸分离装置，其特征在于：所述出口端的排出管通过夹具控制封闭或敞开。
7.根据权利要求6所述的一种电磁铁控制的核酸分离装置，其特征在于：所述软袋倾斜或水平设置，倾斜设置时，其入口端高于其出口端。
8.根据权利要求7所述的一种电磁铁控制的核酸分离装置，其特征在于：充满液体时，所述软袋为扁平结构。
9.一种使用权利要求1-7中任一权利要求所述分离装置进行的核酸分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:将带有目标核酸的样品、裂解液、结合液和磁珠混合液依次加入容器中，搅拌混合形成混合液，然后将混合液充入软袋内；
S2:使用管槽座和管槽盖将充满混合液的软袋夹持住，然后将振动器以及管槽座上的电磁铁、管槽盖上的电磁铁均启动，使软袋内结合核酸的磁珠被电磁铁吸附在软袋的内壁上；
S3:在软袋的每个排出管均保持敞开的状态下，向软袋入口端不断通入洗涤液，保证结合核酸的磁珠吸附在软袋内壁并不断被洗涤液洗涤；
S4:向软袋内充入洗脱液，然后将管槽座上的电磁铁和管槽盖上的电磁铁均关闭，通过振动器振动使结合核酸的磁珠与洗脱液充分混合，进而使核酸与磁珠分离；
S5:重新开启管槽座上的电磁铁和管槽盖上的电磁铁，在经过一段时间的振动器震动，使磁珠均吸附在软袋内壁，此时带有核酸但是不带有磁珠的洗脱液从软袋的每个排出管排出并被收集，此时带有核酸的洗脱液便是需要提纯的核酸提取液。
10.根据权利要求9所述的核酸分离方法，其特征在于：步骤S1和步骤S4中的软袋初始时，均是无空气的干瘪状态；
然后通过液体将软袋充满并保证软袋外壁紧贴所述管腔内壁。
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