CN107988045A - 一种基于磁珠法的全自动核酸纯化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于磁珠法的全自动核酸纯化系统，主要包括外壳，底座台，电机组件，磁分离模块，试剂板固定模块，加热模块。所述外壳包括后盖板，机壳和前门；所述电机组件包括水平移动电机组和垂直移动电机组；所述水平移动电机组包括水平导轨，水平导轨上设置滑块；所述的垂直移动电机组与所述滑块相对固定；所述磁分离模块包括磁棒模块和磁套模块；所述加热模块置于底座台中，由若干条铝条组成，所述铝条上面设成U型凹槽，匹配试剂板的U型底部。本发明配合市面上的常规96孔板，可自动化完成核酸提取及纯化过程；倾斜面的全触屏控制更人性化，方便用户操作；过滤系统和紫外灯的防污染措施确保实验的安全和准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种全自动核酸纯化系统，属于分子诊断，生物医药领域。
背景技术
在基因工程和蛋白质工程技术研究领域，核酸分子是主要研究对象，而核酸的分离和纯化是基于核酸的分子诊断研究的基本技术，从生物样本中获得较高纯度的核酸是对后续核酸进行准确检测的前提。
磁珠法的核酸提取技术采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，制备成的超顺磁碳化硅纳米磁珠，该磁珠能在微观界面上与核酸分子特异性地识别并高效结合。利用磁珠的超顺磁性，在外加磁场的作用下，能从血液、动物组织、食品，病原微生物等样本中将DNA或RNA分离出来，过程简单，快速，易于自动化。目前检验机构大多是采取人工手动试验操作，针对多个样本进行核酸提取时，人工操作的个体差异，批件差异比较大，影响结果的准确性。
为了解决上述问题，本发明提出一种基于磁珠法的全自动核酸提取系统，可以提供自动化、高通量的核酸提取实验流程，有效降低人为因素的影响，提高核酸提取的效率和纯度。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种基于磁珠法的全自动核酸纯化系统，可以提供自动化、高通量的核酸纯化实验流程，有效降低人为因素的影响，提高核酸纯化的效率和纯度。
为了实现本发明的目的和优点，本发明通过以下技术方案实现：
一种基于磁珠法的全自动核酸纯化系统，主要包括：外壳，底座台，电机组件，磁分离模块，试剂板固定模块，加热模块。
所述外壳包括后盖板，机壳和前门。后盖板上设有镂空的散热孔，电源接口孔和USB接口孔；机壳上面凸出一个倾斜面，倾斜面上开有一方形框口，用于安放相应大小的触摸屏；前门中间嵌有高透玻璃，方便用户观察实验过程。
所述底座台由四个防滑脚垫垫起，上面设有若干用于固定的螺孔。
所述电机组件包括水平移动电机组和垂直移动电机组；所述水平移动电机组包括水平导轨，水平导轨上设置滑块；所述的垂直移动电机组与所述滑块相对固定；所述水平导轨通过两端的固定件固定在所述底座台上，两端的固定件上各安装有一个齿轮，一条齿带套住两个齿轮，一水平电机通过一变速器连接一个齿轮，齿带与水平导轨上的滑块固定连接；
所述垂直移动电机组主体是一块钣金件，钣金件上固定有两对齿轮及配套的齿带，两个垂直电机，一条垂直导轨及导轨上的两个滑块；所述两个垂直电机各连接两对齿轮中的一个。
所述磁分离模块包括磁棒模块和磁套模块；所述磁棒模块和所述磁套模块均与所述垂直移动电机组中的齿带和滑块固定连接。
所述磁棒模块主体是长方形的金属框架，金属框两长边底部设有若干个圆孔，用于安放长条磁棒，长边的侧面有固定磁棒的螺孔，每边可安放8个磁棒。
所述磁套模块主体也是长方形的金属框架，框的长边内开有长条孔，长条孔的长度与所述磁棒模块主体中每边磁棒孔长度一致；框的长边前侧面开有倒凸字型的槽，用于推入磁套。
所述试剂板固定模块包括三块金属板，分别固定在所述底座台上，围成的空间用于固定试剂板，空间两侧边的金属板底边各设有一小缺口，两小缺口与所述底座台形成槽口，试剂板通过槽口推入空间中，被固定在金属板和底座台之间。
所述加热模块置于底座台中，由若干条铝条组成，所述铝条上面设成U型凹槽，匹配试剂板的U型底部；铝条通过铰链与所述外壳中的前门连接，前门打开时，铝条降至所述底座台中，试剂板推出；前门关闭时，铝条升起，与试剂板紧密贴合，提高传热效率。
进一步的，所述磁棒模块架、磁套模块架和试剂板固定模块有隔离罩罩住，形成实验腔室。
进一步的，所述隔离罩的外侧面安装有气溶胶过滤片，隔离罩上面安装有两个风扇，用实验腔室内的空气过滤循环；隔离罩内侧右上方安装有紫外灯，用于实验完成后消毒腔室。
进一步的，本系统的电气控制模块和机械控制模块间有隔离板隔离。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：配合市面上的常规96孔板，可自动化完成核酸提取及纯化过程；倾斜面的全触屏控制更人性化，方便用户操作；过滤系统和紫外灯的防污染措施确保实验的安全和准确性；加热模块的升降结构，提高核酸提取效率，便于用户试剂板的取出。
附图说明
图1本发明整体结构图。
图2本发明内部结构图。
图3本发明侧视图。
图4磁棒磁套分离示意图。
图5磁棒磁套结合示意图。
图6磁棒磁套结合吸磁示意图。
图中：1-外壳，101-机壳，102-前门，2-底座台，3-水平移动电机组，4-垂直移动电机组，5-磁分离模块，501-磁棒模块主体架，502-磁棒，503-磁套模块主体架，504-磁套，6-试剂板固定模块，7-加热模块，8-隔离罩，9-气溶胶过滤片，10-试剂板，11-触摸屏，12-电气机械隔离板，13-风扇。
具体实施方式
下面结合实施例和附图1-6对本发明做更进一步地解释，以令本领域技术人员参照说明书文字能根据以实施。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。
本发明的结构图如图1-3所示，外壳1中包含了后盖板，机壳101和前门102。机壳101上面有倾斜面凸起，用于安放触摸屏11，更符合人体工程学，便于用户进行控制操作。采用本发明进行核酸提取时，先将提取试剂盒预装载入试剂板10中，试剂板10有12列，每列有8孔，每6列可以放一套完整的核酸提取试剂，包括裂解液，磁珠，三次清洗液，洗脱液等，所以试剂板10中可一次提取16个样本。本发明系统的电器控制部分通过电气机械隔离板12与机械部分隔离开，电路板可以固定在电气机械隔离板12上，而实验区域与机械控制区域则通过隔离罩8隔开。
实验开始前，磁分离模块5的状态如图4所示，磁棒模块主体架501和磁棒502在磁套模块主体架503和磁套504上方。实验步骤如下：
步骤一、由于前门102与加热模块7的铰链连接，打开前门102时，加热模块7下降到底座台2中，故可以将试剂板10推入试剂板固定模块6围城的空间中，并被固定。再关上前门102，此时加热模块7上升，凸出底座台2，与试剂板10底部紧密结合，可促进传热效率。
步骤二、控制水平移动电机组3，将磁分离模块5移动至试剂板10的裂解液孔上方，如图4所示，再控制垂直移动电机组4中，将磁套模块主体架503和磁套504下移，直到磁套504进入裂解液中，控制磁套504高频上下运动，实现液体的混匀，然后控制磁套模块主体架503和磁套504整体上移。
步骤三、将磁分离模块5水平移动至存放磁珠孔的上方，控制磁棒模块主体架501带着磁棒502向下移动，使得磁棒502进入磁套504中，如图5所示，然后磁分离模块5整体向下移动，直至磁套504进入磁珠孔中，如图6所示。静置若干秒后，磁珠会被吸附在磁套504上，然后磁分离模块5整体向上移动，当磁套504移出试剂孔后将磁分离模块5水平移动至裂解试剂孔上方，再整体下移，当磁套504进入裂解孔中接触试剂后，控制磁棒模块主体架501带着磁棒502向上移动，使得磁棒502移出磁套504，再对磁套504进行高频上下运动，使得磁珠和裂解液孔中的试剂混匀，从而实现磁珠的转移操作。
后面的步骤重复步骤三，将磁珠按实验步骤顺序先后转移至多个清洗液孔和洗脱夜孔中，洗脱的时候，试剂板10底部的加热模块7对试剂进行加热。洗脱完成后，将磁珠转移至其它孔中，洗脱孔中的试剂即纯化好的核酸。
实验结束后，可以开启风扇13，对反应腔室进行空气抽离，配合气溶胶过滤片9，对腔室进行防污染的操作。
本发明通过人性化的全触摸屏控制，可自动化实现样本核酸的提取，防污染系统办证了实验和人员的准确性和安全性，整个系统小巧轻便，电气、机械、实验区域严格分离，提高了系统整体的安全性的便携性。
Claims (4)
1.一种基于磁珠法的全自动核酸纯化系统，其特征在于：主要包括外壳，底座台，电机组件，磁分离模块，试剂板固定模块，加热模块。
所述电机组件包括水平移动电机组和垂直移动电机组；所述水平移动电机组包括水平导轨，水平导轨上设置滑块；所述的垂直移动电机组与所述滑块相对固定；所述水平导轨通过两端的固定件固定在所述底座台上，两端的固定件上各安装有一个齿轮，一条齿带套住两个齿轮，一水平电机通过一变速器连接一个齿轮，齿带与水平导轨上的滑块固定连接；所述垂直移动电机组主体是一块钣金件，钣金件上固定有两对齿轮及配套的齿带，两个垂直电机，一条垂直导轨及导轨上的两个滑块；所述两个垂直电机各连接两对齿轮中的一个。
所述磁分离模块包括磁棒模块和磁套模块；所述磁棒模块和所述磁套模块均与所述垂直移动电机组中的齿带和滑块固定连接；所述磁棒模块主体是长方形的金属框架；所述磁套模块主体也是长方形的金属框架，框的长边前侧面开有倒凸字型的槽，用于推入磁套。
所述试剂板固定模块包括三块金属板，分别固定在所述底座台上，围成的空间用于固定试剂板，空间两侧边的金属板底边各设有一小缺口，两小缺口与所述底座台形成槽口，试剂板通过槽口推入空间中，被固定在金属板和底座台之间。
所述加热模块置于底座台中，由若干条铝条组成，所述铝条上面设成U型凹槽，匹配试剂板的U型底部；铝条通过铰链与所述外壳中的前门连接，前门打开时，铝条降至所述底座台中，试剂板推出；前门关闭时，铝条升起，与试剂板紧密贴合，提高传热效率。
2.根据权利要求书1中所述的一种基于磁珠法的全自动核酸纯化系统，其特征在于：所述磁棒模块架、磁套模块架和试剂板固定模块有隔离罩罩住，形成实验腔室。
3.根据权利要求书1和2中所述的一种基于磁珠法的全自动核酸纯化系统，其特征在于：所述隔离罩的外侧面安装有气溶胶过滤片，隔离罩上面安装有两个风扇，用于实验腔室内的空气过滤循环；隔离罩内侧右上方安装有紫外灯，用于实验完成后消毒腔室。
4.根据权利要求书1中所述的一种基于磁珠法的全自动核酸纯化系统，其特征在于：所述外壳包括后盖板，机壳和前门；后盖板上设有镂空的散热孔，电源接口孔和USB接口孔；机壳上面凸出一个倾斜面，倾斜面上开有一方形框口，用于安放相应大小的触摸屏；前门中间嵌有高透玻璃，方便用户观察实验过程。
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