CN110042054A - 一种自动化磁珠分离装置 - Google Patents

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    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
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    • C12N15/1006—Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor by means of a solid support carrier, e.g. particles, polymers
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Abstract

本发明提供一种自动化磁珠分离装置，通过电动装置使得套筒可以按要求进行慢速旋转，使沉淀在试管底部的磁珠悬浮于溶液中，便于在磁棒的作用下充分吸附到套管外壁上；电动装置还可以使套筒高速旋转，产生的离心力可以有效将附着在套管外壁上的其他物质或溶液甩干。本装置还实现了磁棒自动伸缩功能，不仅可以确保磁棒与套管底部充分接触，从而提高对试管底部磁珠的吸引力。本发明可以有效解决现有技术中磁珠回收率低，容易造成拖带污染的问题。可以灵活适配不同尺寸的套管，从而满足不同规格样本试管同时上机操作的需求。

Description

一种自动化磁珠分离装置
技术领域
本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种自动化核酸提取设备。
背景技术
核酸是基因组中遗传信息表达的核心，是生命科学研究的重要对象。随着科学技术的不断发展，临床分子诊断领域对核酸的快速提取提出了更高更快的要求。
目前，市场上有采用磁珠法对核酸进行提取的全自动核酸提取设备。具体的做法是，第一步将样本液、裂解液、磁珠分别加入到若干个试管中，在裂解液或高温的作用下实现样本中细胞的裂解，分离出来的核酸与磁珠实现特异性结合；第二步将若干个(与试管数相等)套管插入试管中；第三步将若干个(与试管数相等)磁棒插入套管中；在磁力的作用下，磁珠将吸附于套管外壁上，接下来同时移动套管和磁棒，磁珠和其特异性结合的核酸也会被移动，从而实现磁珠与液体分离的功能。按如上步骤，在后续的操作中可以通过洗脱液实现将核酸与磁珠的分离。实践证明，这样的分离装置和方法存在如下问题：1，自身重量大的原因，结合了核酸的磁珠会聚集在试管的底部，不能完全被吸附到套管上；2，吸附磁珠的同时套管外壁还会附着其他物质和微量溶液，这些物质将直接导致后续实验结果精度下降。3，磁棒长度不能自由伸缩调整，套管尺寸相对固定，导致整个核酸提取实验被限制为只能采用一种规格的样本试管，设备整体缺乏灵活性，不能满足多种规格的样本试管同时上机操作的需求。
发明内容
本发明就是针对上述不足，提供一种自动化磁珠分离装置，通过电动装置使得套筒可以按要求进行慢速旋转，使沉淀在试管底部的磁珠悬浮于溶液中，便于在磁棒的作用下充分吸附到套管外壁上；电动装置还可以使套筒高速旋转，产生的离心力可以有效将附着在套管外壁上的其他物质或溶液甩干。本装置还实现了磁棒自动伸缩功能，不仅可以确保磁棒与套管底部充分接触，从而提高对试管底部磁珠的吸引力；同时可以灵活适配不同尺寸的套管，从而满足不同规格样本试管同时上机操作的需求。本装置可以有效解决现有技术中磁珠回收率低，容易造成拖带污染的问题。
本发明解决上述问题的技术方案如下：
一种自动化磁珠分离装置，包括控制器和支撑座，所述支撑座上部安装有电动装置1和磁棒推杆，所述电动装置1可以驱动所述磁棒推杆做往复直线运动，所述磁棒推杆下端安装有磁棒连接件，所述磁棒连接件将所述磁棒推杆和磁棒连接在一起。所述支撑座下部安装有电动装置2和套管连接件，所述电动装置2可以驱动所述套管连接件进行旋转。所述套管连接件下端安装有可灵活装卸的套管。所述磁棒可以在所述套管中自由出入。
本发明的有益效果是：
提高了全自动核酸提取设备的磁珠回收率，降低了拖带污染导致实验结果不准确的风险。扩大了全自动核酸提取设备的应用领域，可以满足多种规格样本同时上机检测的需求。设计结构紧凑，体积小，使用及维护简单。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述磁棒连接件包括一个套筒，一个弹簧，一个挡环。所述套筒与所述磁棒推杆连接，所述弹簧放置在所述套筒内部，所述挡环固定在所述套筒下端。所述磁棒穿过所述挡环插入所述套筒内，并与所述弹簧接触。
采用上述进一步方案的有益效果是：磁棒进入套管并接触到套管底部后，继续做微量移动，从而压缩磁棒连接件中的弹簧，在弹簧的反作用力下，使得磁棒可以紧密地与套管底部接触，增大磁棒对样本试管底部磁珠的吸引力。
进一步，所述磁棒和所述套管底部都设计加工成半球面，并使得所述磁棒与所述套管内壁接触面积最大化。
采用上述进一步方案的有益效果是：进一步增大磁棒对样本试管底部磁珠的吸引力。
进一步，所述套管连接件上加工有凹槽，所述套管开口端有凸环。
采用上述进一步方案的有益效果是：套管安装到套管连接件上时，凸环可以紧密嵌入到凹槽中，使得套管在高速旋转状态下不会脱离套管连接件。
附图说明
图1为本发明的结构主视图；
图2为本发明磁棒连接件结构剖视图；；
在图1中，1、支撑座，2、上挡块，3、电机座甲，4、丝杠电机，5、滑块，6、磁棒推杆，7、磁棒连接件，8、磁棒，9、套管，10、套管连接件，11、套管连接件支撑，12、从动齿轮，13、主动齿轮，14、电机，15、电机座乙
在图2中，71、套筒，72、弹簧，73、挡环
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种自动化磁珠分离装置，包括支撑座1，所述支撑座1上部安装有上挡块2和电机座甲3，所述上挡块2和电机座甲3之间安装有丝杆电机4和滑块5。所述滑块5上安装有磁棒推杆6，所述磁棒推杆6通过磁棒连接件7与磁棒8连接。所述支撑座1下部安装有电机座乙15，所述电机座乙15上安装有电机14，主动齿轮13安装在所述电机14的转轴上，并与从动齿轮12啮合。所述从动齿轮12安装在套管连接件10上。支撑座1下部安装有套管连接件支撑11，所述套管连接件10安装在套管连接件支撑11上，并与下端套管9连接。
如图2所示，所述磁棒连接件7包括套筒71、弹簧72以及挡环73，所述套筒71安装在所述磁棒推杆6上，所述套筒71内部安装有所述弹簧72，所述挡环73安装在所述套筒71上，使得所述弹簧72和所述磁棒8不会从所述套筒71中脱离。
具体的，所述套管9和磁棒8接触面都设计加工为半球面。
具体的，所述丝杆电机4为带有驱动器和编码器的步进电机，所述电机14为直流无刷微型电机。
具体的，所述控制器为工业用单片机套件，集中实现对所述电动装置的驱动控制。所述控制器与计算机通过USB信号线连接。
本发明具体操作过程如下：
1，在全自动核酸提取设备中，由自动移液器将样本液、裂解液、磁珠分别加入到反应试管后，本装置在机械臂的带动下，自动拾取一个新的所述套管9并安装在所述套管连接件10上。
2，本装置移动到反应试管位置，使所述套管9插入反应试管中，所述电机14开始低速转动，带动所述主动齿轮13和从动齿轮12转动，同时驱动所述套管连接件10转动，进而使得所述套管9转动。实现对反应试管中液体的混匀搅拌，加速细胞裂解过程。
3，裂解结束后，核酸与磁珠进行特异性结合。所述丝杆电机4开始转动，驱动所述滑块5向下直线运动，进而带动所述磁棒推杆6、所述磁棒连接件7以及所述磁棒8向下运动。当所述磁棒8接触到所述套管9底部后，所述丝杆电机4停止转动。此时在所述弹簧72在反作用下，确保所述磁棒8与所述套管9底部紧密接触。反应试管中的磁珠将被所述磁棒8吸附到所述套管9的外壁。实现了边混匀边吸附的功能，大大提高磁珠的回收率。
4，完成磁珠吸附后，所述电机14停止转动，在机械臂的带动下，本装置移动到另一个位置。所述电机14开始高速转动，并带动所述套管9进行高速转动，在控制器的转速控制下，确保磁珠不被甩脱的同时，将所述套管9外壁上的其他物质和溶液在离心力的作用下甩脱或甩干。减小给后续实验带来拖带污染的可能性。
5，甩干完成后，在洗脱液试管中重复以上2、3、4步骤，直到最终将磁珠分离。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (4)

1.一种自动化磁珠分离装置，其特征在于：包括控制器和支撑座，所述支撑座上部安装有电动装置1和磁棒推杆，所述电动装置1可以驱动所述磁棒推杆做往复直线运动，所述磁棒推杆下端安装有磁棒连接件，所述磁棒连接件将所述磁棒推杆和磁棒连接在一起。所述支撑座下部安装有电动装置2和套管连接件，所述电动装置2可以驱动所述套管连接件进行旋转。所述套管连接件下端安装有可灵活装卸的套管。所述磁棒可以在所述套管中自动调节长短和自由出入。
2.根据权利要求1所述的一种自动化磁珠分离装置，其特征在于：所述磁棒连接件包括一个套筒，一个弹簧，一个挡环。所述套筒与所述磁棒推杆连接，所述弹簧放置在所述套筒内部，所述挡环固定在所述套筒下端。所述磁棒穿过所述挡环插入所述套筒内，并与所述弹簧接触。
3.根据权利要求1所述的一种自动化磁珠分离装置，其特征在于：所述磁棒和所述套管底部都设计加工成半球面，并使得所述磁棒与所述套管内壁接触面积最大化。
4.根据权利要求1所述的一种自动化磁珠分离装置，其特征在于：所述套管连接件上加工有凹槽，所述套管开口端有凸环。
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