CN110241007A - 一种柱式核酸提取系统及其应用提取方法 - Google Patents

一种柱式核酸提取系统及其应用提取方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种柱式核酸提取系统及其应用提取方法，涉及核酸提取技术领域，解决了在核酸提取的过程中因手工操作容易带来误差，而导致该提取方法整体应用效果不佳的问题。一种柱式核酸提取系统，其包括电控箱、废液箱、枪头盒、样品盒、金属浴加热装置、试剂盒和压滤装置，且电控箱还连接有机械臂，机械臂上设置有用于吸取试样的吸液管以及对试样进行吹打混匀的吸样泵。本发明中的柱式核酸提取系统能够避免手工操作带来的误差，且其应用方法能够得到品质良好的核酸提取提取物，进而使其整体具有良好的应用效果。

Description

一种柱式核酸提取系统及其应用提取方法
技术领域
本发明涉及核酸提取技术领域，更具体地说，它涉及一种柱式核酸提取系统及其应用提取方法。
背景技术
DNA提取主要是CTAB方法，其他的方法还有物理方式如玻璃珠法、超声波法、研磨法、冻融法。化学方式如异硫氰酸胍法、碱裂解法。生物方式：酶法。根据核酸分离纯化方式的不同有硅质材料、阴离子交换树脂等。
在公开号为CN109055359A的中国发明专利申请文件中公开了一种核酸提取试剂盒及核酸提取方法，一种核酸提取试剂盒，其包括核酸结合溶液，核酸结合溶液包括聚乙二醇和氯化钠；磁性吸附剂，磁性吸附剂是表面包覆有聚多巴胺涂层的磁性Fe3O4纳米粒子。一种核酸提取方法，其包括以下步骤：裂解出生物样品中的核酸，向裂解后的样品溶液中加入核酸结合溶液和磁性吸附剂；磁性吸附剂是表面包覆有聚多巴胺涂层的磁性Fe3O4纳米粒子，核酸结合溶液包括聚乙二醇和氯化钠；磁性吸附剂结合核酸，形成磁性吸附剂与核酸的复合物，在外部磁场作用下，分离出所述复合物；将复合物洗涤、干燥后，向复合物加入核酸洗脱溶液，在外部磁场作用下，分离磁性Fe3O4纳米粒子与所述核酸，得到所述核酸。
上述申请文件中，所提供的核酸提取试剂盒以及核酸提取方法对核酸的提取能力高、吸附率高，能够减少有机溶剂对核酸的损伤，适于提取低含量的循环游离DNA，但其整个提取过程中，基本是手工完成的，因其工作强度大，常常带俩操作错误、交叉污染等问题，进而导致高提取方法整体应用效果不佳，因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术中在核酸提取的过程中因手工操作容易带来误差，而导致该提取方法整体应用效果不佳的问题，本发明的目的一在于提供一种柱式核酸提取系统，通过将各工序用具和试液进行自动化控制，以解决上述技术问题，其能够避免手工操作带来的误差，且整体具有良好的应用效果。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种柱式核酸提取系统，包括电控箱、废液箱、枪头盒、样品盒、金属浴加热装置、试剂盒和压滤装置，且电控箱还连接有机械臂，机械臂上设置有用于吸取试样的吸液管以及对试样进行吹打混匀的吸样泵。
通过采用上述技术方案，运转电控箱，而电控箱主要采用PLC控制系统，且通过机械臂上的吸液管对枪头盒中的枪头进行对位固定，并通过机械臂的移动以及吸样泵，精确的称量试剂盒中的样品，能够实现精准控制。而且，机械臂在运作过程中可以根据所取试剂的不同，进行枪头的更换，进而能够避免交叉污染，提高提取过程中的准确性。再者，电控箱通过机械臂精准控住样品盒中的EP管在金属浴加热装置中进行加热，并在压滤装置中，可以将产生的废液自动导入废液箱中。如此设置，能够准确的对提取过程中各工序用具和试液进行操作，够避免手工操作带来的误差，且整体具有良好的应用效果。
进一步优选为，所述压滤装置包括套管，套管的一端设置有过滤片，且套管的另一端设置有液压装置。
通过采用上述技术方案，液压装置运转，使套管内的压强增大，进而使套管中的试样通过过滤片进行过滤，而含有核酸的成分会残留在过滤片上，而采用这种压滤的方式，相比抽滤更加稳定，且不易对核酸造成破坏，整体应用效果较好。
进一步优选为，所述液压装置包括活塞以及驱动活塞在套管内运动的气缸。
通过采用上述技术方案，气缸运转，可以驱动活塞在套管内进行运动，完成对试样的压滤，且活塞可以从套管中脱离，方便将试样移入套管中，整体操作简单方便，稳定性高，应用效果好。
进一步优选为，所述过滤片选用孔径范围为0.2-0.4μm的微孔过滤膜。
通过采用上述技术方案，将孔径范围为0.2-0.4μm的微孔过滤膜作为过滤片，能够起到良好稳定的压滤效果。
本发明的目的二在于提供一种柱式核酸提取系统的应用提取方法，采用该方法得到的柱式核酸提取物具有较高的品质。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案，包括以下步骤：
步骤一，通过电控箱运转机械臂，使机械臂上的吸液管从枪头盒中固定有一排枪头，在吸样泵的作用下取样血液样本，并将血液样本转移至样品盒中的EP管中，运转吸液泵，进行吹打混匀；
步骤二，运转机械臂更换枪头，从试剂盒中吸取酒精，转移进EP管中，再次更换枪头，将试剂盒中的细胞裂解液转移进EP管中，并通过机械臂将EP管转移至金属浴加热装置上，进行金属浴加热保温；
步骤三，运转机械臂，将步骤二中冷却EP管中的试验倒入压滤装置中，进行压滤，然后运转机械臂更换枪头，从试剂盒中吸取氯化钠溶液转移至压滤装置中，压滤一次，再运转机械臂更换枪头，从试剂盒中吸取酒精，压滤两次，最后空抽一次，将滤液导入废液箱中；
步骤四，运转机械臂更换枪头，将过滤片上的产物吸取，并转移至试剂盒中新的EP管中，然后通过机械臂将EP管转移至金属浴加热装置上，进行金属浴加热保温；
步骤五，运转机械臂更换枪头，从试剂盒中吸取TE缓冲液转移至EP管，并再次运转机械臂，将EP管中的试样倒入压滤装置中，进行压滤，即可得到柱式核酸提取物。
通过采用上述技术方案，酒精中的乙醇与核酸不会起任何化学反应，对DNA很安全，因此是理想的沉淀剂，且当加入酒精时，酒精中的乙醇会夺去DNA周围的水分子，使DNA失水而易于聚合。细胞裂解液是一种蛋白质变性剂，可以使血液样本中的细胞裂解，并使与核酸结合的蛋白质变性，核酸游离释放，便于进行提取分离。氯化钠溶液对抽滤后残留在过滤片上的产物具有良好的洗涤效果，TE缓冲液既能维持良好的pH值，还不存在金属离子的干扰作用，且符合细胞内环境的生理范围，能够得到品质良好的柱式核酸提取物。同时，在步骤二和步骤四中采用金属浴处理，能够加快核酸的分离，提高整个提取过程的效率，并能够挥发核酸表面粘附的提取溶剂，进而能够保证柱式核酸提取物的整体品质。
进一步优选为，所述步骤一中，吸液管为8头、12头或24头，EP管中的血液样本量为150-250μL。
进一步优选为，所述步骤二中，吸取的酒精的量为150-250μL，细胞裂解液的量为150-250μL，金属浴加热的温度为50-60℃，加热保温时间为10-20min。
进一步优选为，所述步骤三中，从试剂盒中吸取氯化钠溶液的量为450-550μL，而每次从试剂盒中吸取酒精的量为450-550μL。
进一步优选为，所述步骤四中，金属浴加热的温度为55-65℃，加热保温时间为3-5min。
进一步优选为，所述步骤五中，从试剂盒中吸取TE缓冲液的量为450-550μL。
通过采用上述技术方案，选用上述参数控制，有利于使核酸和蛋白质充分分离，不仅能够快速的得到柱式核酸提取物，还能保证得到的柱式核酸提取物具有较高的品质。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)通过机械臂上的吸液管对枪头盒中的枪头进行对位固定，并通过机械臂的移动以及吸样泵，精确的称量试剂盒中的样品，且电控箱通过机械臂精准控住样品盒中的EP管在金属浴加热装置中进行加热，并在压滤装置中，可以将产生的废液自动导入废液箱中。如此设置，能够准确的对提取过程中各工序用具和试液进行操作，够避免手工操作带来的误差，且整体具有良好的应用效果；
(2)将液压装置运转，使套管内的压强增大，进而使套管中的试样通过过滤片进行过滤，而含有核酸的成分会残留在过滤片上，而采用这种压滤的方式，相比抽滤更加稳定，且不易对核酸造成破坏，整体应用效果较好；
(3)在步骤二和步骤四中采用金属浴处理，能够加快核酸的分离，提高整个提取过程的效率，并能够挥发核酸表面粘附的提取溶剂，进而能够保证柱式核酸提取物的整体品质。
附图说明
图1为本发明的整体示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种柱式核酸提取系统的应用提取方法，其具体包括以下步骤：
步骤一，通过电控箱运转机械臂，使机械臂上的吸液管从枪头盒中固定有一排枪头，吸液管为8头，在吸样泵的作用下取样血液样本，并将血液样本转移至样品盒中的EP管中，EP管中的血液样本量为200μL，运转吸液泵，进行吹打混匀；
步骤二，运转机械臂更换枪头，从试剂盒中吸取200μL酒精，转移进EP管中，再次更换枪头，将试剂盒中的细胞裂解液转移200μL进EP管中，并通过机械臂将EP管转移至金属浴加热装置上，进行金属浴加热保温15min；
步骤三，运转机械臂，将步骤二中冷却EP管中的试验倒入压滤装置中，进行压滤，然后运转机械臂更换枪头，从试剂盒中吸取500μL氯化钠溶液转移至压滤装置中，压滤一次，再运转机械臂更换枪头，从试剂盒中吸取500μL酒精，压滤两次，最后空抽一次，将滤液导入废液箱中；
步骤四，运转机械臂更换枪头，将过滤片上的产物吸取，并转移至试剂盒中新的EP管中，然后通过机械臂将EP管转移至金属浴加热装置上，温度为60℃,进行金属浴加热保温4min；
步骤五，运转机械臂更换枪头，从试剂盒中吸取500μTE缓冲液转移至EP管，并再次运转机械臂，将EP管中的试样倒入压滤装置中，进行压滤，即可得到柱式核酸提取物。
注：其所采用的柱式核酸提取系统包括电控箱(PLC系统)、废液箱、枪头盒、样品盒、金属浴加热装置、试剂盒和压滤装置，且电控箱还连接有机械臂，机械臂上设置有用于吸取试样的吸液管以及对试样进行吹打混匀的吸样泵。所述金属浴加热装置购自上海达洛科学仪器有限公司，牌号为HNDTH-100。所述机械臂购自帝肯(上海)贸易有限公司的机械臂样本处理器(RSP)。所述压滤装置包括呈圆柱状的套管，套管的一端设置有呈圆柱状的过滤片，且套管的另一端设置有液压装置。所述液压装置包括活塞以及驱动活塞在套管内运动的气缸，且过滤片选用孔径范围为0.3μm的微孔过滤膜。
实施例2：一种柱式核酸提取系统的应用提取方法，与实施例1的不同之处在于，步骤一中，吸液管为12头，EP管中的血液样本量为150μL。
实施例3：一种柱式核酸提取系统的应用提取方法，与实施例1的不同之处在于，步骤一中，吸液管为24头，EP管中的血液样本量为250μL。
实施例4：一种柱式核酸提取系统的应用提取方法，与实施例1的不同之处在于，步骤二中，吸取的酒精的量为150μL，细胞裂解液的量为150μL，金属浴加热的温度为50℃，加热保温时间为10min。
实施例5：一种柱式核酸提取系统的应用提取方法，与实施例1的不同之处在于，步骤二中，吸取的酒精的量为250μL，细胞裂解液的量为250μL，金属浴加热的温度为60℃，加热保温时间为20min。
实施例6：一种柱式核酸提取系统的应用提取方法，与实施例1的不同之处在于，步骤三中，从试剂盒中吸取氯化钠溶液的量为450μL，而每次从试剂盒中吸取酒精的量为450μL。
实施例7：一种柱式核酸提取系统的应用提取方法，与实施例1的不同之处在于，步骤三中，从试剂盒中吸取氯化钠溶液的量为550μL，而每次从试剂盒中吸取酒精的量为550μL。
实施例8：一种柱式核酸提取系统的应用提取方法，与实施例1的不同之处在于，步骤四中，金属浴加热的温度为55℃，加热保温时间为5min。
实施例9：一种柱式核酸提取系统的应用提取方法，与实施例1的不同之处在于，步骤四中，金属浴加热的温度为65℃，加热保温时间为3min。
实施例10：一种柱式核酸提取系统的应用提取方法，与实施例1的不同之处在于，步骤五中，从试剂盒中吸取TE缓冲液的量为550μL。
实施例11：一种柱式核酸提取系统的应用提取方法，与实施例1的不同之处在于，步骤五中，从试剂盒中吸取TE缓冲液的量为450μL。
对比例1：一种柱式核酸提取系统的应用提取方法，与实施例1的不同之处在于，选用公开号为CN102137702A的发明申请文件中实施例1所公开的核酸提取方法。
对比例2：一种柱式核酸提取系统的应用提取方法，与实施例1的不同之处在于，选用公开号为CN108410859A的发明申请文件中实施例1所公开的核酸提取方法。
对比例3：一种柱式核酸提取系统的应用提取方法，与实施例1的不同之处在于，选用公开号为CN106244583A的发明申请文件中实施例1所公开的一种磁珠法核酸提取方法。
性能测试
试验样品：采用实施例1-11和对比例1-3中的柱式核酸提取系统的应用提取方法对同中血液样本进行提取，分别得到14种柱式核酸提取物。
试验方法：采用标准GA/T383-2014《法庭科学DNA实验室检验规范》对14种柱式核酸提取物进行DNA定量检测，根据标准中的紫外分光光度计法，测算A260/A280比率。
试验结果：实施例1-11和对比例1-3的测试结果如表1所示。由表1可知，由实施例1和对比例1-3的测试结果可得，采用该柱式核酸提取系统的应用提取方法所得到的柱式核酸提取物具有较高的品质。由实施例1和对比例2-11的测试结果可得，本发明所采用的参数控制均适用于该柱式核酸提取系统的应用提取方法，且得到的柱式核酸提取物具有稳定的品质。
表1实施例1-11和对比例1-3的测试结果
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种柱式核酸提取系统，其特征在于，包括电控箱、废液箱、枪头盒、样品盒、金属浴加热装置、试剂盒和压滤装置，且电控箱还连接有机械臂，机械臂上设置有用于吸取试样的吸液管以及对试样进行吹打混匀的吸样泵。
2.根据权利要求1所述的柱式核酸提取系统，其特征在于，所述压滤装置包括套管，套管的一端设置有过滤片，且套管的另一端设置有液压装置。
3.根据权利要求2所述的柱式核酸提取系统，其特征在于，所述液压装置包括活塞以及驱动活塞在套管内运动的气缸。
4.根据权利要求2所述的柱式核酸提取系统，其特征在于，所述过滤片选用孔径范围为0.2-0.4μm的微孔过滤膜。
5.一种柱式核酸提取系统的应用提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，通过电控箱运转机械臂，使机械臂上的吸液管从枪头盒中固定有一排枪头，在吸样泵的作用下取样血液样本，并将血液样本转移至样品盒中的EP管中，运转吸液泵，进行吹打混匀；
步骤二，运转机械臂更换枪头，从试剂盒中吸取酒精，转移进EP管中，再次更换枪头，将试剂盒中的细胞裂解液转移进EP管中，并通过机械臂将EP管转移至金属浴加热装置上，进行金属浴加热保温；
步骤三，运转机械臂，将步骤二中冷却EP管中的试验倒入压滤装置中，进行压滤，然后运转机械臂更换枪头，从试剂盒中吸取氯化钠溶液转移至压滤装置中，压滤一次，再运转机械臂更换枪头，从试剂盒中吸取酒精，压滤两次，最后空抽一次，将滤液导入废液箱中；
步骤四，运转机械臂更换枪头，将过滤片上的产物吸取，并转移至试剂盒中新的EP管中，然后通过机械臂将EP管转移至金属浴加热装置上，进行金属浴加热保温；
步骤五，运转机械臂更换枪头，从试剂盒中吸取TE缓冲液转移至EP管，并再次运转机械臂，将EP管中的试样倒入压滤装置中，进行压滤，即可得到柱式核酸提取物。
6.根据权利要求5所述的柱式核酸提取系统的应用提取方法，其特征在于，所述步骤一中，吸液管为8头、12头或24头，EP管中的血液样本量为150-250μL。
7.根据权利要求5所述的柱式核酸提取系统的应用提取方法，其特征在于，所述步骤二中，吸取的酒精的量为150-250μL，细胞裂解液的量为150-250μL，金属浴加热的温度为50-60℃，加热保温时间为10-20min。
8.根据权利要求5所述的柱式核酸提取系统的应用提取方法，其特征在于，所述步骤三中，从试剂盒中吸取氯化钠溶液的量为450-550μL，而每次从试剂盒中吸取酒精的量为450-550μL。
9.根据权利要求5所述的柱式核酸提取系统的应用提取方法，其特征在于，所述步骤四中，金属浴加热的温度为55-65℃，加热保温时间为3-5min。
10.根据权利要求5所述的柱式核酸提取系统的应用提取方法，其特征在于，所述步骤五中，从试剂盒中吸取TE缓冲液的量为450-550μL。
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