CN110272807B - 一种核酸提取纯化正压装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种核酸提取纯化正压装置，属于实验装置领域。所述核酸提取纯化正压装置包括：密封堵柱、连通管、正压提供器以及顺序连接的过滤柱和吸附柱。该核酸提取纯化正压装置能够快速高效提取纯化核酸。

Description

一种核酸提取纯化正压装置
技术领域
本发明涉及实验装置领域，特别涉及一种核酸提取纯化正压装置。
背景技术
从生物组织里提取或纯化核酸的方法有多种，但目前较常用的方法是柱式法，这种方法需要借用离心机或离心机加负压泵才能完成其大部分的过程如杂物过滤、核酸清洗和核酸洗脱的过程。
由于常用的核酸提取过滤柱子和吸附柱子内的过滤膜和吸附膜的孔径都很小，一般在0.7～5.0微米左右，大气压下溶液是无法通过这种膜的阻力的，故需要借助离心力或负压力使提取或纯化核酸的溶液通过膜的阻力流出。
利用离心力时需要将核酸时需要将装有溶液的核酸过滤柱或吸附柱外套装一个离心管后放入离心机内离心数分钟，然后又要将它们从离心机内取出倒掉离心管内的溶液，整个核酸提取或纯化过程需要重复上述过程8-10次左右。
为了简化上述使用离心机的操作麻烦和时间的消耗，通常在核酸提取或纯化时的过程中有些不需要较大力量的步骤便利用负压力代替离心力：将过滤柱或吸附柱插入到一个负压箱上，负压箱与一负压泵相连，通过负压力时柱子内的溶液流出。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
离心法需要将核酸过滤柱或吸附柱反复多次地放入离心机内离心，这样操作较麻烦且耗时较长；离心法加负压法虽然简化操作麻烦和减少了时间，但是其效率仍然很低下，负压法不能完全替代离心法的原因是因为负压泵的吸气管子不能直接与过滤柱或吸附柱的出水口相连，而必须需与一负压箱(箱内有溶液盘)连接，溶液盘布置在过滤柱或吸附柱的出液口的下方，负压箱对负压泵的负压力有一定的阻隔作用，这样使得负压泵作用在过滤柱或吸附柱上的负压力就明显地减小了，再则，目前能购达到最大的实验用的负压泵不能超过-100kPa的负压力，故核酸提取或纯化的有些步骤必须要用较大力量的离心力来完成。
发明内容
为了解决现有技术中需要利用离心机和负压泵所带来的操作上的麻烦和时间的浪费，本发明实施例提供了一种核酸提取纯化正压装置。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种核酸提取纯化正压装置，所述核酸提取纯化正压装置包括：密封堵柱、连通管、正压提供器以及顺序连接的过滤柱和吸附柱，所述过滤柱为倒圆台型结构，所述过滤柱的顶部设置有过滤柱进液口，所述过滤柱的底部设置有过滤柱出液口，所述过滤柱进液口与所述过滤柱出液口之间的所述过滤柱的内壁上设置有过滤膜，所述吸附柱为倒圆台型结构，所述吸附柱的顶部设置有吸附柱进液口，所述吸附柱的底部设置有吸附柱出液口，所述吸附柱进液口与所述吸附柱出液口之间的所述吸附柱的内壁上设置有吸附膜，所述过滤柱的底部可卡装在所述吸附柱进液口上；
所述密封堵柱为分别与所述过滤柱进液口和所述吸附柱进液口密封配合的倒圆台型结构，所述密封堵柱上开设有与所述过滤柱或所述吸附柱相通的连通孔；
所述连通孔上设置有连通管套筒，所述连通管的一端套装在所述连通管套筒上，所述连通管的另一端与所述正压提供器的出气口密封连通。
具体地，所述密封堵柱为弹性密封堵柱。
进一步地，所述密封堵柱为硅胶堵柱。
进一步地，所述正压提供器提供的压强为100～500kPa。
优选地，所述正压提供器提供的压强为250kPa。
更进一步地，所述正压提供器为空气压缩泵、活塞气泵、隔膜泵或液氮瓶。
具体地，所述连通管为橡胶软管。
进一步地，所述连通管套筒的底部伸出所述密封堵柱的底面，且位于所述密封堵柱底面处的所述连通管套筒上设置有凸起。
具体地，所述核酸提取纯化正压装置还包括试管架，所述试管架上开设有与所述吸附柱相配合的试管孔，所述吸附柱安装在所述试管孔内。
具体地，所述核酸提取纯化正压装置还包括废液盘和收集管，所述废液盘和所述收集管均位于所述试管架内并分别对应布置在两个所述试管孔的下方。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：该核酸提取纯化正压装置采用正压提供器作用在过滤柱和吸附柱上提供正压，由于正压提供器可产生较高的压力，使得其能取代离心机或离心机与负压泵的组合完成核酸的提取纯化的全过程，这样使得核酸提取纯化的操作过程相对于采用离心机或用离心机与负压泵的组合的方式要简单得多，且正压提供器所产生的压力大，这使得采用该核酸提取纯化正压装置进行核酸提取纯化的速度高于用离心机的10倍，高于用离心机加负压泵的5倍，这样使得核酸提取或纯化的效率得到大大地提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本发明实施例提供的核酸提取纯化正压装置装配有密封堵柱的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的密封堵柱配合吸附柱的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
本发明实施例提供了一种核酸提取纯化正压装置，如图1所示，该核酸提取纯化正压装置包括：密封堵柱3、连通管4、正压提供器5以及顺序连接的过滤柱1和吸附柱2。过滤柱1为倒圆台型结构，过滤柱1的顶部设置有过滤柱进液口1a，过滤柱1的底部设置有过滤柱出液口1b，过滤柱进液口1a与过滤柱出液口1b之间的过滤柱1的内壁上设置有过滤膜(图中未示)，吸附柱2为倒圆台型结构，吸附柱2的顶部设置有吸附柱进液口2a，吸附柱2的底部设置有吸附柱出液口2b，吸附柱进液口2a与吸附柱出液口2b之间的吸附柱2的内壁上设置有吸附膜(图中未示)，过滤柱1的底部卡装在吸附柱进液口2a上。
密封堵柱3为分别与过滤柱进液口1a和吸附柱进液口2a密封配合的倒圆台型结构，密封堵柱3上开设有与过滤柱1或吸附柱2相通的连通孔3a；连通孔3a上设置有连通管套筒8，连通管4的一端密封安装在连通管套筒8上，连通管4的另一端与正压提供器5的出气口密封连通。
使用时，过滤膜可以覆盖在过滤柱出液口1b上方。吸附膜可以覆盖在吸附柱出液口2b上方。
具体地，密封堵柱3可以为弹性密封堵柱。弹性密封堵柱可以为硅胶密封堵柱或橡胶密封堵柱，这使得密封堵柱3具有良好的弹性，用于进一步提高密封堵柱3的密封效果。
进一步地，密封堵柱3可以为硅胶堵头。硅胶堵头成本低、柔韧性好，可实现良好的密封效果。
具体地，正压提供装器5提供的压强可以为100～500kPa。当正压提供器5提供压强大于250kPa时，能够使含有核酸的溶液快速地穿过孔径在0.2～25微米的过滤膜或吸附膜。
进一步地，正压提供器5提供的压强可以为110～250kPa。在该压强范围下能够使溶液顺利通过过滤柱1或吸附柱2。
优选地，正压提供器5提供的压强可以为250kPa。常规的过滤柱1和吸附柱2可以配合的压强为250kPa的正压提供器5。若过滤膜或吸附膜的孔径较小，且需要提取纯化的溶液体积较多时，可以增加正压提供器5提供的压强，如大于250kPa，此外，若溶液中含有血凝块等杂质时也可以适当增加正压提供器5提供的压强至400～500kpa。
具体地，该正压提供器5可以为空气压缩泵、活塞气泵、隔膜泵或液氮瓶。在本实施例中，正压提供装置5可以为微型的活塞气泵，且该微型的活塞气泵的体积约为40mm×58mm×120mm(宽×高×长)，重量约为483g，流量为7～10L/min，成本为400元左右。由于微型的活塞气泵成本低、体积小且重量轻，这使得该核酸提取纯化正压装置的成本、体积和重量都远远低于离心机或离心机与负压泵的组合。
另外，正压提供装置5可以针对多个过滤柱1或多个吸附柱2同时进行。当需要提取纯化的核酸的数量较多时，例如每次需要提取纯化的核酸数量多于十个时，或者，同时为多个过滤柱1或多个吸附柱2提供正压时，可以增加正压提供器5的功率和流量，还可以为空气压缩泵或活塞气泵配备储气罐。
具体地，连通管4可以为橡胶软管。橡胶软管韧性好，不易折断，橡胶软管可以使正压提供器5的位置任意布置，而不受空间限制。
进一步地，如图1所示，连通管套筒8的底部伸出密封堵柱3的底面，且位于密封堵柱3底面处的连通管套筒8上设置有凸起8a，凸起8a的截面可以为三角型或圆柱型。通过设置连通管套筒8能够简单地实现连通管4与密封堵柱3的密封连通。凸起8a能够防止连通管套筒8与密封堵柱3松脱。
如图1所示，具体地，该核酸提取纯化正压装置还可以包括试管架9，试管架9上开设有与吸附柱2相配合的试管孔9a，吸附柱2安装在试管孔9a内。在实现时，试管架9可以设置2层，第一层开设有多个试管孔9a并用于安装吸附柱2，第二层用于放置收集管10和废液盘11等用。
具体地，该核酸提取纯化正压装置还可以包括收集管10和废液盘11，收集管10和废液盘11均位于试管架9的第二层内并分别对应布置在两个试管孔9a的下方，废液盘11用于收集废液，收集管10用于收集核酸溶液。
下面简单介绍一下本发明实施例提供的核酸提取纯化正压装置的工作原理，具体如下：
参见图1，首先将各个部件如图1连接到位：将吸附柱2插入到试管架9的试管孔9a内；将过滤柱1卡装在吸附柱2的吸附柱进液口2a上，使过滤柱出液口1b对准吸附柱进液口2a；将连通管套筒8从密封堵柱3的底部插入连通孔3a内并将与正压提供器5相连的连通管4紧密插入连通套筒8内。
过滤杂物：向过滤柱1内注入待提取或纯化的核酸溶液；将密封堵柱3密封安装在过滤柱出液口1b上，通过连通管4向过滤柱1内通入高压气体，使高压气体作用在溶液的上表面，溶液受到高压作用快速通过过滤膜，溶液经过过滤膜时杂物被过滤掉，而核酸则随溶液通过过滤膜后由过滤柱出液口1b流出至吸附柱2内，此时过滤柱1的工作完成。然后将密封堵柱3从过滤柱进液口1a处取出并扔弃过滤柱1；
吸附核酸：如图2所示，将密封堵柱3密封安装在吸附柱进液口2a上，通过连通管4向吸附柱2内通入高压气体，使高压气体作用在溶液的上表面，溶液受到高压作用快速通过吸附膜，溶液经过吸附膜后，核酸被吸附在吸附膜上，其它溶液由吸附柱出液口2b流出，并流入废液盘11中；
清洗核酸：将密封堵柱3由吸附柱进液口2a上移开，向吸附柱2内注入清洗液后再次将密封堵柱3密封安装在吸附柱进液口2a上，通过连通管4向吸附柱2内通入高压气体，清洗液在高压气体的作用下快速通过吸附膜清洗膜内的核酸后由吸附柱出液口2b流到其下方的废液盘11内，重复这种清洗过程2-3次彻底清洗吸附膜内的核酸，核酸滞留在吸附膜上；
洗脱核酸：将密封堵柱3由吸附柱进液口2a上移开，向吸附柱2内注入洗脱液后再次将密封堵柱3密封安装在吸附柱进液口2a上，同时，将废液盘11移开并将收集管10移动到核酸吸附柱出水口的下面，通过连通管4向吸附柱2内通入高压气体，使核酸洗脱液受到高压气体的高压作用快速通过吸附膜，使吸附在吸附膜上的核酸能够被快速洗脱下来，并由吸附柱出液口2b流出至收集管10中，完成核酸的提取纯化过程。
本发明实施例提供了一种核酸提取纯化正压装置，该核酸提取纯化正压装置采用正压提供器作用在过滤柱和吸附柱上提供正压，由于正压提供器可产生较高的压力，使得其能取代离心机或离心机与负压泵的组合完成核酸的提取纯化的全过程，并使得核酸提取纯化的操作过程相对于采用离心机或用离心机与负压泵的组合的方式要简单得多，且正压提供器所产生的压力大，这使得采用该核酸提取纯化正压装置进行核酸提取纯化的速度高于用离心机的10倍，高于用离心机加负压泵的5倍，这样使得核酸提取或纯化的效率得到大大地提高。同时，倒圆台型的密封堵柱能够适应多种不同规格的过滤柱或吸附柱，从而使密封堵柱具有更好的适应性。
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，均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种核酸提取纯化正压装置，其特征在于，所述核酸提取纯化正压装置包括：密封堵柱、连通管、正压提供器以及顺序连接的过滤柱和吸附柱，所述正压提供器为空气压缩泵、活塞气泵、隔膜泵或液氮瓶，所述过滤柱为倒圆台型结构，所述过滤柱的顶部设置有过滤柱进液口，所述过滤柱的底部设置有过滤柱出液口，所述过滤柱进液口与所述过滤柱出液口之间的所述过滤柱的内壁上设置有过滤膜，所述吸附柱为倒圆台型结构，所述吸附柱的顶部设置有吸附柱进液口，所述吸附柱的底部设置有吸附柱出液口，所述吸附柱进液口与所述吸附柱出液口之间的所述吸附柱的内壁上设置有吸附膜，所述过滤柱的底部可卡装在所述吸附柱进液口上；
所述密封堵柱为分别与所述过滤柱进液口和所述吸附柱进液口密封配合的倒圆台型结构，所述密封堵柱上开设有与所述过滤柱或所述吸附柱相通的连通孔；
所述连通孔上设置有连通管套筒，所述连通管的一端套装在所述连通管套筒上，所述连通管的另一端与所述正压提供器的出气口密封连通。
2.根据权利要求1所述的核酸提取纯化正压装置，其特征在于，所述密封堵柱为弹性密封堵柱。
3.根据权利要求1所述的核酸提取纯化正压装置，其特征在于，所述正压提供器提供的压强为100～500kPa。
4.根据权利要求3所述的核酸提取纯化正压装置，其特征在于，所述正压提供器提供的压强为250kPa。
5.根据权利要求1所述的核酸提取纯化正压装置，其特征在于，所述连通管为橡胶软管。
6.根据权利要求1所述的核酸提取纯化正压装置，其特征在于，所述连通管套筒的底部伸出所述密封堵柱的底面，且位于所述密封堵柱底面处的所述连通管套筒上设置有凸起。
7.根据权利要求1所述的核酸提取纯化正压装置，其特征在于，所述核酸提取纯化正压装置还包括试管架，所述试管架上开设有与所述吸附柱相配合的试管孔，所述吸附柱安装在所述试管孔内。
8.根据权利要求7所述的核酸提取纯化正压装置，其特征在于，所述核酸提取纯化正压装置还包括废液盘和收集管，所述废液盘和所述收集管均位于所述试管架内并分别对应布置在两个所述试管孔的下方。
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