CN110669641A - 核酸提取工作站及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种核酸提取工作站，包括：提取机构和转移机构；所述提取机构适于提取试液中的核酸；所述转移机构适于将试液残余移出，从而达到分离提取核酸的目的，提高了设备的自动化程度，降低了提取过程中人的干扰因素；此外也不需要额外的其他耗材，极大的降低了设备的使用成本。

Description

核酸提取工作站及其工作方法
技术领域
本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种核酸提取工作站及其工作方法。
背景技术
科研用户为核酸提取的主要市场，科研用户有样品种类多，单种样品数量不确定等特点，对于核酸提取的要求也比较高。目前市面上核酸提取方案主要为试剂盒法，此方法对于设备的依赖较大，难以得到较为稳定的结果。尤其是高通量用户在做核酸提取工作时，对人员的依赖较大，往往有较高的实验工作强度，较高的实验室设备磨损率，同时样品间的重复性不能很好的保证。基于此，本发明提出一种核酸提取工作站，尤其针对科研用户的核酸提取是一体化的解决方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种核酸提取工作站及其工作方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种核酸提取工作站，包括：提取机构和转移机构；所述提取机构适于提取试液中的核酸；所述转移机构适于将试液残余移出。
进一步，所述提取机构包括：加液组件、振动组件和吸附组件；所述加液组件适于向提取管中加入试液；所述振动组件适于振荡试液；以及所述吸附组件适于吸附试液中的核酸。
进一步，所述加液组件包括：打液运动模块、分别与试液瓶连通的若干打液针；所述打液运动模块适于带动各打液针分别对准各提取管，以将试液瓶中的试液注入各提取管中。
进一步，所述振动组件包括：转动电机、安装在转动电机输出轴上的偏心模块和位于偏心模块顶部的摇床底板；当转动电机转动时，所述偏心模块带动提取管做椭圆运动，以振荡试液。
进一步，所述吸附组件包括：磁力架；所述磁力架上间隔排布有若干磁棒；以及各磁棒适于卡入相邻提取管的间隙，以将试液中的核酸吸附在提取管内壁。
进一步，所述加液组件、振动组件和吸附组件处均设有用于放置提取管的工位；所述工位上设置有若干弹片，以用于卡紧提取管。
进一步，所述核酸提取工作站还包括一抓夹机构；所述抓夹机构适于抓取并移动提取管至相应的工位上。
进一步，所述转移机构包括：吸液运动模块、真空泵、分别连接真空泵的若干吸液针；所述吸液运动模块带动各吸液针分别插入各试液管中；以及所述真空泵适于产生负压，以通过吸液针吸出提取管中的试液残余。
进一步，所述转移机构还包括：储液盒；当吸液针吸取试液残余后，所述吸液运动模块带动各吸液针至储液盒上方，以将试液残余释放。
又一方面，本发明还提供了一种核酸提取工作站的工作方法，所述核酸提取工作站适于通过移出试液残余的方式提取试液中的核酸。
本发明的有益效果是，本发明的核酸提取工作站通过移液法提取核酸，即提取机构提取试液中的核酸，然后通过转移机构将试液残余移出，从而达到分离提取核酸的目的，提高了设备的自动化程度，降低了提取过程中人的干扰因素；此外也不需要额外的其他耗材，极大的降低了设备的使用成本。
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是本发明的核酸提取工作站的整体结构示意图；
图2是本发明的核酸提取工作站的内部结构示意图；
图3是本发明的核酸提取工作站的背面结构示意图；
图中：提取机构1，加液组件11，打液运动模块111，X轴电机1111，Y轴电机1112，Z轴电机1113，Y轴丝杆1114，底座115，横梁1116，皮带轮1117，X轴丝杆1118，安装座1119，打液针112，电磁阀113，废液槽114，振动组件12，摇床底板121，吸附组件13，磁棒131，转移机构2，真空泵21，吸液针232，储液盒23，工位3，弹片31，抓夹机构4。
具体实施方式
现在结合附图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。
实施例1
图1是本发明的核酸提取工作站的整体结构示意图。
如图1所示，本实施例1提供了一种核酸提取工作站，包括：提取机构1和转移机构2；所述提取机构1适于提取试液中的核酸；所述转移机构2适于将试液残余移出。
本实施例1的核酸提取工作站通过移液法提取核酸，即提取机构提取试液中的核酸，然后通过转移机构将试液残余移出，从而达到分离提取核酸的目的，提高了设备的自动化程度，降低了提取过程中人的干扰因素；此外也不需要额外的其他耗材，极大的降低了设备的使用成本。
图2是本发明的核酸提取工作站的内部结构示意图。
进一步，见图2，所述提取机构1包括：加液组件11、振动组件12和吸附组件13；所述加液组件11适于向提取管中加入试液；所述振动组件12适于振荡试液；以及所述吸附组件13适于吸附试液中的核酸。
可选的，所述提取管例如但不限于多孔深孔板，例如常用的96孔深孔板，试液适于加入96孔深孔板的各深孔中。
作为加液组件的一种可选的实施方式。
见图2，所述加液组件11包括：打液运动模块111、分别与试液瓶连通的若干打液针112；所述打液运动模块111适于带动各打液针112分别对准各提取管，以将试液瓶中的试液注入各提取管中。具体的。所述打液针112通过液体管道（图2中未显示）与试液瓶连通，其中液体管道上设有电磁阀113以控制打液针的打液动作或释放剩余试液，以及所述试液适于通过向试液瓶中充入的气体压力或液体泵抽入打液针中。
可选的，打液运动模块111包括：X轴电机1111、Y轴电机1112、Z轴电机1113，以实现打液针在XYZ三维空间上的运动，即Z轴电机1113带动打液针沿Z轴上下运动（如图2中F1方向所示）插入深孔中进行打液动作（注入试液），或拔出深孔；在拔出深孔后，X轴电机1111带动打液针沿X轴水平运动（如图2中F2方向所示），以依次经过各排深孔重复打液动作；在完成96孔深孔板的全部打液动作后，Y轴电机1112带动打液针沿Y轴水平运动至废液槽114处（如图2中F3方向所示），将剩余试液释放。
具体的，见图2和图3，Y轴电机1112通过Y轴皮带轮（图3中被遮挡未显示）和其上的Y轴丝杆1114带动底座1115沿Y轴水平运动，所述底座1115通过横梁1116安装有所述X轴电机1111，以及所述Y轴电机1112通过带动Y轴丝杆1114运动；X轴电机1111通过X轴皮带轮1117和其上的X轴丝杆1118带动安装座1119沿X轴水平运动，所述安装座1119上设有所述Z轴电机1113；Z轴电机1113通过Z轴皮带轮和其上的Z轴丝杆（图2中被遮挡未显示）带动打液针112沿Z轴上下运动。
本实施方式的加液组件通过打液运动模块带动打液针实现XYZ三维空间上的运动，以逐排向96孔深孔板的各深孔中加入试液，提高了加液速度，从而保证提取效率，尤其针对高通量测序工作，具有重大意义；同时又可以将剩余试液排出，方便更换和提取多种试液，提高了设备的适用性。
作为振动组件的一种可选的实施方式。
见图2，所述振动组件12包括：转动电机（位于摇床底板下方，被遮挡，图2中未显示）、安装在转动电机输出轴上的偏心模块（位于摇床底板下方，被遮挡，图2中未显示）和位于偏心模块顶部的摇床底板121；当转动电机转动时，所述偏心模块适于通过摇床底板带动提取管做椭圆运动，以振荡试液。
具体的，所述偏心模块包括：安装转动电机输出轴上的偏心轴、安装在偏心轴上的偏心轮；所述偏心轮的顶部设置有所述摇床底板121，以用于放置提取管；可以将提取管卡紧在摇床底板上，以防止在运动过程中提取管由于离心力被甩出。
本实施方式的振动组件通过转动电机和偏心模块结合作用，从而使提取管做椭圆运动，避免了传统摇匀或振动过程中做正圆周运动产生的惯性或上下运动洒出试液，提高了试液的均匀度，具有结构简单、性能稳定、摇匀效果好的特点。
作为吸附组件的一种可选的实施方式。
见图2，所述吸附组件13包括：磁力架；所述磁力架上间隔排布有若干磁棒131；以及各磁棒131适于卡入相邻提取管的间隙，以将试液中的核酸吸附在提取管内壁。当提取管为96孔深孔板时，各磁棒131适于卡入各深孔的间隔处，并贴靠在深孔外侧壁，以将深试液中的核酸吸附在深孔内壁上，然后通过转移机构2将试液残余转移出深孔，即完成核酸的提取动作，也即移液法提取核酸。
本实施方式的吸附组件结合柱状的磁棒吸附试液中的核酸，使得核酸提取在单孔内完成，不需要额外的其他耗材，也可以同时提取大量核酸，满足高通量试验需求，极大的降低了设备的使用成本。
进一步，见图2，所述加液组件11、振动组件12和吸附组件13处均设有用于放置提取管的工位3；所述工位3上设置有若干弹片31，以用于卡紧提取管，也方便抓夹机构抓取或放置提取管。通过将加液组件11、振动组件12和吸附组件13的工位分离设计，还设有其他的空余工作以做周转，为抓夹机构统筹利用时间提供了可行性，例如，设备在振动工位上摇匀试液时，还可以通过加液组件11和吸附组件13在摇匀时间内完成其余提取管的加液和磁吸附动作，大大缩短了高通量提取核酸的时间。
进一步，见图1，所述核酸提取工作站还包括一抓夹机构4；所述抓夹机构4适于抓取并移动提取管至相应的工位3上。
图3是本发明的核酸提取工作站的背面结构示意图。
作为吸附组件的一种可选的实施方式。
见图2和图3，所述转移机构2包括：吸液运动模块、真空泵21、分别连接真空泵21的若干吸液针22；所述吸液运动模块带动各吸液针22分别插入各试液管中；以及所述真空泵21适于通过吸液针22吸出提取管中的试液残余。具体的，各吸液针适于通过相应的气管（图2中未显示）与真空泵连接。
可选的，同理，所述吸液运动模块与打液运动模块111结构相似，也包括相应的X轴电机、Y轴电机和Z轴电机，以实现吸液针实现XYZ三维空间上的运动，逐排吸取96孔深孔板各深孔中的试液残余。其中所述吸液运动模块与打液运动模块可以共用相同的X轴电机1111、Y轴电机1112，以精简结构、减少设备占用空间，即X轴电机1111带动吸液针沿X轴水平运动（如图2中F2方向所示），以依次经过各排深孔重复吸液动作；在完成96孔深孔板的全部吸液动作后，Y轴电机1112带动吸液针沿Y轴水平运动至储液盒23上方（如图2中F3方向所示），以将试液残余释放。另外，所述吸液运动模块中的Z轴电机单独设置，不与打液运动模块共用，以防止打液针插入深孔进行打液动作时，吸液针也跟随进入深孔中，污染试液或影响设备正常使用。
可选的，见图2，所述转移机构2还包括：储液盒23；当吸液针22吸取试液残余后，所述吸液运动模块带动各吸液针22至储液盒23上方，以将试液残余释放。
可选的，本实施例1的各种电机、电磁阀、真空泵均有一控制模块控制工作，所述控制模块例如但不限于采用MYD-C7Z010/20工控板。可选的，所述控制模块适于连接一人机交换机控制各机构进行工作。当然所述控制模块也可以通过内置的时钟芯片来实现各机构在设定时间工作。
综上所述，本核酸提取工作站通过移液法提取核酸，即提取机构提取试液中的核酸，然后通过转移机构将试液残余移出，具体过程为提取机构通过加液组件、振动组件和吸附组件三者相结合，可以满足高通量核酸提取的同时加液、椭圆形摇摆振荡、磁力吸附核酸的作用，最后通过吸液针将试液残余吸出释放，使提取的核酸滞留在提取管中，从而达到分离提取核酸的目的。因此，本核酸提取工作站提高了自动化程度，降低了提取过程中人的干扰因素，同时也提高了提取速度和提取效果；此外，不需要额外的其他耗材，极大的降低了设备的使用成本，尤其适于高通量核酸提取。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例2提供了一种核酸提取工作站的工作方法，所述核酸提取工作站适于通过移出试液残余的方式提取试液中的核酸。
关于核酸提取工作站的具体结构和实施过程参见实施例1的相关论述，在此不再赘述。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作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其技术性范围。

Claims (10)

1.一种核酸提取工作站，其特征在于，包括：提取机构（1）和转移机构（2）；所述提取机构（1）适于提取试液中的核酸；所述转移机构（2）适于将试液残余移出。
2.根据权利要求1所述的核酸提取工作站，其特征在于，所述提取机构（1）包括：加液组件（11）、振动组件（12）和吸附组件（13）；所述加液组件（11）适于向提取管中加入试液；所述振动组件（12）适于振荡试液；以及所述吸附组件（13）适于吸附试液中的核酸。
3.根据权利要求2所述的核酸提取工作站，其特征在于，所述加液组件（11）包括：打液运动模块（111）、分别与试液瓶连通的若干打液针（112）；所述打液运动模块（111）适于带动各打液针（112）分别对准各提取管，以将试液瓶中的试液注入各提取管中。
4.根据权利要求2所述的核酸提取工作站，其特征在于，所述振动组件（12）包括：转动电机、安装在转动电机输出轴上的偏心模块和位于偏心模块顶部的摇床底板（121）；当转动电机转动时，所述偏心模块适于通过摇床底板带动提取管做椭圆运动，以振荡试液。
5.根据权利要求2所述的核酸提取工作站，其特征在于，所述吸附组件（13）包括：磁力架；所述磁力架上间隔排布有若干磁棒（131）；以及各磁棒（131）适于卡入相邻提取管的间隙，以将试液中的核酸吸附在提取管内壁。
6.根据权利要求2-5任一项所述的核酸提取工作站，其特征在于，所述加液组件（11）、振动组件（12）和吸附组件（13）处均设有用于放置提取管的工位（3）；所述工位（3）上设置有若干弹片（31），以用于卡紧提取管。
7.根据权利要求6所述的核酸提取工作站，其特征在于，所述核酸提取工作站还包括一抓夹机构（4）；所述抓夹机构（4）适于抓取并移动提取管至相应的工位（3）上。
8.根据权利要求2所述的核酸提取工作站，其特征在于，所述转移机构（2）包括：吸液运动模块、真空泵（21）、分别连接真空泵（21）的若干吸液针（22）；所述吸液运动模块带动各吸液针（22）分别插入各试液管中；以及所述真空泵（21）适于产生负压，以通过吸液针（22）吸出提取管中的试液残余。
9.根据权利要求8所述的核酸提取工作站，其特征在于，所述转移机构（2）还包括：储液盒（23）；当吸液针（22）吸取试液残余后，所述吸液运动模块带动各吸液针（22）至储液盒（23）上方，以将试液残余释放。
10.一种核酸提取工作站的工作方法，其特征在于，所述核酸提取工作站适于通过移出试液残余的方式提取试液中的核酸。
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