CN111004797A - 核酸提取装置及核酸提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种核酸提取装置，包括试剂输送系统、核酸提取条件控制系统、磁珠转移系统及废液转移系统，核酸提取条件控制系统用于提供快速升温控制、振荡混匀控制及多个呈矩阵分布的反应管，每一反应管内可独立完成所有的核酸提取步骤，各反应管内的核酸提取步骤均同步进行；试剂输送系统用于将提取试剂输送至各反应管，反应管用于供样本试剂依次与各提取试剂进行反应以提取核酸，磁珠转移系统用于将磁珠进行位置转移，废液转移系统用于将各反应管中每次反应后产生的废液进行转移；提取试剂为裂解液、结合液、漂洗液或洗脱液。一种核酸提取方法，通过上述核酸提取装置进行核酸提取。本发明提供的核酸提取装置，提高了提取效率，减低了成本。

Description

核酸提取装置及核酸提取方法

技术领域

本发明属于核酸提取技术领域，更具体地说，是涉及一种核酸提取装置及核酸提取方法。

背景技术

随着基因检测、个性化给药、产前诊断等的普及，在生物行业各领域都追求高通量、自动化的今天，传统DNA提取方法的局限越来越明显。由于磁珠法提取核酸能够实现自动化提取，进行大批量操作，并且操作简单、用时短，因而磁珠法提取核酸越来越受到重视。

一般的，磁珠法提取核酸的提取步骤主要包括：(1)裂解；(2)结合；(3)漂洗；(4)洗脱。具体的描述为细胞或组织在裂解液作用下将DNA/RNA释放出来，经过表面修饰的超顺磁性氧化硅纳米磁珠与所释放出的DNA/RNA进行特异性结合，形成核酸-磁珠复合物。在核酸-磁珠复合物中加入漂洗液，洗去非特异性吸附的蛋白质、多糖等杂质，去除杂质的核酸-磁珠复合物在洗脱液中与磁珠分离，最后得到欲提取的核酸物质。在核酸提取的过程中裂解、结合、漂洗及洗脱的各步骤如不混匀，试剂与样本不充分接触，胞内核酸将释放不完全，磁珠也容易沉底，其提取效率将大幅降低，因此，提取核酸的装置如具备震荡功能，将有助于充分混匀，不仅加快试剂与样本接触，而且也能加快磁珠与核酸的结合或分离速度。

目前，磁珠法核酸提取的多个提取步骤都是在不同的反应管中进行，因此每个样本的核酸提取均需要设置多个反应管，如果要多个样本同时进行核酸提取时，则需要设置更多的反应管，由于反应管数量的增多，导致一次性没办法进行更多的核酸提取工作，不但降低了核酸提取效率，而且成本也很高，其塑料耗材对环保也有压力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核酸提取装置，以解决现有技术中存在的每个样本的核酸提取需要设置多个反应管导致同时进行多个样本核酸提取工作的效率低、成本高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供了一种核酸提取装置，包括试剂输送系统、核酸提取条件控制系统、磁珠转移系统及废液转移系统，所述核酸提取条件控制系统用于提供快速升温控制、振荡混匀控制及多个呈矩阵分布的反应管，每一反应管内可独立完成所有的核酸提取步骤，且各所述反应管内的核酸提取步骤均同步进行；所述试剂输送系统用于将提取试剂输送至各反应管，所述反应管用于供样本试剂依次与各提取试剂进行反应以提取核酸，所述磁珠转移系统用于将磁珠进行位置转移，所述废液转移系统用于将各所述反应管中每次反应后产生的废液进行转移；其中，所述提取试剂为裂解液、结合液、漂洗液或洗脱液。

可选地，所述反应管的内径为14mm，所述反应管的高度为57mm。

可选地，所述核酸提取条件控制系统还包括用于承载各所述反应管的反应架，设于所述反应架下方并用于在所述反应管中各试剂进行反应时振动以促进各试剂均匀反应的振动装置，以及与所述反应架底部形成热循环连接以提供快速升温控制的温控装置，所述温控装置的主要部件设于所述反应架旁侧。

可选地，所述温控装置包括半导体冷热片、传热注射泵、第一流道板、第二流道板及第一连接管道，所述半导体冷热片设于反应架旁侧，所述第一流道板设于半导体冷热片上，所述第一流道板上开设有第一流道，所述第二流道板设于所述反应架上，所述第二流道板上开设有第二流道，第一流道与第二流道之间通过第一连接管道连接，所述传热注射泵用于驱动第一流道、第二流道及第一连接管道中的导热液体形成循环流动。

可选地，所述试剂输送系统包括多个试剂瓶、液路输送组件、多个试剂滴管及第一升降机构，各所述试剂瓶中分别储存有提取试剂，所述液路输送组件的输入口分别与各所述试剂瓶一一对应连接，所述液路输送组件的输出口通过多通管分别与各所述试剂滴管连接，所述液路输送组件用于将每一所述试剂瓶中的试剂按照预设方式分支输送至各所述试剂滴管，所述第一升降机构用于驱动各所述试剂滴管升降以向所述反应管中滴入各试剂。

可选地，所述液路输送组件包括第一液路板及多个第二液路板，各所述第二液路板沿第一方向依次叠设，所述第一液路板分别与各所述第二液路板沿第二方向贴合连接，所述第一方向与所述第二方向垂直；各所述输入口均开设于所述第一液路板上并沿所述第一方向分布，各所述输出口沿所述第二方向分布，且每一所述第二液路板上开设有两所述输出口，每一所述输入口均可分别与每一所述输出口连通，且各所述输出口在各所述第二液路板中相互连通。

可选地，所述第一液路板上开设有多个进液孔及多个第一连接孔，所述第二液路板上开设有多个第二连接孔及多个第三连接孔，所述输入口设于所述进液孔一端，所述进液孔另一端与所述第一连接孔一端通过第一注射泵连接，所述第一连接孔另一端与所述第二连接孔一端连接有第一液道，所述第一液道沿第二方向延伸，所述第二连接孔另一端与所述第三连接孔一端连接有第二注射泵，所述第三连接孔另一端与所述输出口连接，各所述第一液道上分别设有一常闭的电磁阀，且各所述第二连接孔依次连通，各所述第三连接孔依次连通。

可选地，所述核酸提取装置还包括基架，所述磁珠转移系统包括设于所述基架上的第一水平输送机构，通过同一安装座安装于所述第一水平输送机构上的第二升降机构及第三升降机构，设于所述第二升降机构上并可在所述第二升降机构的驱动下做升降运动的磁套架，设于所述磁套架上的磁套，设于所述第三升降机构上并可在所述第三升降机构的驱动下做升降运动的磁棒架，以及设于所述磁棒架上的磁棒，各所述磁套与各所述磁棒沿竖直方向一一对应设置。

可选地，所述废液转移系统包括安装于所述基架上的第二水平输送机构，安装于所述第二水平输送机构上的第四升降机构，安装于所述第四升降机构上的废液架，以及安装于所述废液架上的多个抽吸嘴，所述第四升降机构及所述第二水平输送机构用于输送所述抽吸嘴，所述抽吸嘴用于吸取所述反应管中反应后的废液。

本发明提供的核酸提取装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明的核酸提取装置包括试剂输送系统、核酸提取条件控制系统、磁珠转移系统及废液转移系统，核酸提取条件控制系统用于提供快速升温控制、振荡混匀控制及多个呈矩阵分布的反应管，每一反应管内可独立完成所有的核酸提取工作，且各反应管内的核酸提取步骤均同步进行，如此，使得同一反应管可以独立完成一个核酸的提取，反应管的数量即为该核酸提取装置能够同时进行核酸提取的数量，从而使得该核酸提取装置能够同时进行核酸提取的数量更多，进而提高了核酸提取装置的工作效率，减少了耗材使用量，降低了成本，还能减轻塑料耗材对环保的压力。

本发明还提供了一种核酸提取方法，使用上述核酸提取装置进行核酸提取，包括以下步骤：

S10：设定试验程序；

S20：通过试剂输送系统分别输送裂解溶液至反应管与预加入的样本混合，温控装置对所述反应管进行升温并使温度恒定于35-95℃范围内，反应至裂解结束，温控装置对反应管进行降温使温度恒定于2-10℃范围内；试剂输送系统再分别输送结合液至反应管与已加入的液体混合，反应至结合结束；裂解及结合反应期间，第二升降机构带动磁套对液体进行上下混匀，振动装置按预设转速带动反应管振动混匀；

S30：裂解及结合完成后，形成磁珠-核酸复合物，通过磁珠转移系统将磁珠-核酸复合物富集于磁套下端并带离反应管，再通过废液转移系统将废液转移至废液瓶；

S40：通过试剂输送系统输送漂洗液至反应管，并通过磁珠转移系统将磁珠-核酸复合物转移至反应管与漂洗液混合，漂洗0.5-5分钟；漂洗期间，第二升降机构带动磁套对液体进行上下混匀，振动装置按预设转速带动反应管振动混匀；

S50：一次洗涤结束后，通过磁珠转移系统将磁珠-核酸复合物富集于磁套下端并带离反应管，再通过废液转移系统将反应管内废液转移至废液瓶；

S60：如此依次进行1-3次漂洗；

S70：漂洗完成后，通过试剂输送系统输送洗脱液至反应管，并通过磁珠转移系统将磁珠-核酸复合物转移至反应管与洗脱液混合，洗脱2-10分钟；洗脱期间，第二升降机构带动磁套对液体进行上下混匀，振动装置按预设转速带动反应管振动混匀；磁珠-核酸复合物经洗脱后，核酸溶于洗脱液中，并通过磁珠转移系统将磁珠转移后，完成核酸的提取。

本发明提供的核酸提取方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明的核酸提取方法提供核酸的效率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的核酸提取装置的结构示意图；

图2为图1中核酸提取条件控制系统的结构示意图；

图3为图2中内座的正面示意图；

图4为图2中内座的背面示意图；

图5为图1中液路输送组件的结构示意图；

图6为图5中第一液路板及第二液路板的结构示意图；

图7为图1中磁珠转移系统及废液转移系统的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

10-试剂输送系统；20-核酸提取条件控制系统；30-磁珠转移系统；40-废液转移系统；50-基架；11-液路输送组件；12-试剂滴管；13-第一升降机构；21-反应管；22-反应架；23-振动装置；24-温控装置；31-第一水平输送机构；32-第二升降机构；33-第三升降机构；34-磁套架；35-磁套；36-磁棒架；37-磁棒；38-安装座；41-第二水平输送机构；42-第四升降机构；43-废液架；44-抽吸嘴；51-底板；52-横梁；53-纵梁；54-第一安装板；111-第一液路板；112-第二液路板；113-第一注射泵；114-第二注射泵；115-电磁阀；221-盒体；222-内座；241-半导体冷热片；242-传热注射泵；243-第一流道板；244-第二流道板；245-散热器；246-风扇；311-第一电机；312-第一主动轮；313-第一传送带；314-第一从动轮；541-导轨；1110-输入口；1111-进液孔；1112-第一连接孔；1113-第一液道；1114-第一通孔；1120-输出口；1121-第二连接孔；1122-第三连接孔；1123-第二液道；1124-螺丝孔；2221-插槽；2222-第一过道；2222-第二过道；2431-第一流道；2441-第二流道。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，现对本发明提供的核酸提取装置进行说明。该核酸提取装置用于通过磁珠法来进行核酸提取。

核酸提取装置包括试剂输送系统10、核酸提取条件控制系统20、磁珠转移系统30及废液转移系统40。

请参阅图2，核酸提取条件控制系统20用于提供快速升温控制、振荡混匀控制及多个呈矩阵分布的反应管21，每一反应管21内可独立完成所有的核酸提取步骤，且各反应管21内的核酸提取步骤均同步进行。具体地，在本实施例中，该核酸提取条件控制系统20包括48个反应管21，分别为6排，每一排包括8个反应管21，也即是该核酸提取条件控制系统20能够同时进行48个核酸的提取工作。可以理解地，在本发明的其他实施例中，上述核酸提取条件控制系统20也可以包括32个、64个或其他数量的反应管21，此处不做唯一限定。此处需要说明的是，快速升温控制及振荡混匀控制均是用于为各反应管21中中的反应提供温度和振动，以便促进反应管21中的反应。

试剂输送系统10用于将提取试剂输送至各反应管21，具体地，样本试剂即为细胞或组织溶液，提取试剂为裂解液、结合液、漂洗液或洗脱液，裂解溶液用于将细胞或组织溶液中的(核酸)DNA/RNA裂解释放出来，结合液用于将磁珠与核酸进行结合，漂洗液用于洗涤核酸中的非特异性吸附的蛋白质、多糖等杂质，一般洗涤次数为1-3次，才能将核酸洗涤干净，洗脱液用于将核酸从磁珠中洗脱处理，完成核酸的提取。

反应管21用于供样本试剂依次与各提取试剂进行反应以提取核酸，磁珠转移系统30用于将磁珠进行位置转移，废液转移系统40用于将各反应管21中每次反应后产生的废液进行转移。此处需要说明的是，当磁珠与核酸结合之后，磁珠转移系统30最主要的目的就是将磁珠-核酸整体于反应管21的中上下运动以促进反应均匀，其次是在反应结束后将磁珠-核酸整体从反应管21中移出，待废液转移系统40将废液转移，试剂输送系统10向反应管21中重新加入试剂后，磁珠转移系统30再将移入磁珠-核酸整体反应管21中进行反应，依次重复，直至当洗涤干净后将磁珠与核酸分离之后，将磁珠单独取出。

本发明提供的核酸提取装置包括试剂输送系统10、核酸提取条件控制系统20、磁珠转移系统30及废液转移系统40，核酸提取条件控制系统20用于提供快速升温控制、振荡混匀控制及多个呈矩阵分布的反应管21，每一反应管21内可独立完成所有的核酸提取工作，且各反应管21内的核酸提取步骤均同步进行，如此，使得同一反应管21可以独立完成一个核酸的提取工作，反应管21的数量即为该核酸提取装置能够同时进行核酸提取的数量，从而使得该核酸提取装置能够同时进行核酸提取工作的数量更多，进而提高了核酸提取装置的工作效率，减少了耗材使用量，降低了成本，还能减轻塑料耗材对环保的压力。

在一个实施例中，反应管21的内径为14mm，反应管21的高度为57mm，本实施例中的反应管21的尺寸比现有核酸提取装置中的反应管21尺寸扩大了一倍左右，如此，可保证核酸的所有提取步骤均可于同一反应管21中完成，其中包括样本试剂与各提取试剂的反应步骤、样本试剂及各提取试剂的加入步骤、磁珠转移步骤及废液转移步骤。可以理解地，在本申请的其他实施例中，根据实际情况及具体要求，反应管21的实际尺寸可以在上述尺寸上下浮动，如反应管21的内径在10-15mm范围内，反应管21的高度在在40-60mm范围内，此处不做唯一限定。

在一个实施例中，请参阅图2，核酸提取条件控制系统20还包括反应架22、振动装置23及温控装置24。反应架22用于承载各反应管21，振动装置23设于反应架22下方并用于在反应管21中各试剂进行反应时振动以促进各试剂均匀反应，从而实现振荡混匀控制。温控装置24的主要部件设于反应架22旁侧，温控装置24与反应架22底部形成热循环连接以提供快速升温控制，温控装置24用于在反应管21中各试剂进行反应时加热反应管21，保证反应管21中温度保持在恒定温度范围内，以促进反应的顺利进行。本实施例中的核酸提取条件控制系统20通过振动装置23及温控装置24的设置，不仅能够促进各试剂均匀反应，同时，因振动装置23设于反应架22的下方，而温控装置24的主要部件位于反应架22的旁侧，从而可以防止温控装置24与振动装置23在结构上产生干涉。

具体的，请参阅图2及图3，反应架22包括盒体221及设于盒体221内的内座222，盒体221具有顶部开口，内座222的底部通过紧固件固定于盒体221中，内座222的顶部开设有多个插槽2221，各反应管21的底部插设于插槽2221中。

温控装置24包括半导体冷热片241、传热注射泵242、第一流道板243、第二流道板244、第一连接管道(图为示)、散热器245及风扇246。风扇246和振动装置23间隔设于基架50的底板51上，散热器245安装于风扇246上，半导体冷热片241设于反应架22旁侧，半导体冷热片241贴设于散热器245上，第一流道板243设于半导体冷热片241上，第一流道板243上开设有第一流道2431，第二流道板244设于反应架22上，具体地，第二流道板244设于内座222的底部，第二流道板244上开设有第二流道2441，且第一流道2431与第二流道2441之间通过第一连接管道进行连通，传热注射泵242安装于第一流道板243、散热器245和风扇246侧板上，传热注射泵242用于驱动第一流道2431、第二流道2441及第一连接管道中导热液体形成循环流动。具体地，在反应管21开始反应前，通过该核酸提取装置的总控制器控制半导体冷热片241制热，而传热注射泵242始终都在工作，因此可以将半导体冷热片241产生的热量传导至内座222上，进而传导至反应管21中以加热反应管21，并保证反应管21在恒定温度内工作。待反应结束前0-2分钟，控制半导体冷热片241开始制冷，并通过第一流道2431、第一连接管道及第二流道2441传导至内座222及反应管21，进而将反应管21进行降温。此外，散热器245及风扇246可在温度过高时进行散热以降温。

在一个实施例中，请参阅图4，内座222采用铝合金材料制成，第二流道板244与内座222为一体连接结构，且第二流道板244作为内座222的底部存在，也即是第二流道2441开设于内座222的底部上，如此，可将第一流道板243传导过来的高温/低温直接传导至内座222上，最终传导至反应管21中。更进一步地，内座222上的每一排插槽2221均依次连通，相邻两列插槽2221之间开设有第一过道2222，且内座222的中间开设有将左右两侧的插槽2221间隔分开的第二过道2223，如此使得内座222上的温度能够快速地传递至各反应管21中，以保证各反应中反应均匀。

在一个实施例中，请参阅图1及图5，试剂输送系统10包括五个试剂瓶(图未示)、液路输送组件11、八个试剂滴管12及第一升降机构13，各试剂瓶中分别储存有提取试剂，液路输送组件11具有六个输入口1110及六个输出口1120，液路输送组件11的其中五个输入口1110分别与各试剂瓶一一对应连接，液路输送组件11的输出口1120通过多通管分别与各试剂滴管12连接，具体的，多通管为八通管，其具有八个出液口，八个出液口分别与八个试剂滴管12一一对应连接。在本实施例中，根据提取需求，需要五种提取试剂，因此只选用了其中的五个输入口，而在其他实施例中，根据实际需要，可以选用四个或六个输入口。此外，在本实施例中，需要八个试剂滴管12，因此各输出口1120通过八通管分别与各试剂滴管12连通，而在其他实施例中，多通管的类别可根据试剂滴管12的数量进行改变，此处不做唯一限定。

液路输送组件11用于将每一试剂瓶中的试剂按照预设方式分支输送至各试剂滴管12，第一升降机构13用于驱动各试剂滴管12升降以向反应管21中滴入各试剂。如此，可通过同一液路输送组件11，即可控制同一时间内，将某一试剂瓶中的试剂分别输送至八个试剂滴管12中，并通过试剂滴管12将试剂加入反应管21中，然后通过水平移动，将四十八个反应管21依次完成加液，其结构简单。可以理解地，在本申请的其他实施例中，根据实际应用情况，根据需要加入试剂的数量对应调整试剂瓶的数量、输入口1110及输出口1120的数量，如试剂瓶的数量为五个或七个等，此处不做唯一限定。

在一个实施例中，请参阅图6，液路输送组件11包括第一液路板111及三个第二液路板112，各第二液路板112沿第一方向X依次叠设，第一液路板111分别与各第二液路板112沿第二方向Y贴合连接，第一方向X与第二方向Y相互垂直，具体地，第一方向X即为图6中的上下方向，第二方向Y即为图6中的左右方向。各输入口1110均开设于第一液路板111上并沿第一方向X分布，各输出口1120沿第二方向Y分布，且每一第二液路板112上开设有两输出口1120，每一输入口1110均可分别与每一输出口1120连通，且各输出口1120在各第二液路板112中相互连通。本实施例通过第一液路板111及三个第二液路板112相互抵接固定，并在第一液路板111及第二液路板112中开孔以形成液路的分支输送，如此，可以将从第一液路板111延伸至第二液路板112上的长孔分成两段短孔连接的方式，同样可以将连通各输出口1120的长孔分成三段短孔进行连接，从而可以解决长孔难钻的问题，降低了液路输送组件11的加工难度，提高了液路输送组件11的加工效率及良品率，进而提高了核酸提取的效率。可以理解地，在本申请的其他实施例中，第二液路板112的数量也可以根据输出口1120的数量进行调整，只要保证每一第二液路板112上具有两输出口1120均可，此处不做唯一限定。

在一个实施例中，请参阅图6，第一液路板111上开设有六个进液孔1111及六个第一连接孔1112，第二液路板112上开设有六个第二连接孔1121及六个第三连接孔1122，其中，输入口1110、进液孔1111、试剂瓶、第一连接孔1112及第二连接孔1121的数量相同，第三连接孔1122与输出口1120的数量相同，进液孔1111沿第三方向贯穿第一液路板111，第一连接孔1112、第二连接孔1121及第三连接孔1122均为沿第三方向延伸的盲孔，且开口设于背离试剂瓶的一侧，具体地，第一方向X、第二方向Y及第三方向一一相互垂直，第三方向即为图6中的前后方向。可以理解地，在本发明的其他实施例中，输入口1110、进液孔1111、试剂瓶、第一连接孔1112及第二连接孔1121的数量可跟随试剂瓶的数量进行对应的改变，第三连接孔1122与输出口1120的数量也可以根据每一排反应管21的数量进行对应的改变，此处不做唯一限定。

输入口1110设于进液孔1111一端，进液孔1111另一端与第一连接孔1112一端通过第一注射泵113连接，第一连接孔1112另一端与第二连接孔1121一端连接有第一液道1113，第一液道1113沿第二方向Y延伸，第二连接孔1121另一端与第三连接孔1122一端连接有第二注射泵114，第三连接孔1122的另一端与输出口1120连接，具体地，第三连接孔1122的另一端与输出口1120之间通过第二液道1123连接，第二液道1123沿第二方向Y延伸。各第一液道1113上分别设有一常闭的电磁阀115，且各第二连接孔1121沿第一方向X依次连通，各第三连接孔1122沿第一方向X依次连通。具体工作时，当需要将某一试剂瓶中的试剂分别输送至各试剂滴管12时，则需要将该试剂瓶对应的电磁阀115打开，并将启动相应的注射泵，即可将试剂瓶中的试剂通过第一液道1113及第二液道1123依次输送至各试剂滴管12中。

请参阅图6，第一液路板111上开设有第一通孔1114，第一通孔1114沿第二方向Y贯穿第一液路板111，每一第二液路板112上均开设有螺丝孔1124，螺丝孔1124沿第二方向Y延伸且开口朝向第一液路板111，第一液路板111与各第二液路板112通过螺栓锁紧，螺栓依次穿过第一通孔1114和螺丝孔1124并锁紧，且在第一液路板111与第二液路板112之间抵持有垫片，垫片套设于螺栓上，如此可以实现第一液道1113的密封，防止第一液道1113中试剂从第一液路板111与第二液路板112之间漏出。此外，第一通孔1114与第一液道1113沿第一方向X上错开设置。

同样地，各第二液路板112之间也通过紧固件锁紧，如将紧固件沿第一方向X依次贯穿各第二液路板112并锁紧。

请参阅图5，各电磁阀115均安装于第一液路板111上远离试剂瓶的一侧上，第一注射泵113均安装于第一液路板111上远离试剂瓶的一侧，并通过紧固件锁紧，第二注射泵114均安装于第二液路板112上远离储液管的一侧，并通过紧固件锁紧。

在一个实施例中，请参阅图1及图7，核酸提取装置还包括基架50，磁珠转移系统30包括第一水平输送机构31、第二升降机构32、第三升降机构33、磁套架34、磁套35、磁棒架36及磁棒37。

基架50是一个方形的立体框架结构，并由多根横梁52及纵梁53拼接形成，用于承载第一水平输送机构31、第二升降机构32、第三升降机构33、磁套架34、磁套35、磁棒架36及磁棒37。

第一水平输送机构31安装于基架50上，第二升降机构32及第三升降机构33通过同一安装座38分别安装于第一水平输送机构31上，且相互间隔设置。具体地，第二升降机构32用于产生升降运动，磁套架34设于第二升降机构32上并可在第二升降机构32的驱动下做升降运动，磁套35设于磁套架34上。第三升降机构33用于产生升降运动，磁棒架36设于第三升降机构33上并可在第三升降机构33的驱动下做升降运动，磁棒37设于磁棒架36上，磁套35包括呈矩阵分布的磁套35，各磁套35与各磁棒37沿竖直方向一一对应设置。初始状态时，通过第二升降机构32及第三升降机构33分别驱动磁套35及磁棒37，使得磁套架34与磁棒架36相互叠设，且各磁套35一一对应套设于各磁棒37外，并通过第一水平输送机构31将磁套35及磁棒37整体转移至反应管21中以吸附磁珠，待到磁珠完全吸附于磁套35外表面后，将磁珠、磁套35及磁棒37整体进行转移。最后，当需要将磁珠与核酸分离时，先通过第三升降机构33将磁棒37进行上升，然后通过搅拌磁套35并通过外加磁场以将磁珠与核酸分离，接着通过第二升降机构32将磁套35上升至初始高度，最后通过第一水平输送机构31将磁套35及磁棒37整体输送至初始位置。

在一个实施例中，请参阅图4，废液转移系统40包括第二水平输送机构41、第四升降机构42、废液架43及多个抽吸嘴44，第二水平输送机构41安装于基架50上，第四升降机构42安装于第二水平输送机构41上，废液架43安装于第四升降机构42上，各抽吸嘴44分别安装于废液架43上，第二水平输送机构41用于将第四升降机构42及各抽吸嘴44整体水平移动，第四升降机构42用于将抽吸嘴44输送至反应管21或从反应管21中拉出，抽吸嘴44的数量与每一排反应管21的数量相等，抽吸嘴44用于吸取反应管21中反应后的废液。具体的，每当反应管21内提取反应结束后，首先驱动第二水平输送机构41将第四升降机构42及各抽吸嘴44水平输送至反应管21的正上方，然后通过第四升降机构42将各抽吸嘴44一一对应输送至各反应管21中，待抽吸嘴44将反应管21中的废液抽吸完，接着通过第四升降机构42将各抽吸嘴44从反应管21中撤出，接着依次按照上面的方法将各反应管21中的废液均抽吸完，最后通过第四升降机构42及第二水平输送机构41将抽吸嘴44输送至初始位置。

在一个实施例中，请参阅图1，基架50整体呈方形，核酸提取条件控制系统20安装于机架的底板51上，并大致位于中间位置，试剂输送系统10安装于基架50的左侧，废液转移系统40的初始位置位于试剂输送系统10与核酸提取条件控制系统20之间，磁珠转移系统30的初始位置安装于基架50的右侧。

基架50的上部位于反应架22与温控装置24之间具有第一安装板54，第一安装板54竖直设置并沿左右方向延伸，第一安装板54上设有两沿竖直方向间隔设置的导轨541，第一水平输送机构31及第二水平输送机构41均安装于第一安装板54上，且第一水平输送机构31及第二水输送机构均沿导轨541进行水平输送，即第一水平输送机构31及第二水平输送机构41共用导轨541，且两者输送方向刚好相反，如此，使得整个核酸提取装置结构布局紧凑、合理，占用空间小。且第一水平输送机构31和第二水平输送机构41共用第一安装板54及导轨541，可以节省结构成本。

此外，在本实施例中，第二升降机构32、第三升降机构33、第四升降机构42、第一水平输送机构31及第二水平输送机构41均为皮带输送机构。下面以第一水平输送机构31进行说明，第一水平输送机构31包括第一电机311、第一主动轮312、第一传送带313、第一从动轮314及导轨541。第一电机311安装于第一安装板54的后侧，第一主动轮312安装于第一安装板54的前侧并与第一电机311的电机轴连接，第一从动轮314安装于第一安装板54上并与第一主动轮312沿左右方向间隔设置，第一传送带313分别套设于第一主动轮312及第一从动轮314上，安装座38安装于第一传动带上并随第一传送带313沿左右移动，且安装座38与导轨541导向配合，通过导轨541对安装座38进行导向及重力支撑。可以理解地，在本申请的其他实施例中，第二升降机构32、第三升降机构33、第四升降机构42、第一水平输送机构31及第二水平输送机构41均为皮带输送机构也可以采用其他直线输送机构进行输送，如滚珠丝杆机构，此处不做唯一限定。

请参阅图1，第一升降机构13为滚珠丝杆机构。可以理解地，在本申请的其他实施例中，第一升降机构13也可以是其他直线机构，如皮带传动机构，此处不做唯一限定。

本发明还提供了一种核酸提取方法，使用上述核酸提取装置进行核酸提取，包括以下步骤：

S10：设定试验程序；

S20：通过试剂输送系统10分别输送裂解溶液与预加入的样本混合，温控装置24对反应管21进行升温并使温度恒定于35-95℃范围内，反应至裂解3-30分钟结束，温控装置24对反应管21进行降温使温度恒定于2-10℃范围内；试剂输送系统10再分别输送结合液至反应管21与已加入的液体混合，反应至结合3-30分钟结束；其中，在裂解及结合反应期间，通过第一水平输送机构31及第二升降机构32将磁套35移动至反应管21中，并使得磁套35于反应管21的液面及底部上下循环运动以对液体进行上下混匀，并通过振动装置23按预设转速(具体为20-2000转/分钟)带动反应管21振动混匀，同时通过温控装置24控制反应管21内温度在恒温状态。此处需要说明的时，磁套35在整个反应过程中均需于反应管21中运动，振动装置23也一直保证振动，温控装置24在反应结束前0-2分钟开始对反应管21进行降温。

S30：裂解及结合完成后，将会形成磁珠-核酸复合物，通过磁珠转移系统30将磁珠-核酸复合物富集于磁套35下端并带离反应管21，再通过废液转移系统40将废液转移至废液瓶。

具体的，是通过第三升降机构33将磁棒37向下移动至磁套35内，并通过第二升降机构32及第三升降机构33一起将磁套磁套35和磁棒37整体上下运动以将磁珠-核酸复合物富集于磁套35下端，最后通过第二升降机构32及第三升降机构33将磁珠-核酸复合物沿竖直方向移出反应管21，并沿水平方向向右移动以防与废液转移系统40产生干涉，接着通过废液转移系统40将废液转移至废液瓶。

S40：通过试剂输送系统10输送漂洗液至反应管21，并通过磁珠转移系统30将磁珠-核酸复合物沿原路转移至反应管21并与漂洗液混合，漂洗时间为0.5-5分钟；且在漂洗期间，第二升降机构32带动磁套35对液体进行上下混匀，振动装置23按预设转速(具体为20-2000转/分钟)带动反应管振动混匀。此处需要说明的是，在反应过程中，第二升降机构32及第三升降机构33需要将磁珠-核酸复合物一直上下运动，如此才能保证洗涤干净。

S50：一次洗涤结束后，通过磁珠转移系统30将磁珠-核酸复合物富集于磁套35下端并带离反应管21，再通过废液转移系统40将反应管21内废液转移至废液瓶；

S60：如此依次进行1-3次洗涤；

S70：洗涤完成后，通过试剂输送系统10输送洗脱液至反应管21，并通过磁珠转移系统30将磁珠-核酸复合物转移至反应管21与洗脱液混合，洗脱2-10分钟；洗脱期间，第二升降机构32带动磁套35对液体进行上下混匀，振动装置23按预设转速(具体为20-2000转/分钟)带动反应管21振动混匀；磁珠-核酸复合物经洗脱后，核酸溶于洗脱液中，并通过磁珠转移系统30将磁珠转移后，完成核酸的提取。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.核酸提取装置，其特征在于，包括试剂输送系统、核酸提取条件控制系统、磁珠转移系统及废液转移系统，所述核酸提取条件控制系统用于提供快速升温控制、振荡混匀控制及多个呈矩阵分布的反应管，每一反应管内可独立完成所有的核酸提取步骤，且各所述反应管内的核酸提取步骤均同步进行；所述试剂输送系统用于将提取试剂输送至各反应管，所述反应管用于供样本试剂依次与各提取试剂进行反应以提取核酸，所述磁珠转移系统用于将磁珠进行位置转移，所述废液转移系统用于将各所述反应管中每次反应后产生的废液进行转移；其中，所述提取试剂为裂解液、结合液、漂洗液或洗脱液。

2.如权利要求1所述的核酸提取装置，其特征在于，所述反应管的内径为14mm，所述反应管的高度为57mm。

3.如权利要求1所述的核酸提取装置，其特征在于，所述核酸提取条件控制系统还包括用于承载各所述反应管的反应架，设于所述反应架下方并用于在所述反应管中各试剂进行反应时振动以促进各试剂均匀反应的振动装置，以及与所述反应架底部形成热循环连接以提供快速升温控制的温控装置，所述温控装置的主要部件设于所述反应架旁侧。

4.如权利要求3所述的核酸提取装置，其特征在于，所述温控装置包括半导体冷热片、传热注射泵、第一流道板、第二流道板及第一连接管道，所述半导体冷热片设于反应架旁侧，所述第一流道板设于半导体冷热片上，所述第一流道板上开设有第一流道，所述第二流道板设于所述反应架上，所述第二流道板上开设有第二流道，第一流道与第二流道之间通过第一连接管道连接，所述传热注射泵用于驱动第一流道、第二流道及第一连接管道中的导热液体形成循环流动。

5.如权利要求1所述的核酸提取装置，其特征在于，所述试剂输送系统包括多个试剂瓶、液路输送组件、多个试剂滴管及第一升降机构，各所述试剂瓶中分别储存有提取试剂，所述液路输送组件的输入口分别与各所述试剂瓶一一对应连接，所述液路输送组件的输出口通过多通管分别与各所述试剂滴管连接，所述液路输送组件用于将每一所述试剂瓶中的试剂按照预设方式分支输送至各所述试剂滴管，所述第一升降机构用于驱动各所述试剂滴管升降以向所述反应管中滴入各试剂。

6.如权利要求5所述的核酸提取装置，其特征在于，所述液路输送组件包括第一液路板及多个第二液路板，各所述第二液路板沿第一方向依次叠设，所述第一液路板分别与各所述第二液路板沿第二方向贴合连接，所述第一方向与所述第二方向垂直；各所述输入口均开设于所述第一液路板上并沿所述第一方向分布，各所述输出口沿所述第二方向分布，且每一所述第二液路板上开设有两所述输出口，每一所述输入口均可分别与每一所述输出口连通，且各所述输出口在各所述第二液路板中相互连通。

7.如权利要求6所述的核酸提取装置，其特征在于，所述第一液路板上开设有多个进液孔及多个第一连接孔，所述第二液路板上开设有多个第二连接孔及多个第三连接孔，所述输入口设于所述进液孔一端，所述进液孔另一端与所述第一连接孔一端通过第一注射泵连接，所述第一连接孔另一端与所述第二连接孔一端连接有第一液道，所述第一液道沿第二方向延伸，所述第二连接孔另一端与所述第三连接孔一端连接有第二注射泵，所述第三连接孔另一端与所述输出口连接，各所述第一液道上分别设有一常闭的电磁阀，且各所述第二连接孔依次连通，各所述第三连接孔依次连通。

8.如权利要求1所述的核酸提取装置，其特征在于，所述核酸提取装置还包括基架，所述磁珠转移系统包括设于所述基架上的第一水平输送机构，通过同一安装座安装于所述第一水平输送机构上的第二升降机构及第三升降机构，设于所述第二升降机构上并可在所述第二升降机构的驱动下做升降运动的磁套架，设于所述磁套架上的磁套，设于所述第三升降机构上并可在所述第三升降机构的驱动下做升降运动的磁棒架，以及设于所述磁棒架上的磁棒，各所述磁套与各所述磁棒沿竖直方向一一对应设置。

9.如权利要求8所述的核酸提取装置，其特征在于，所述废液转移系统包括安装于所述基架上的第二水平输送机构，安装于所述第二水平输送机构上的第四升降机构，安装于所述第四升降机构上的废液架，以及安装于所述废液架上的多个抽吸嘴，所述第四升降机构及所述第二水平输送机构用于输送所述抽吸嘴，所述抽吸嘴用于吸取所述反应管中反应后的废液。

10.核酸提取方法，其特征在于，使用如权利要求1至9任一项所述的核酸提取装置进行核酸提取，包括以下步骤：

S10：设定试验程序；

S20：通过试剂输送系统分别输送裂解溶液至反应管与预加入的样本混合，温控装置对所述反应管进行升温并使温度恒定于35-95℃范围内，反应至裂解结束，温控装置对反应管进行降温使温度恒定于2-10℃范围内；试剂输送系统再分别输送结合液至反应管与已加入的液体混合，反应至结合结束；裂解及结合反应期间，第二升降机构带动磁套对液体进行上下混匀，振动装置按预设转速带动反应管振动混匀；

S30：裂解及结合完成后，形成磁珠-核酸复合物，通过磁珠转移系统将磁珠-核酸复合物富集于磁套下端并带离反应管，再通过废液转移系统将废液转移至废液瓶；

S40：通过试剂输送系统输送漂洗液至反应管，并通过磁珠转移系统将磁珠-核酸复合物转移至反应管与漂洗液混合，漂洗0.5-5分钟；漂洗期间，第二升降机构带动磁套对液体进行上下混匀，振动装置按预设转速带动反应管振动混匀；

S50：一次洗涤结束后，通过磁珠转移系统将磁珠-核酸复合物富集于磁套下端并带离反应管，再通过废液转移系统将反应管内废液转移至废液瓶；

S60：如此依次进行1-3次漂洗；

S70：漂洗完成后，通过试剂输送系统输送洗脱液至反应管，并通过磁珠转移系统将磁珠-核酸复合物转移至反应管与洗脱液混合，洗脱2-10分钟；洗脱期间，第二升降机构带动磁套对液体进行上下混匀，振动装置按预设转速带动反应管振动混匀；磁珠-核酸复合物经洗脱后，核酸溶于洗脱液中，并通过磁珠转移系统将磁珠转移后，完成核酸的提取。

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