CN111304290A - 一种用于基因测序的核酸提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于基因测序的核酸提取方法，具体包括以下步骤：S1在两个不同的第一试管中分别加入细胞裂解液和磁珠，将待提取样品加入细胞裂解液中，控制核酸提取装置使搅拌桨旋转，使样品中细胞充分裂解；S2、通过控制核酸提取装置，使电磁铁将磁珠转移至试管一内，再控制搅拌桨对细胞液进行搅拌，使磁珠与核酸充分结合；S3、将磁珠从试管一中吸出，并转移至第二试管中，在第二试管中加入洗脱液，控制搅拌桨搅拌，使核酸与磁珠充分分离，将磁珠从第二试管中移出，即得所需核酸；本发明通过磁珠法进行核酸提取，通过裂解沉淀、磁吸、洗脱步骤，可去除样本中的其它杂质组分，实现自动、高效提取核酸。
Description
技术领域
本发明涉及基因测序技术领域，具体涉及一种用于基因测序的核酸提取方法。
背景技术
基因测序是基因检测的方法之一，其又叫基因谱测序，是国际上公认的一种基因检测标准。进行基因测序的第一步，需要进行样本的核酸提取，纳米磁珠以超顺磁纳米微球为载体，可快速分离纯化DNA或RNA，并能实现自动化，安全快速，且能减少有机溶剂对人体的伤害，可用于提取目标样本的核酸有助于人们进行相应的实验分析，做出相应的判断。
磁珠法核酸提取依据与硅胶膜离心柱相同的原理，运用纳米技术对超顺磁性纳米颗粒的表面进行改良和表面修饰后，制备成超顺磁性氧化硅纳米磁珠。该磁珠能在微观界面上与核酸分子特异性地识别和高效结合。利用氧化硅纳米微球的超顺磁性，在Chaotropic盐(盐酸胍、异硫氰酸胍等)和外加磁场的作用下，能从血液、动物组织、食品、病原微生物等样本中的DNA和RNA分离出来，可应用在临床疾病诊断、输血安全、法医学鉴定、环境微生物检测、食品安全检测、分子生物学研究等多种领域；现有核酸提取方法操作复杂，提取效率低，不能高效地实现核酸提取。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于基因测序的核酸提取方法，可以解决以下问题：
1、通过使用磁珠法进行核酸提取，解决现有核酸提取方法操作复杂，提取效率低的问题；
2、通过使用本发明提供的核酸提取装置可以实现核酸提取的自动化，可以进一步提高核酸提取效率。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于基因测序的核酸提取方法，核酸提取通过核酸提取装置进行，具体步骤如下：
S1、在两个不同的第一试管中分别加入细胞裂解液和磁珠，并记为试管一和试管二，将待提取样品加入细胞裂解液中，控制第二驱动电机使搅拌桨位于试管一正上方，通过纵向移动组件使搅拌桨延伸至试管一下端，搅拌桨旋转使样品中细胞充分裂解；
S2、通过控制第一驱动电机和第二驱动电机，使电磁铁位于试管二上方，电动伸缩杆伸长，电磁铁通电吸附磁珠，并将磁珠转移至试管一内，再控制搅拌桨对细胞液进行搅拌，使磁珠与核酸充分结合；
S3、控制电磁铁将磁珠从试管一中吸出，并转移至第二试管中，在第二试管中加入洗脱液，控制搅拌桨进入第二试管中搅拌，使核酸与磁珠充分分离，控制电磁铁将磁珠从第二试管中移出，即得所需核酸。
通过磁珠法进行核酸提取，通过裂解沉淀、磁吸、洗脱步骤，可去除样本中的杂质组分，实现自动、高效提取纯化核酸，该提取方法提取操作方便，可用于提取全血、血清血浆、组织液、组织匀浆、痰液、尿液、唾液中的核酸，使得核酸提取方法广泛适用核酸提取样本。
优选的，所述所述核酸提取装置包括底座和外壳，外壳固定连接在底座顶端面上；
底座上转动连接有转杆，转杆上固定连接有横向支撑板，横向支撑板内固定连接有第一驱动电机，第一驱动电机位于横向支撑板上靠近转杆的一侧，第一驱动电机的驱动轴固定连接有第一皮带轮，横向支撑板一端转动连接有第二皮带轮，第一皮带轮和第二皮带轮之间通过皮带传动连接，第二皮带轮顶端面固定连接有卡块，卡块上卡合有深孔转盘，深孔转盘上开设有试管孔，试管孔下端固定连接有固定环，横向支撑板一侧设置有超声仪，通过设置转杆和横向支撑板，可将横向支撑板转出核酸提取装置，方便对第一试管进行放置和取出，也方便向第一试管中加入细胞裂解液、磁珠等物品；
外壳上端两侧内侧壁均固定连接有纵向固定块，纵向固定块之间转动连接有横向螺纹杆，横向螺纹杆一端固定连接有第二驱动电机，第二驱动电机固定连接在外壳外侧壁上，纵向固定块之间固定连接有横向滑杆，横向螺纹杆和横向滑杆上安装有纵向支撑板，纵向支撑板左端固定连接有电动伸缩杆，右端固定连接有纵向移动组件，电动伸缩杆上端固定在第一固定块上，第一固定块固定连接在纵向支撑板侧壁上，电动伸缩杆伸缩端固定连接有电磁铁，电磁铁外部固定连接有保护壳，通过设置第二驱动电机、横向螺纹杆和横向滑杆，可以对电动伸缩杆和搅拌桨进行横向移动，方便将磁珠在不同试管中进行转移。
优选的，所述纵向移动组件包括上支撑块、下支撑块和升降块，上支撑块和下支撑块分别固定连接在纵向支撑板的侧壁上端和下端，上支撑块顶端面固定连接有第三驱动电机，第三驱动电机的驱动轴固定连接有纵向螺纹杆，纵向螺纹杆的一端转动连接在下支撑块上，上支撑块和下支撑块之间固定连接有纵向滑杆，升降块螺纹连接在纵向螺纹杆上，升降块上开设有通孔，纵向滑杆穿过通孔设置，升降块上安装有搅拌杆，搅拌杆一端穿过下支撑块且固定连接有搅拌桨，通过设置纵向移动组件，方便对搅拌桨进行上下移动，使搅拌桨置于第一试管和第二试管内部下端，方便对液体进行搅拌。
优选的，所述横向支撑板的形状为扇形，转杆位于靠近扇形圆心的位置，横向支撑板底部开设有弧形滑槽，底座顶端面固定连接有滑轮，滑轮位于弧形滑槽内，通过设置弧形滑槽和滑轮，可对横向支撑板进行支撑，同时也方便横向支撑板通过转杆进行转动。
优选的，所述深孔转盘上方设置有试管固定架，试管固定架位于试管孔上方，试管固定架底部卡接在深孔转盘顶端面，试管孔内放置有第一试管，第一试管底部放置在固定环上，上端通过试管固定架固定，通过设置固定环和试管固定架，可以保持第一试管稳定处于竖直状态，方便电磁铁或搅拌桨延伸至第一试管内。
优选的，所述超声仪顶端面固定连接有第二固定块，第二固定块侧壁上固定连接有试管夹，试管夹上固定连接有第二试管，超声仪底部固定连接有减震垫，通过设置减震垫，减小超声仪工作时对产生的振动，避免对核酸提取装置其它部件产生影响。
优选的，所述纵向支撑板上开设有螺纹孔，纵向支撑板与横向螺纹杆通过螺纹孔螺纹连接，横向滑杆贯穿纵向支撑板设置。
优选的，所述细胞裂解液选自1-4M盐酸胍、10-200mM Tris-HCI、1-100mM CaCI2、30％无水乙醇、0.5％-5％皂苷和20-200ug/ml蛋白酶K中的一种。
优选的，所述洗脱液为Tris-HCI 10mM或EDTA 1mM。
本发明的有益效果为：
通过磁珠法进行核酸提取，通过裂解沉淀、磁吸、洗脱步骤，可去除样本中的杂质组分，实现自动、高效提取纯化核酸，该提取方法提取操作方便，可用于提取全血、血清血浆、组织液、组织匀浆、痰液、尿液、唾液中的核酸，使得核酸提取方法广泛适用核酸提取样本；
通过本发明提供的核酸提取装置，可以实现核酸提取自动化，有利于提高核酸提取的效率；通过设置转杆和横向支撑板，可将横向支撑板转出核酸提取装置，方便对第一试管进行放置和取出，也方便向第一试管中加入细胞裂解液、磁珠等物品，通过设置弧形滑槽和滑轮，可对横向支撑板进行支撑，同时也方便横向支撑板通过转杆进行转动；通过设置第二驱动电机、横向螺纹杆和横向滑杆，可以对电动伸缩杆和搅拌桨进行横向移动，方便将磁珠在不同试管中进行转移，通过设置纵向移动组件，方便对搅拌桨进行上下移动，使搅拌桨置于第一试管和第二试管内部下端，方便对液体进行搅拌，通过设置固定环和试管固定架，可以保持第一试管稳定处于竖直状态，方便电磁铁或搅拌桨延伸至第一试管内，通过设置减震垫，减小超声仪工作时对产生的振动，避免对核酸提取装置其它部件产生影响。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明图1中的A区域细节放大图；
图3为本发明图1中的B区域细节放大图；
图4为本发明图1中的C区域细节放大图；
图5为本发明图1中的D区域细节放大图；
图6为本发明纵向移动组件侧面结构示意图；
图中：1、底座；2、外壳；3、转杆；4、横向支撑板；5、第一驱动电机；6、第一皮带轮；7、第二皮带轮；8、皮带；9、卡块；10、深孔转盘；11、试管孔；12、固定环；13、超声仪；14、纵向固定块；15、横向螺纹杆；16、第二驱动电机；17、横向滑杆；18、纵向支撑板；19、电动伸缩杆；20、纵向移动组件；21、第一固定块；22、电磁铁；23、保护壳；24、上支撑块；25、下支撑块；26、升降块；27、第三驱动电机；28、纵向螺纹杆；29、纵向滑杆；30、搅拌杆；31、搅拌桨；32、弧形滑槽；33、试管固定架；34、第一试管；35、第二固定块；36、试管夹；37、第二试管；38、减震垫；39、滑轮。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6所示
一种用于基因测序的核酸提取方法，核酸提取通过核酸提取装置进行，具体步骤如下：
S1、在两个不同的第一试管34中分别加入细胞裂解液10-200mM Tris-HCI和磁珠，并记为试管一和试管二，将待提取样品加入细胞裂解液中，控制第二驱动电机16使搅拌桨31位于试管一正上方，通过纵向移动组件20使搅拌桨31延伸至试管一下端，搅拌桨31旋转使样品中细胞充分裂解；
S2、通过控制第一驱动电机5和第二驱动电机16，使电磁铁22位于试管二上方，电动伸缩杆19伸长，电磁铁22通电吸附磁珠，并将磁珠转移至试管一内，再控制搅拌桨31对细胞液进行搅拌，使磁珠与核酸充分结合；
S3、控制电磁铁22将磁珠从试管一中吸出，并转移至第二试管37中，在第二试管37中加入洗脱液1mM EDTA，控制搅拌桨32进入第二试管37中搅拌，使核酸与磁珠充分分离，控制电磁铁22将磁珠从第二试管37中移出，即得所需核酸。
所述核酸提取装置包括底座1和外壳2，外壳2固定连接在底座1顶端面上；
底座1上转动连接有转杆3，转杆3上固定连接有横向支撑板4，横向支撑板4内固定连接有第一驱动电机5，第一驱动电机5位于横向支撑板4上靠近转杆3的一侧，第一驱动电机5的驱动轴固定连接有第一皮带轮6，横向支撑板4一端转动连接有第二皮带轮7，第一皮带轮6和第二皮带轮7之间通过皮带8传动连接，第二皮带轮7顶端面固定连接有卡块9，卡块9上卡合有深孔转盘10，深孔转盘10上开设有试管孔11，试管孔11下端固定连接有固定环12，横向支撑板4一侧设置有超声仪13，通过设置转杆3和横向支撑板4，可将横向支撑板4转出核酸提取装置，方便对第一试管34进行放置和取出，也方便向第一试管34中加入细胞裂解液、磁珠等物品；
外壳2上端两侧内侧壁均固定连接有纵向固定块14，纵向固定块14之间转动连接有横向螺纹杆15，横向螺纹杆15一端固定连接有第二驱动电机16，第二驱动电机16固定连接在外壳2外侧壁上，纵向固定块14之间固定连接有横向滑杆17，横向螺纹杆15和横向滑杆17上安装有纵向支撑板18，纵向支撑板18左端固定连接有电动伸缩杆19，右端固定连接有纵向移动组件20，电动伸缩杆19上端固定在第一固定块21上，第一固定块21固定连接在纵向支撑板18侧壁上，电动伸缩杆19伸缩端固定连接有电磁铁22，电磁铁22外部固定连接有保护壳23，通过设置第二驱动电机16、横向螺纹杆15和横向滑杆17，可以对电动伸缩杆19和搅拌桨31进行横向移动，方便将磁珠在不同试管中进行转移。
纵向移动组件20包括上支撑块24、下支撑块25和升降块26，上支撑块24和下支撑块25分别固定连接在纵向支撑板18的侧壁上端和下端，上支撑块24顶端面固定连接有第三驱动电机27，第三驱动电机27的驱动轴固定连接有纵向螺纹杆28，纵向螺纹杆28的一端转动连接在下支撑块25上，上支撑块24和下支撑块25之间固定连接有纵向滑杆29，升降块26螺纹连接在纵向螺纹杆28上，升降块26上开设有通孔，纵向滑杆29穿过通孔设置，升降块26上安装有搅拌杆30，搅拌杆30一端穿过下支撑块25且固定连接有搅拌桨31，通过设置纵向移动组件20，方便对搅拌桨31进行上下移动，使搅拌桨31置于第一试管34和第二试管37内部下端，方便对液体进行搅拌。
横向支撑板4的形状为扇形，转杆3位于靠近扇形圆心的位置，横向支撑板4底部开设有弧形滑槽32，底座1顶端面固定连接有滑轮39，滑轮39位于弧形滑槽32内，通过设置弧形滑槽32和滑轮39，可对横向支撑板4进行支撑，同时也方便横向支撑板4通过转杆3进行转动。
深孔转盘10上方设置有试管固定架33，试管固定架33位于试管孔11上方，试管固定架33底部卡接在深孔转盘10顶端面，试管孔11内放置有第一试管34，第一试管34底部放置在固定环12上，上端通过试管固定架33固定，通过设置固定环12和试管固定架33，可以保持第一试管34稳定处于竖直状态，方便电磁铁22或搅拌桨31延伸至第一试管34内。
超声仪13顶端面固定连接有第二固定块35，第二固定块35侧壁上固定连接有试管夹36，试管夹36上固定连接有第二试管37，超声仪13底部固定连接有减震垫38，通过设置减震垫38，减小超声仪13工作时对产生的振动，避免对核酸提取装置其它部件产生影响。
纵向支撑板18上开设有螺纹孔，纵向支撑板18与横向螺纹杆通过螺纹孔螺纹连接，横向滑杆17贯穿纵向支撑板18设置。
核酸提取装置使用时：首先在两个不同的第一试管34中分别加入细胞裂解液10-200mM Tris-HCI和磁珠，并记为试管一和试管二，将待提取样品加入细胞裂解液中，控制第二驱动电机16使搅拌桨31位于试管一正上方，通过纵向移动组件20使搅拌桨31延伸至试管一下端，搅拌桨31旋转使样品中细胞充分裂解；其次，通过控制第一驱动电机5和第二驱动电机16，使电磁铁22位于试管二上方，电动伸缩杆19伸长，电磁铁22通电吸附磁珠，并将磁珠转移至试管一内，再控制搅拌桨31对细胞液进行搅拌，使磁珠与核酸充分结合；最后，控制电磁铁22将磁珠从试管一中吸出，并转移至第二试管37中，在第二试管37中加入洗脱液1mM EDTA，控制搅拌桨32进入第二试管37中搅拌，使核酸与磁珠充分分离，控制电磁铁22将磁珠从第二试管37中移出，即得所需核酸。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.一种用于基因测序的核酸提取方法，其特征在于，核酸提取通过核酸提取装置进行，具体步骤如下：
S1、在两个不同的第一试管(34)中分别加入细胞裂解液和磁珠，并记为试管一和试管二，将待提取样品加入细胞裂解液中，控制第二驱动电机(16)使搅拌桨(31)位于试管一正上方，通过纵向移动组件(20)使搅拌桨(31)延伸至试管一下端，搅拌桨(31)旋转使样品中细胞充分裂解；
S2、通过控制第一驱动电机(5)和第二驱动电机(16)，使电磁铁(22)位于试管二上方，电动伸缩杆(19)伸长，电磁铁(22)通电吸附磁珠，并将磁珠转移至试管一内，再控制搅拌桨(31)对细胞液进行搅拌，使磁珠与核酸充分结合；
S3、控制电磁铁(22)将磁珠从试管一中吸出，并转移至第二试管(37)中，在第二试管(37)中加入洗脱液，控制搅拌桨(32)进入第二试管(37)中搅拌，使核酸与磁珠充分分离，控制电磁铁(22)将磁珠从第二试管(37)中移出，即得所需核酸。
2.根据权利要求1所述的一种用于基因测序的核酸提取方法，其特征在于，所述核酸提取装置包括底座(1)和外壳(2)，外壳(2)固定连接在底座(1)顶端面上；
底座(1)上转动连接有转杆(3)，转杆(3)上固定连接有横向支撑板(4)，横向支撑板(4)内固定连接有第一驱动电机(5)，第一驱动电机(5)位于横向支撑板(4)上靠近转杆(3)的一侧，第一驱动电机(5)的驱动轴固定连接有第一皮带轮(6)，横向支撑板(4)一端转动连接有第二皮带轮(7)，第一皮带轮(6)和第二皮带轮(7)之间通过皮带(8)传动连接，第二皮带轮(7)顶端面固定连接有卡块(9)，卡块(9)上卡合有深孔转盘(10)，深孔转盘(10)上开设有试管孔(11)，试管孔(11)下端固定连接有固定环(12)，横向支撑板(4)一侧设置有超声仪(13)；
外壳(2)上端两侧内侧壁均固定连接有纵向固定块(14)，纵向固定块(14)之间转动连接有横向螺纹杆(15)，横向螺纹杆(15)一端固定连接有第二驱动电机(16)，第二驱动电机(16)固定连接在外壳(2)外侧壁上，纵向固定块(14)之间固定连接有横向滑杆(17)，横向螺纹杆(15)和横向滑杆(17)上安装有纵向支撑板(18)，纵向支撑板(18)左端固定连接有电动伸缩杆(19)，右端固定连接有纵向移动组件(20)，电动伸缩杆(19)上端固定在第一固定块(21)上，第一固定块(21)固定连接在纵向支撑板(18)侧壁上，电动伸缩杆(19)伸缩端固定连接有电磁铁(22)，电磁铁(22)外部固定连接有保护壳(23)。
3.根据权利要求2所述的一种用于基因测序的核酸提取方法，其特征在于，所述纵向移动组件(20)包括上支撑块(24)、下支撑块(25)和升降块(26)，上支撑块(24)和下支撑块(25)分别固定连接在纵向支撑板(18)的侧壁上端和下端，上支撑块(24)顶端面固定连接有第三驱动电机(27)，第三驱动电机(27)的驱动轴固定连接有纵向螺纹杆(28)，纵向螺纹杆(28)的一端转动连接在下支撑块(25)上，上支撑块(24)和下支撑块(25)之间固定连接有纵向滑杆(29)，升降块(26)螺纹连接在纵向螺纹杆(28)上，升降块(26)上开设有通孔，纵向滑杆(29)穿过通孔设置，升降块(26)上安装有搅拌杆(30)，搅拌杆(30)一端穿过下支撑块(25)且固定连接有搅拌桨(31)。
4.根据权利要求2所述的一种用于基因测序的核酸提取方法，其特征在于，所述横向支撑板(4)的形状为扇形，转杆(3)位于靠近扇形圆心的位置，横向支撑板(4)底部开设有弧形滑槽(32)，底座(1)顶端面固定连接有滑轮(39)，滑轮(39)位于弧形滑槽(32)内。
5.根据权利要求2所述的一种用于基因测序的核酸提取方法，其特征在于，所述深孔转盘(10)上方设置有试管固定架(33)，试管固定架(33)位于试管孔(11)上方，试管固定架(33)底部卡接在深孔转盘(10)顶端面，试管孔(11)内放置有第一试管(34)，第一试管(34)底部放置在固定环(12)上，上端通过试管固定架(33)固定。
6.根据权利要求2所述的一种用于基因测序的核酸提取方法，其特征在于，所述超声仪(13)顶端面固定连接有第二固定块(35)，第二固定块(35)侧壁上固定连接有试管夹(36)，试管夹(36)上固定连接有第二试管(37)，超声仪(13)底部固定连接有减震垫(38)。
7.根据权利要求2所述的一种用于基因测序的核酸提取方法，其特征在于，所述纵向支撑板(18)上开设有螺纹孔，纵向支撑板(18)与横向螺纹杆通过螺纹孔螺纹连接，横向滑杆(17)贯穿纵向支撑板(18)设置。
8.根据权利要求1所述的一种用于基因测序的核酸提取方法，其特征在于，所述细胞裂解液选自1-4M盐酸胍、10-200mM Tris-HCI、1-100mM CaCI2、30％无水乙醇、0.5％-5％皂苷和20-200ug/ml蛋白酶K中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种用于基因测序的核酸提取方法，其特征在于，所述洗脱液为Tris-HCI 10mM或EDTA 1mM。
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