CN112501007A - 一种核酸提取装置的旋转式结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核酸提取装置的旋转式结构，涉及核酸提取技术领域，包括三层结构：上层结构、中层结构和下层结构，上层结构和中层结构通过轴转动连接，轴外设有弹性元件，上层结构设有呈环形分布的若干上层储液室，上层储液室环绕于样品间，每个上层储液室底部分别和样品间底部连通，样品间朝外侧延伸有和反应室连通的孔；反应室位于中层结构，中层结构顶部设有与轴配合的槽，中层结构设有第一通道和第二通道，所述第一通道、第二通道和上层储液室位于同一圆上；下层结构与中层结构同轴心固接。本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)自动提取核酸，解放劳动力，方便快捷。(2)提取结果稳定。(3)污染少，提取纯度高。(4)试剂盒小巧，便于携带及操作，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及核酸提取技术领域，具体涉及一种核酸提取装置的旋转式结构。
背景技术
核酸是分子生物学研究的基础，高质量的核酸是进行分子标记、基因克隆及基因表达研究等的必要前提。由于生物样本(例如血液、唾液、精液或其他分泌物)成分复杂，通常需要将其中的目标核酸提取、纯化出来并进行扩增后才能开展后续研究。主要缺陷在于：目前现有的核酸提取、扩增主要存在以下问题：(1)面对数量巨大以及复杂的样本处理、核酸提取、纯化及扩增步骤，人工操作容易出现失误，并且使得整体操作步骤复杂，无法进行高效、快速的目标核酸提取扩增；(2)大多数分子诊断都需要在实验室内进行，很多基层单位不具备建立标准分子诊断实验室的条件，再加上操作人员的操作习惯及熟练程度不同，核酸在提取、扩增的过程中容易发生样品的交叉污染；(3)现有的核酸提取仪器及PCR仪往往体积较大，不适合在取样现场使用，这在一定程度上限制了分子诊断的应用范围。将核酸的提取、扩增进行全自动、全封闭、一体化运行，可以缩短核酸提取、扩增流程，减少人为因素的影响，增强核酸样品制备的安全性和有效性，并且可以实现适应基层或现场快速检测需求的装置小型化、便携化要求。
发明内容
1、发明要解决的技术问题
针对以上的技术问题，本发明提供了一种核酸提取装置的旋转式结构，它可以自动提取核酸，解放劳动力；提取结果稳定；污染少，可操作的现场比较多，另外试剂盒小巧，便于携带及操作。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种核酸提取装置的旋转式结构，包括三层结构：上层结构、中层结构和下层结构，上层结构和中层结构通过轴转动连接，轴外设有弹性元件，上层结构设有呈环形分布的若干上层储液室，上层储液室环绕于样品间，每个上层储液室底部分别和样品间底部连通，样品间朝外侧延伸有和反应室连通的孔；反应室位于中层结构，中层结构顶部设有与轴配合的槽，中层结构设有第一通道和第二通道，所述第一通道、第二通道和上层储液室位于同一圆上；下层结构与中层结构同轴心固接。上层储液室用于暂时放置试剂，样品间用于放置样品。上层和中层可以相对运动，通过弹性元件的弹力来下压和复位。上层储液室环绕样品间可以节省空间，并方便反应时加入试剂。转动上层结构时可以使不同的上层储液室和第一通道或者第二通道对接，实现不同的样本流动轨迹。流道板和下层的容纳流道板的槽形成阀门，用于控制液体的流动。
作为可选，所述上层结构和中层结构外缘套接，所述第一通道和第二通道外设有海绵和加强筋。外缘套接可以对上层结构和中层结构进行限位，便于上层结构转动。海绵可以吸收外漏的液体，加强筋可以提高结构强度。
作为可选，样品间顶部设有盖子和搅拌棒，搅拌棒转动连接于盖子中部，搅拌棒顶部设有限位环凸，底端伸入样品间并设有直角弯折。限位环凸和盖子的孔相配合，直角弯折可以使搅拌棒延伸至更加边缘的位置，使反应更加完全。盖子边缘设有台阶，上层结构顶部设有相配合的台阶，盖子可紧密盖于其上。搅拌棒临空处于样品间，通过转动搅拌棒在盖子外的部分可以搅拌内部的样品，使反应充分。
作为可选，所述样品间底部向和反应室连通的孔倾斜，样品间底部设有微膜，所述微膜下方设有纤维纸。样品间的样品需要从上层储液室中加入不同的按一定顺序的试剂，微膜的作用是分离血液、菌液中的细胞，可以选择性的将水、体液过滤，而较大的细菌、细胞则留在微膜之上，用于后续实验。样品间底端倾斜可以方便样品和试剂流至样品出口，纤维纸的作用是当真空泵打开后，避免巨大的吸力使微膜破损，保护微膜。中层储液室为过渡储液室，反应室内设有GF膜，GF膜会吸附溶液中的核酸物质，其余的会全部进入废液池。
作为可选，上层储液室的底部设有第一硅胶垫，所述样品间的孔下方设有堵头和第二硅胶垫，所述堵头上设有与中层结构相配合的台阶。堵头为连接件，第二硅胶垫的作用和第一硅胶垫的作用类似，真空泵抽气后第二硅胶垫会变形变成导通状态，不抽气时为不可流通状态。
作为可选，所述第一硅胶垫和第二硅胶垫中心设有十字孔，所述十字孔为不去除材料开孔。当硅胶垫两侧压差不大时，硅胶垫为关闭状态，液体无法通过；真空泵抽气后废液池及连通的空间出现负压，硅胶垫变形，十字孔出现空隙，硅胶垫为打开状态，液体可以通过。
作为可选，中层结构设有中层储液室、反应室和阀门，阀门内设有连通各室的流道板，流道板与轴固接，样品间和废液池连通，样品间和反应室连通。阀门的流道板与轴固接，下层结构与中层结构固接，故流道板和下层结构会发生相对转动。
作为可选，中层结构和下层结构之间设有封板，下层结构设有离心管和废液池，离心管和反应室连通，废液池上设有抽气口。
作为可选，所述上层储液室顶部均滑动连接有单独的稳定塞和橡胶塞，底部设有与第一通道以及第二通道配合的接头，上层储液室包括第一储液室、第二储液室、第三储液室、第四储液室、第五储液室、第六储液室和第七储液室，上层储液室的数量大于等于7。每个上层储液室可以由稳定塞和橡胶塞下压来提高内部压力，从而迫使试剂流动至其他部位。第一储液室、第二储液室、第三储液室、第四储液室、第五储液室、第六储液室和第七储液室各自存放第一试剂、第二试剂、第三试剂、第四试剂、第五试剂、第六试剂和第七试剂，要完成反应所必须的试剂最低为7个，第一、二、三试剂的作用是裂解细胞，释放核酸，之后，第四、五、六、七试剂的作用是清洗GF膜上的核酸物质，保证最后提取的核酸为高纯度。
作为可选，所述流道板上设有流道，流道板与下层结构转动连接，下层结构上设有与流道连通的第一出口、第二出口、第三出口和其他出口，第一出口连通反应室，第二出口连通离心管，其他出口连通废液池。流道板上的流道通过转动可以控制不同的出口互通，起到控制液体流动方向的效果。
3、有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本申请实施例提出的一种核酸提取装置的旋转式结构，自动提取核酸，解放劳动力，方便快捷。
(2)本申请实施例提出的一种核酸提取装置的旋转式结构，提取结果稳定。
(3)本申请实施例提出的一种核酸提取装置的旋转式结构，污染少，提取纯度高。
(4)本申请实施例提出的一种核酸提取装置的旋转式结构，试剂盒小巧，便于携带及操作，适用范围广。
附图说明
图1为本发明实施例提出的一种核酸提取装置的旋转式结构的结构示意图；
图2为本发明实施例提出的一种核酸提取装置的旋转式结构的截面图；
图3为本发明实施例提出的一种核酸提取装置的旋转式结构的接头面的截面图；
图4为本发明实施例提出的一种核酸提取装置的旋转式结构的俯视图；
图5为本发明实施例提出的一种核酸提取装置的旋转式结构的中层结构的截面图；
图6为本发明实施例提出的一种核酸提取装置的旋转式结构的流道板的结构示意图；
图7为本发明实施例提出的一种核酸提取装置的旋转式结构的流道板的截面图。
1、废液池；2、流道板；201、流道；202、第一出口；203、第二出口；3、中层储液室；4、上层储液室；401、第一储液室；402、第二储液室；403、第三储液室；404、第四储液室；405、第五储液室；406、第六储液室；407、第七储液室；5、堵头；6、阀门；7、第一硅胶垫；8、第二硅胶垫；9、弹性元件；10、盖子；1001、样本出口；1002、样品间；11、搅拌器；12、稳定塞；13、橡胶塞；14、封板；15、海绵；16、离心管；17、抽气口；18、接头；19、轴；20、上层结构；21、中层结构；2101、第一通道；2102、第二通道；2103、加强筋；22、下层结构。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本发明要求保护的范围内。
实施例
结合附图1-7，一种核酸提取装置的旋转式结构，包括三层结构：上层结构20、中层结构21和下层结构22，上层结构20和中层结构21通过轴19转动连接，轴19外设有弹性元件9，上层结构20设有呈环形分布的若干上层储液室4，上层储液室4环绕于样品间1002，每个上层储液室4底部分别和样品间1002底部连通，样品间1002朝外侧延伸有和反应室连通的孔；反应室位于中层结构21内，中层结构21顶部设有与轴19配合的槽，中层结构21设有第一通道2101和第二通道2102，第一通道2101、第二通道2102和上层储液室4位于同一圆上；下层结构22与中层结构21同轴心固接。上层储液室4用于暂时放置试剂，样品间1002用于放置样品。上层结构20和中层结构21可以相对运动，通过弹性元件9的弹力来下压和复位。上层储液室4环绕样品间1002可以节省空间，并方便反应时加入试剂。转动上层结构20时可以使不同的上层储液室4和第一通道2101或者第二通道2102对接，实现不同的样本流动轨迹。流道板2和下层的容纳流道板2的槽形成阀门6，用于控制液体的流动。
工作原理：本装置应用的核酸提取原理为硅胶膜法提取核酸。以下的试剂为硅胶膜法中的使用试剂。
工作步骤：
步骤一：第一～七储液室内均有试剂，样品间1002底部设有微膜。加入5ml样本，实验开始。
步骤二：下压上层储液室4，使得接头和密封硅胶垫接触。抽气泵抽气，样本废液抽入废液池1，松开上层储液室4。
步骤三：逆时针旋转54°，同时旋转搅拌器11，下压第一储液室41上的橡胶，试剂从第一储液室41流向样品间1002。样品间1002底部为斜面，使样本能顺利流向样本出口。
步骤四：逆时针旋转36°，同时旋转搅拌器11，下压第二储液室42上的橡胶，试剂从第二储液室42流向样品间1002。(同步骤三)
步骤五：逆时针旋转36°，同时旋转搅拌器11，下压第三储液室43上的橡胶，第三试剂从第三储液室43流向样品间1002。(同步骤三)
步骤六：逆时针旋转36°，同时旋转搅拌器11。样品间1002有样品，第一试剂，第二试剂，第三试剂。搅拌器11使所有试剂混合均匀。下压上层储液室4。真空泵抽气，使得液体经过反应室(反应室内具有GF膜)，流向废液池1。
步骤七：逆时针旋转36°，下压上层储液室4，真空泵抽气，下压第四储液室404。第四试剂通过反应室，吸入废液池1。松开上层储液室4。
步骤八：逆时针旋转36°，下压上层储液室4，真空泵抽气，下压第五储液室405。第五试剂通过反应室，吸入废液池1。松开上层储液室4。(类同步骤七)
步骤九：逆时针旋转36°，下压上层储液室4，真空泵抽气，下压第六储液室406。第六试剂通过反应室，吸入废液池1。松开上层储液室4。(类同步骤七)
步骤十：逆时针旋转36°，下压上层储液室4，下压第七储液室407。等待一分钟，真空泵抽气，第七试剂通过反应室，流入离心管16。松开上层储液室4。实验结束。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种核酸提取装置的旋转式结构，其特征在于，包括三层结构：上层结构、中层结构和下层结构，上层结构和中层结构通过轴转动连接，轴外设有弹性元件，上层结构设有呈环形分布的若干上层储液室，上层储液室环绕于样品间，每个上层储液室底部分别和样品间底部连通，样品间朝外侧延伸有和反应室连通的孔；反应室位于中层结构，中层结构顶部设有与轴配合的槽，中层结构设有第一通道和第二通道，所述第一通道、第二通道和上层储液室位于同一圆上；下层结构与中层结构同轴心固接。
2.根据权利要求1所述的一种核酸提取装置的旋转式结构，其特征在于，所述上层结构和中层结构外缘套接，所述第一通道和第二通道外设有海绵和加强筋。
3.根据权利要求1所述的一种核酸提取装置的旋转式结构，其特征在于，样品间顶部设有盖子和搅拌棒，搅拌棒转动连接于盖子中部，搅拌棒顶部设有限位环凸，底端伸入样品间并设有直角弯折。
4.根据权利要求1所述的一种核酸提取装置的旋转式结构，其特征在于，所述样品间底部向和反应室连通的孔倾斜，样品间底部设有微膜，所述微膜下方设有纤维纸。
5.根据权利要求1所述的一种核酸提取装置的旋转式结构，其特征在于，上层储液室的底部设有第一硅胶垫，所述样品间的孔下方设有堵头和第二硅胶垫，所述堵头上设有与中层结构相配合的台阶。
6.根据权利要求5所述的一种核酸提取装置的旋转式结构，其特征在于，所述第一硅胶垫和第二硅胶垫中心设有十字孔，所述十字孔为不去除材料开孔。
7.根据权利要求1所述的一种核酸提取装置的旋转式结构，其特征在于，中层结构设有中层储液室、反应室和阀门，阀门内设有连通各室的流道板，流道板与轴固接，样品间和废液池连通，样品间和反应室连通。
8.根据权利要求1所述的一种核酸提取装置的旋转式结构，其特征在于，中层结构和下层结构之间设有封板，下层结构设有离心管和废液池，离心管和反应室连通，废液池上设有抽气口。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的一种核酸提取装置的旋转式结构，其特征在于，所述上层储液室顶部均滑动连接有单独的稳定塞和橡胶塞，底部设有与第一通道以及第二通道配合的接头，上层储液室包括第一储液室、第二储液室、第三储液室、第四储液室、第五储液室、第六储液室和第七储液室，上层储液室的数量大于等于7。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的一种核酸提取装置的旋转式结构，其特征在于，所述流道板上设有流道，流道板与下层结构转动连接，下层结构上设有与流道连通的第一出口、第二出口、第三出口和其他出口，第一出口连通反应室，第二出口连通离心管，其他出口连通废液池。
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