CN112538414A - 一种设有微流控结构的全密封式核酸智能化提取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设有微流控结构的全密封式核酸智能化提取装置，包括提取盒，所述提取盒内部具有竖向设置且底面开口的样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔、活塞腔和提取产物液腔，其中样本液腔具有加样口，加样口设有加样密封盖；所述提取盒的底面设有控制阀；所述活塞腔内设有活塞杆，活塞杆升降过程中驱动液体在活塞腔及与活塞腔连通的样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔或提取产物液腔之间流动。本申请全密封式核酸智能化提取装置具有全封闭、防污染、操作方便、成本低廉且能实现自动化等优势，尤其是用于生物医学工程或其他样本测试仪器设备领域。特别适用于具有传染性的生物样本，避免在核酸提取过程中引入外界污染，或对外界造成危害。

Description

一种设有微流控结构的全密封式核酸智能化提取装置

技术领域

本发明涉及核酸提取技术领域，特别是涉及一种设有微流控结构的全密封式核酸智能化提取装置。

背景技术

核酸检测已成为临床分子实验中主要使用的研究手段，例如对于新型冠状病毒感染的患者确诊及疑似解除，都需要核酸检测结果的佐证。核酸检测的前提是提取到高质量和高纯度的生物样本核酸。因此，核酸提取纯化已成为核酸检测中的重要步骤。核酸提取方法又细分为酚氯法、高盐沉淀法、硅胶离心柱层析法、离子交换法、磁珠法等。磁珠法由于具有免离心、操作时间短、方法稳定等优点，利用磁珠法来实现核酸提取的应用越来越多，已成为目前主流的核酸提取方法之一。

核酸提取过程包括裂解、结合、洗涤、洗脱等步骤，目前核酸提取主要在开放的实验环境下，多以手动操作为主，或者各步骤分别借助仪器完成，对技术人员、操作环境和成本要求均很高，由于没有密封，生物样本易被释放到外界环境中，造成外界环境的污染，特别是具有传染性的生物样本，同时在核酸提取过程中容易引入外界污染。例如新型冠状病毒感染危害极大，对类似疾病的检测，对核酸提取检测的封闭性有较高要求。

目前市面上单个试剂盒内完成全自动核酸提取的仪器的还极少，但磁珠法的应用却越来越多，在公布号为CN 107151700 A的《一种基因检测方法及基因检测试剂盒和基因检测设备》和公布号为CN 109266518 A《一种设置有微流控或纳米流控结构的生物反应装置》所述实验装置中便使用了磁珠法。

目前市面上全密封核酸提取试剂盒均为单生物样本提取应用，例如CN 111394221A的《密闭式样品处理装置》和CN 105695303 A《一种样本反应装置和反应方法》中所述实验装置为圆形，为单生物样本核酸提取的应用，很难实现同一个试剂盒内多生物样本同时进行核酸提取的需求。

目前市面上的活塞结构的核酸提取装置，活塞常设置为活塞杆+柔性活塞形式，活塞与液体直接接触的方式。例如在CN 105695303 A中所述装置，其活塞腔内的液体直接处于活塞下方，造成活塞头部与活塞腔间的空间较大，洗脱液微量时液面较低，影响核酸提取率。且非特殊材料的柔性活塞具有亲水性，若活塞与试剂接触，活塞上将不可避免残留试剂液体。

目前市面上应用磁珠法的活塞结构核酸提取装置，磁珠多存放于活塞腔体下方，在提取过程中未设置专用于存放磁珠的腔体。例如在CN 111394221 A中所述装置提到“磁铁将‘磁珠+DNA复合物’捕获在活塞筒400的内壁”，其磁珠存放于活塞腔内活塞下方位置，该种方式不易使底部磁珠和洗脱液的完全分离，且内壁上吸附磁珠容易影响活塞下压行程，最终影响核酸提取率。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本申请提供了一种设有微流控结构的全密封式核酸智能化提取装置。

一种设有微流控结构的全密封式核酸智能化提取装置，其特征在于，包括提取盒，所述提取盒内部具有竖向设置且底面开口的样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔、活塞腔和提取产物液腔，其中样本液腔具有加样口，加样口设有加样密封盖；

使用前，所述样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔中分别预装有裂解液、洗涤液和洗脱液；

所述提取盒的底面设有可依次将活塞腔与样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔和提取产物液腔连通的控制阀；所述活塞腔内设有活塞杆，活塞杆升降过程中驱动液体在活塞腔及与活塞腔连通的样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔或提取产物液腔之间流动；

所述提取盒内部还设有储气腔，所述样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔、提取产物液腔均与储气腔之间设有排气通道。

为了方便在提取完成后将样品取出，所述提取产物液腔具有取样口，取样口设有取样密封盖，在提取过程中取样密封盖处于盖合状态，提取完成后，打开取样密封盖便可以将产物取出，结构简单又方便。取样密封盖与取样口的密封配合可以使用塞子一端塞入以过盈配合的方式密封，即在取样密封盖上设有一个塞子部，通过塞子部伸入取样口与取样口侧壁过盈配合来进行密封，需要打开取样密封盖时则可以直接将取样密封盖拔出。当然，提取产物液腔也可以设计成组装式的结构，在提取完成后，直接将提取产物液腔从整个提取盒上拆卸下来继续作为存储样品的容器。

为了简化结构，所述提取产物液腔与储气腔为一体设计。

所述提取盒包括相互盖合密封的提取盒本体和盖体，所述盖体覆盖所述样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔、提取产物液腔和储气腔的顶面开口，所述盖体内设有所述排气通道。所述盖体的周沿可以向底面一侧延伸形成与提取盒本体顶部外周配合的固定部，所述盖体与提取盒本体之间可以通过设置扣合结构来装配固定，或者也可以通过设置螺纹配合结构来固定。由于排气通道设于盖体内部，一般情况下提取盒的制备材料为塑料，在盖体注塑成型时，难以在盖体内部注塑形成排气通道，所以，可以将盖体制备成分体式结构，将排气通道的顶面单独制备成一块盖片，然后再将盖片与其余盖体部分粘合在一起组成盖体。

所述控制阀包括可平移的切换块，所述切换块具有在平移过程中分别将活塞腔与样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔或提取产物液腔导通的四条导流通道。四条导流通道分别将活塞腔与样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔或提取产物液腔导通，每次切换到其中一条导流通道，从而先后完成各个提取步骤。

在一种实施方式下，所述切换块包括上下配合的上切换块和下切换块，上切换块具有上下贯穿的导流孔，下切换块顶面具有导流槽，两个导流孔之间通过连接导流槽导通形成所述导流通道；所述导流槽为1～4条，所述导流孔为四对，每对导流孔配合导流槽连通活塞腔与样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔或提取产物液腔中的一组，四对导流孔之间共用或不共用导流孔，四对导流孔之间共用或不共用导流槽。通过上切换块和下切换块之间的相对移动，使得上切换块的导流孔与下切换块的导流槽位置之间转换，当两个导流孔对应同一个导流槽时，这两个导流孔之间通过该同一个导流槽导通形成一个导流通道。用于形成不同导流通道的导流孔可以相互共用，同样的，用于形成不同导流通道的导流槽也可以相互共用，只要能够实现形成四条导流通道以及导流通道之间在需要时进行切换的要求。

所述的全密封式核酸智能化提取装置，还包括用于安装所述提取盒的底座，所述底座上设有安装槽，所述提取盒的底部伸入所述安装槽中安装固定；所述切换块一端伸入所述安装槽中并位于所述提取盒的下方，所述安装槽的侧面设有供所述切换块另一端伸出的避让口。所述安装槽的侧壁与提取盒的外侧面之间设有相互配合的扣点和扣孔。

所述提取盒的底面设有密封膜，密封膜上对应样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔、活塞腔或提取产物液腔底面开口的位置设有避让通孔；所述切换块的顶面与密封膜贴靠密封。密封膜可以增加各液腔与切换块之间的密封效果，特别是切换块需要对各个液腔的连通状态进行切换，所以对密封效果有较高要求。

本申请全密封式核酸智能化提取装置可以用于磁珠法提取，优点在于免离心、操作时间短、方法稳定等。

所述活塞杆在伸入活塞腔内的一端设有密封圈；所述活塞杆在伸入活塞腔内的一端设有直径缩小的缩径段，所述缩径段与活塞腔侧壁之间形成避让磁珠的避让空间；所述密封圈设于缩径段的基部。密封圈设于缩径段的基部，该基部是指缩径段远离活塞杆头部的位置，这样，在活塞杆下移、将液体排出的过程中，磁珠聚集在活塞腔的底部，而由于避让空间的设置，可以避免磁珠被活塞杆挤压破碎，另一方面也可以避免活塞杆碰到聚集的磁珠后带走磁珠，从而可以减少提取核酸的损失。

为了方便在分离纯化过程中对磁珠进行操控，避免磁珠因活塞杆的移动而损坏磁珠，所述活塞腔的侧壁底部设有在外在磁力作用下将活塞腔内用于吸附核酸的磁珠吸入的磁珠容纳腔，这样可以先用磁力控制磁珠收纳到磁珠容纳腔中，再操控活塞杆吸、排相关的液体，可以减少核酸损失。

所述提取盒为扁平结构，所述样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔、活塞腔和提取产物液腔沿提取盒的长度方向排列，所述磁珠容纳腔位于活塞腔侧壁底部沿提取盒宽度方向的一侧。

所述的全密封式核酸智能化提取装置，包括多个提取盒，各提取盒沿提取盒宽度方向并排设置。所述的全密封式核酸智能化提取装置，包括2～8个提取盒。

本申请全密封式核酸智能化提取装置可对生物样本进行高效提取，仅三种试剂(裂解液、洗涤液、洗脱液)和两种运动(活塞运动、切换块运动)，将核酸提取中裂解和结合过程合二为一，并简化其余干燥等不必要操作，大大简化实验流程，全过程最短可在10分钟内完成。

本申请全密封式核酸智能化提取装置可以配合智能化仪器使用，全过程无需手动，无需人工值守，更便于实验人员操作，为实现了基因检测、核酸提取领域医疗仪器的自动化、智能化。

本申请全密封式核酸智能化提取装置采用微流控结构，即使在试剂量极少情况下也可进行核酸提取过程。

本申请全密封式核酸智能化提取装置对核酸提取更充分，提取产物一致性更好。使用高效耐热磁珠，边裂解边吸附，裂解过程中生物样品的核酸物质可全部吸附，几乎无残余；活塞式磁珠液混合方式，可使磁珠遍布液体各个部位，混合效果更佳，更易吸附核酸物质；活塞腔内设有的磁珠容纳腔和密封圈下侧设有的缩径段将磁珠位置锁死，不易沾染在活塞上或其他位置，核酸物质损失率极小；活塞与微型导流通道配合，抽取定量洗脱液后，切换到提取产物腔洗脱，消除洗脱液差异，确保提取产物浓度一致。

本申请设有微流控结构的全密封式核酸智能化提取装置具有全封闭、防污染、操作方便、成本低廉且能实现自动化等优势，尤其是用于生物医学工程或其他样本测试仪器设备领域。特别适用于具有传染性的生物样本，避免在核酸提取过程中引入外界污染，或对外界造成危害。

附图说明

图1为本发明只包括一个提取盒的全密封式核酸智能化提取装置结构示意图。

图2为本发明只包括一个提取盒的全密封式核酸智能化提取装置部分爆炸结构示意图。

图3为本发明只包括一个提取盒的全密封式核酸智能化提取装置的剖视结构示意图。

图4为图3中A局部放大图。

图5为切换块与密封膜配合的结构示意图。

图6为第一种实施方式中切换块的结构示意图。

图7为第一种实施方式中下切换块的结构示意图。

图8为第二种实施方式中切换块的结构示意图。

图9为第二种实施方式中下切换块的结构示意图。

图10为第二种实施方式中切换块的剖视结构示意图。

图11为磁珠在外加磁力作用下开始收集到磁珠容纳腔的结构示意图。

图12为磁珠在外加磁力作用下全部收集到磁珠容纳腔的结构示意图。

图13为取消外加磁力的结构示意图。

图14为磁珠从磁珠容纳腔中回到活塞腔的结构示意图。

图15为2个提取盒并排设置的全密封式核酸智能化提取装置结构示意图。

图16为4个提取盒并排设置的全密封式核酸智能化提取装置结构示意图。

图17为8个提取盒并排设置的全密封式核酸智能化提取装置结构示意图。

具体实施方式

如图1～17所示，一种设有微流控结构的全密封式核酸智能化提取装置，可用于核酸提取，用于核酸提取时该装置具有全封闭、防污染、操作方便、成本低廉且能实现自动化等优势，尤其是用于生物医学工程或其他样本测试仪器设备领域。特别适用于具有传染性的生物样本，避免在核酸提取过程中引入外界污染，或对外界造成危害。

如图1～4所示，全密封式核酸智能化提取装置包括提取盒1，提取盒1内部具有竖向设置且底面开口的样本液腔13、洗涤液腔14、洗脱液腔15、活塞腔16和提取产物液腔17，其中样本液腔13具有加样口131，加样口131设有加样密封盖132。使用前，样本液腔13、洗涤液腔14、洗脱液腔15中分别预装有裂解液、洗涤液和洗脱液。提取盒1的底面设有可依次将活塞腔16与样本液腔13、洗涤液腔14、洗脱液腔15和提取产物液腔17连通的控制阀2；活塞腔16内设有活塞杆161，活塞杆161升降过程中驱动液体在活塞腔16及与活塞腔16连通的样本液腔13、洗涤液腔14、洗脱液腔15或提取产物液腔17之间流动。样本液腔13、洗涤液腔14、洗脱液腔15、活塞腔16和提取产物液腔17的底部可以设计内径向下逐渐缩小，以利于液体流出，减少液体残留及死体积。

由于提取盒1内部的整个空间处于密闭状态，为了保证操作过程中内部局部空间中气压不会变化太大，影响液体流动，在提取盒1内部还设有储气腔，样本液腔13、洗涤液腔14、洗脱液腔15、提取产物液腔17均与储气腔之间设有排气通道121。储气腔作为气压调节的缓冲空间。图中所示的实施方式中，为了简化结构，提取产物液腔17与储气腔为一体设计。

为了方便在提取完成后将样品取出，提取产物液腔17具有取样口171，取样口171设有取样密封盖172，在提取过程中取样密封盖172处于盖合状态，提取完成后，打开取样密封盖172便可以将产物取出，结构简单又方便。取样密封盖172与取样口171的密封配合可以使用塞子一端塞入以过盈配合的方式密封，即在取样密封盖172上设有一个塞子部，通过塞子部伸入取样口171与取样口171侧壁过盈配合来进行密封，需要打开取样密封盖172时则可以直接将取样密封盖172拔出。当然，提取产物液腔17也可以设计成组装式的结构，在提取完成后，直接将提取产物液腔17从整个提取盒1上拆卸下来继续作为存储样品的容器。

提取盒1包括相互盖合密封的提取盒本体1和盖体12，盖体12覆盖样本液腔13、洗涤液腔14、洗脱液腔15、提取产物液腔17和储气腔的顶面开口，盖体12内设有排气通道121。盖体12的周沿可以向底面一侧延伸形成与提取盒本体11顶部外周配合的固定部，盖体12与提取盒本体11之间可以通过设置扣合结构来装配固定，或者也可以通过设置螺纹配合结构来固定，当然也可以使用其他组装方式，比如胶合、超声焊接等。由于排气通道121设于盖体12内部，一般情况下提取盒1的制备材料为塑料，在盖体12注塑成型时，难以在盖体12内部注塑形成排气通道121，所以，可以将盖体12制备成分体式结构，将排气通道121的顶面单独制备成一块盖片122，然后再将盖片122与其余盖体12部分粘合在一起组成盖体12。图3中为本申请全密封式核酸智能化提取装置的剖视图，其中盖体1中间位置具有供活塞杆161伸出的避让孔，排气通道121环绕该避让孔位置，各处排气通道121相互贯通。

如图2～7所示，控制阀2包括可平移的切换块，切换块具有在平移过程中分别将活塞腔16与样本液腔13、洗涤液腔14、洗脱液腔15或提取产物液腔17导通的四条导流通道。四条导流通道分别将活塞腔16与样本液腔13、洗涤液腔14、洗脱液腔15或提取产物液腔17导通，每次切换到其中一条导流通道，从而先后完成各个提取步骤。

在一种实施方式下，切换块包括上下配合的上切换块21和下切换块22，上切换块21具有上下贯穿的导流孔23，下切换块22顶面具有导流槽24，两个导流孔23之间通过连接导流槽24导通形成一条导流通道；导流槽24为1～4条，导流孔23为四对，每对导流孔23配合导流槽24连通活塞腔16与样本液腔13、洗涤液腔14、洗脱液腔15或提取产物液腔17中的一组，四对导流孔23之间共用或不共用导流孔23，四对导流孔23之间共用或不共用导流槽24。通过上切换块21和下切换块22之间的相对移动，使得上切换块21的导流孔23与下切换块22的导流槽24位置之间转换，当两个导流孔23对应同一个导流槽24时，这两个导流孔23之间通过该同一个导流槽24导通形成一个导流通道。用于形成不同导流通道的导流孔23可以相互共用，同样的，用于形成不同导流通道的导流槽24也可以相互共用，只要能够实现形成四条导流通道以及导流通道之间在需要时进行切换的要求。

如图4～7中所示的实施方式中上切换块21上只设置了沿直线排列的4个导流孔23，而下切换块22顶面只设置了一条导流槽24，但通过切换块位置的平移，通过与样本液腔13、洗涤液腔14、洗脱液腔15、活塞腔16、提取产物液腔17的底面开孔的配合导通，可以实现依次将活塞腔16与样本液腔13、洗涤液腔14、洗脱液腔15、提取产物液腔17导通。比如将图4中上切换块21上4个导流孔23分别定为第一、第二、第三和第四导流孔，则当第一导流孔与活塞腔16对应时，第四导流孔与样本液腔13对应，活塞腔16与样本液腔13通过下切换块22上的导流槽24导通；当第二导流孔与活塞腔16对应时，第三导流孔与洗涤液腔14对应，活塞腔16与洗涤液腔14通过下切换块22上的导流槽24导通；当第三导流孔与活塞腔16对应时，第二导流孔与洗脱液腔15对应，活塞腔16与洗脱液腔15通过下切换块22上的导流槽24导通；当第四导流孔与活塞腔16对应时，第一导流孔与提取产物液腔17对应，活塞腔16与提取产物液腔17通过下切换块22上的导流槽24导通。

如图8～10为另一种实施方式的导流孔23’和导流槽24’设计方式，导流孔23’分为两排，其中一排2个，另一排4个，相应的，导流槽24’也分为两排，对应2个一排导流孔23’的为一条较长的导流槽24’，对应4个一排导流孔23’的为两条较短的导流槽24’，通过较长导流槽24’及对应的2个导流孔23’来导通活塞腔16与位于两侧的样本液腔13或提取产物液腔17；通过2个较短的导流槽24’及对应的4个导流孔23’，每条较短的导流槽24’与对应的两个导流孔23’之间形成一条导流通道，其中一条用于导通活塞腔16与洗涤液腔14，另一条用于导通活塞腔16与洗脱液腔15。

如图1～3所示，本申请全密封式核酸智能化提取装置还包括用于安装提取盒1的底座3，底座3上设有安装槽31，提取盒1的底部伸入安装槽31中安装固定；切换块一端伸入安装槽31中并位于提取盒1的下方，安装槽31的侧面设有供切换块另一端伸出的避让口32，切换块伸出避让口32的一端作为操作端，可以与相应的智能化操作仪器配合，该操作端还可以设置安装孔25，用于与智能化操作仪器配合，或者通过其他形式与智能化操作仪器配合，只需要能够驱动切换块移动即可。安装槽31的侧壁与提取盒1的外侧面之间设有相互配合的扣点33和扣孔18。

如图3～5所示，提取盒1的底面设有密封膜4，提取盒1的底面具有容纳密封膜4的容纳槽，密封膜4上对应样本液腔13、洗涤液腔14、洗脱液腔15、活塞腔16或提取产物液腔17底面开口的位置设有避让通孔41；切换块的顶面与密封膜4贴靠密封。密封膜4可以增加各液腔与切换块之间的密封效果，特别是切换块需要对各个液腔的连通状态进行切换，所以对密封效果有较高要求。

本申请全密封式核酸智能化提取装置可以用于磁珠法提取，优点在于免离心、操作时间短、方法稳定等。

如图11～14所示，活塞杆161的一端伸出盖体12顶面，用于作为操作端，活塞杆161在伸入活塞腔16内的一端设有密封圈162；活塞杆162在伸入活塞腔16内的一端设有直径缩小的缩径段163，缩径段163与活塞腔16侧壁之间形成避让磁珠5的避让空间164；密封圈162设于缩径段163的基部。密封圈162设于缩径段163的基部，该基部是指缩径段163远离活塞杆161头部(图3中的下方)的位置，这样，在活塞杆161下移、将液体排出的过程中，磁珠5聚集在活塞腔16的底部，而由于避让空间164的设置，可以避免磁珠5被活塞杆161挤压破碎，另一方面也可以减少提取核酸的损失。

为了方便在分离纯化过程中对磁珠5进行操控，避免磁珠5因活塞杆161的移动而损坏磁珠5，活塞腔16的侧壁底部设有在外在磁力作用下将活塞腔16内用于吸附核酸的磁珠5吸入的磁珠容纳腔165，这样可以先用磁力控制磁珠5收纳到磁珠容纳腔165中，再操控活塞杆161吸、排相关的液体，可以减少核酸损失。

提取盒1为扁平结构，样本液腔13、洗涤液腔14、洗脱液腔15、活塞腔16和提取产物液腔17沿提取盒1的长度方向排列，磁珠容纳腔165位于活塞腔16侧壁底部沿提取盒1宽度方向的一侧。将提取盒1设计成此种扁平结构时，可以将本申请全密封式核酸智能化提取装置设计成包括多个提取盒1的多连体结构，各提取盒1沿提取盒1宽度方向并排设置，比如图15～17中分别为2连体结构、4连体结构和8连体结构，这样可以同时对多个样品进行操作，提高效率。

本申请全密封式核酸智能化提取装置可对生物样本进行高效提取，仅三种试剂(裂解液、洗涤液、洗脱液)和两种运动(活塞运动、切换块运动)，将核酸提取中裂解和结合过程合二为一，并简化其余干燥等不必要操作，大大简化实验流程，全过程最短可在10分钟内完成。本申请全密封式核酸智能化提取装置可以配合智能化仪器使用，全过程无需手动，无需人工值守，更便于实验人员操作，为实现了基因检测、核酸提取领域医疗仪器的自动化、智能化。本申请全密封式核酸智能化提取装置采用微流控结构，即使在试剂量极少情况下也可进行核酸提取过程。

使用时，整个核酸提取过程可以分为裂解、吸附、洗涤、洗脱四个步骤，裂解液预加在样本液腔13中，在将生物样品通过样本液腔13顶面的加样口131加入到样本液腔13后立即用加样密封盖132密封，之后整个提取过程均与外界保持封闭；活塞腔16底部预加有磁珠5，磁珠5使用高效耐热磁珠，将控制阀2中切换块移动到活塞腔16与样本液腔13导通，上拉活塞杆161，使样本液腔13中液体被吸到活塞腔16内，边裂解边吸附，裂解过程中生物样品的核酸物质可全部吸附，几乎无残余，裂解和吸附过程中也可以通过来回抽拉活塞杆161以帮助磁珠5与液体的混合，帮助裂解和吸附；裂解、吸附完成后，用磁性控制机构6提供磁场将磁珠5收纳到磁珠容纳腔165中，向下推动活塞杆161将液体推回到样本液腔13中；将控制阀2中切换块移动到活塞腔16与洗涤液腔14导通，洗涤液腔14中预加有洗涤液，上拉活塞杆161，使洗涤液腔14中液体被吸到活塞腔16内，再次用磁性控制机构6提供磁场将磁珠5从磁珠容纳腔165中释放到洗涤液中，洗涤过程中也可以通过来回抽拉活塞杆161以帮助磁珠5与液体的混合，帮助洗涤；洗涤完成后，用磁性控制机构6提供磁场将磁珠5收纳到磁珠容纳腔165中，向下推动活塞杆161将液体推回到洗涤液腔14中；将控制阀2中切换块移动到活塞腔16与洗脱液腔15导通，洗脱液腔15中预加有洗脱液，上拉活塞杆161，使洗脱液腔15中液体被吸到活塞腔16内，再次用磁性控制机构6提供磁场将磁珠5从磁珠容纳腔165中释放到洗脱液中，洗脱过程中也可以通过来回抽拉活塞杆161以帮助磁珠5与液体的混合，帮助洗脱；洗脱完成后，吸附在磁珠上的核酸从磁珠上分离进入到洗脱液中，用磁性控制机构6提供磁场将磁珠5收纳到磁珠容纳腔165中，然后将控制阀2中切换块移动到活塞腔16与提取产物液腔17导通，向下推动活塞杆161将含有核酸的洗脱液推入到提取产物液腔17中，完成核酸的提取步骤，提取完成后可以打开取样密封盖172，通过取样口171取出提取产物。当然，如果在提取产物液腔17中预加一些检测试剂，也可以在提取完成后直接进行检测，而不需要将产物取出，如果这样的话，提取产物液腔17对应的取样口171也可以直接不设置。

Claims (10)

1.一种设有微流控结构的全密封式核酸智能化提取装置，其特征在于，包括提取盒，所述提取盒内部具有竖向设置且底面开口的样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔、活塞腔和提取产物液腔，其中样本液腔具有加样口，加样口设有加样密封盖；

使用前，所述样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔中分别预装有裂解液、洗涤液和洗脱液；

所述提取盒的底面设有可依次将活塞腔与样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔和提取产物液腔连通的控制阀；所述活塞腔内设有活塞杆，活塞杆升降过程中驱动液体在活塞腔及与活塞腔连通的样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔或提取产物液腔之间流动；

所述提取盒内部还设有储气腔，所述样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔、提取产物液腔均与储气腔之间设有排气通道。

2.如权利要求1所述的全密封式核酸智能化提取装置，其特征在于，所述提取产物液腔具有取样口，取样口设有取样密封盖；所述提取产物液腔与储气腔为一体设计。

3.如权利要求1所述的全密封式核酸智能化提取装置，其特征在于，所述提取盒包括相互盖合密封的提取盒本体和盖体，所述盖体覆盖所述样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔、提取产物液腔和储气腔的顶面开口，所述盖体内设有所述排气通道。

4.如权利要求1所述的全密封式核酸智能化提取装置，其特征在于，所述控制阀包括可平移的切换块，所述切换块具有在平移过程中分别将活塞腔与样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔或提取产物液腔导通的四条导流通道。

5.如权利要求4所述的全密封式核酸智能化提取装置，其特征在于，所述切换块包括上下配合的上切换块和下切换块，上切换块具有上下贯穿的导流孔，下切换块顶面具有导流槽，两个导流孔之间通过连接导流槽导通形成所述导流通道；

所述导流槽为1～4条，所述导流孔为四对，每对导流孔配合导流槽连通活塞腔与样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔或提取产物液腔中的一组，四对导流孔之间共用或不共用导流孔，四对导流孔之间共用或不共用导流槽。

6.如权利要求4所述的全密封式核酸智能化提取装置，其特征在于，还包括用于安装所述提取盒的底座，所述底座上设有安装槽，所述提取盒的底部伸入所述安装槽中安装固定；

所述切换块一端伸入所述安装槽中并位于所述提取盒的下方，所述安装槽的侧面设有供所述切换块另一端伸出的避让口。

7.如权利要求4所述的全密封式核酸智能化提取装置，其特征在于，所述提取盒的底面设有密封膜，密封膜上对应样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔、活塞腔或提取产物液腔底面开口的位置设有避让通孔；所述切换块的顶面与密封膜贴靠密封。

8.如权利要求1所述的全密封式核酸智能化提取装置，其特征在于，所述活塞杆在伸入活塞腔内的一端设有密封圈；所述活塞杆在伸入活塞腔内的一端设有直径缩小的缩径段，所述缩径段与活塞腔侧壁之间形成避让磁珠的避让空间；所述密封圈设于缩径段的基部。

9.如权利要求1～8所述的全密封式核酸智能化提取装置，其特征在于，所述提取盒为扁平结构，所述样本液腔、洗涤液腔、洗脱液腔、活塞腔和提取产物液腔沿提取盒的长度方向排列；

所述活塞腔的侧壁底部设有在外在磁力作用下将活塞腔内用于吸附核酸的磁珠吸入的磁珠容纳腔，所述磁珠容纳腔位于活塞腔侧壁底部沿提取盒宽度方向的一侧。

10.如权利要求9所述的全密封式核酸智能化提取装置，其特征在于，包括多个提取盒，各提取盒沿提取盒宽度方向并排设置。

Images