CN112831496B - 核酸提取设备、控制方法及核酸提取系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械技术领域，公开了一种核酸提取设备、控制方法及核酸提取系统。所述设备包括支撑系统、设于所述支撑系统上的传动系统和试剂架系统、与所述传动系统连接的磁吸系统，以及分别与所述传动系统、试剂架系统、磁吸系统连接的控制系统，所述试剂架系统包括设置于所述支撑系统上转动的试剂支撑板。本发明通过试剂架系统转动设置的试剂支撑板，使得安装在试剂支撑板上包含核酸提取样品的试管或者多孔板能够随时转动进行核酸提取，不需要等待大批量样品齐备后再进行核酸的提取，且样品的裂解、核酸的清洗以及核酸的提取均可在转动的试剂支撑板上进行，避免同批次剩余的多孔板或试管未完全使用造成的浪费。

Description

核酸提取设备、控制方法及核酸提取系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种核酸提取设备、控制方法及核酸提取系统。

背景技术

核酸(包括DNA和RNA)通常在医学、药物研究以及临床诊断中用作各种分析和实验的原材料。目前，可通过各种自动的体外核酸扩增技术，如公知的聚合酶链式反应(PCR)技术来轻易获得足够的大量核酸，但在扩增之前常需要对核酸进行提取或提纯。

现常用的提取技术是基于固体吸附基质如磁微粒，其能够特定的、可逆地结合与释放待提取样本中已被释放出的核酸，例如，在施加磁场时，结合有核酸的磁微粒被集聚到预定区域以将该磁微粒与样本分开，并移动至另一液体环境中，在脱离磁场后，可收集结合有核酸的磁微粒以达到提取核酸的目的，在此过程中，还伴随有洗涤步骤。

如专利文献CN200910225856.8中描述的那样，为提高设备单次提取的效率，往往设置多样品同时进行提取，如96孔板可至多同时提取多达96种不同的样品。然而，现实中还面临的情况是，单一或极少部分样品需要立即提取，来不及等待更多的样品，若采用多样品设备进行提取，则造成了同批次中未使用的96孔板、吸头以及试剂等的浪费，众所周知，多孔板、吸头等均是一次性的。因此需提出一种新的方案来解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：解决现有的核酸提取设备容易造成多孔板和吸头浪费的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种核酸提取设备，包括支撑系统、设于所述支撑系统上的传动系统和试剂架系统、与所述传动系统连接的磁吸系统，以及分别与所述传动系统、试剂架系统、磁吸系统连接的控制系统，所述控制系统可使用可编程逻辑控制器(PLC)或者使用集成电路来实现；所述试剂架系统包括设置于所述支撑系统上转动的试剂支撑板，所述试剂支撑板上设有多个试剂管容纳槽；所述磁吸系统包括与所述传动系统连接的试剂管套头装置，以及与所述试剂管套头装置连接的磁棒伸缩装置，所述磁棒伸缩装置上设有磁棒，所述试剂管套头装置上设有套头；所述控制系统用于接收指令以使得所述传动系统驱动所述试剂管套头装置靠近或远离所述试剂管容纳槽，在所述套头装置靠近或远离所述试剂管容纳槽的过程中，所述磁棒可选择地穿过所述套头插入转动至预定位置的所述试剂管容纳槽内或从所述试剂管容纳槽中脱离。

所述磁棒可选择的穿过所述套头而插入转动至预定位置的所述试剂管容纳槽内或者从所述试剂管容纳槽内脱离，是指套头装置在传动系统的带动下使套头装置及其上的套头靠近所述试剂管容纳槽的过程中，如套头装置固定在与试剂管容纳槽最近的位置上或者在靠近试剂管容纳槽的过程中，又或者套头装置在远离所述试剂管容纳槽的过程中或者距离试剂管容纳槽固定的位置上，磁棒在动力装置的驱动下既可以随套头装置一起靠近所述试剂管容纳槽，随后磁棒继续靠近并插入所述试剂管容纳槽，或者从所述试剂管容纳槽中脱离。磁棒可插入所述试剂管容纳槽的意义在于，所述试剂管容纳槽内可设置试剂管，磁棒可插入试剂管容纳槽内的试剂管中或者从所述试剂管中离开，以进行相应的动作。

所述支撑系统为传动系统、磁吸系统、试剂架系统以及控制系统起到支撑框架的作用，传动系统用于带动磁吸系统移动，磁吸系统用于与试剂架系统相互配合，以便对样品进行裂解、清洗以及核酸提取。本发明通过试剂架系统转动设置的试剂支撑板，使得安装在试剂支撑板上包含核酸提取样品的试管或者多孔板能够随时转动进行核酸提取，不需要等待大批量样品齐备后再进行核酸的提取，且样品的裂解、核酸的洗涤以及核酸的提取均可在转动的试剂支撑板上的预定数量的试剂管内进行，避免同批次剩余的多孔板或试管未完全使用造成的浪费，且可实现样本即到即处理，无需等待批量样品收集齐全。

优选的，所述支撑系统包括侧板、与所述侧板连接的第一支架板和第二支架板，所述第一支架板和所述第二支架板中的至少一个上设有至少一个凸起，所述第一支架板或者第二支架板上设置的凸起用于卡接设于所述试剂架系统上的试剂管组件，使试剂管组件与支撑系统稳定连接，避免在核酸提取设备运输或工作时由于晃动对试剂管组件造成损害。

优选的，所述传动系统包括马达、与所述马达驱动连接的同步带、与所述支撑系统连接且竖向布设的滑轨、以及与所述同步带连接并设于所述滑轨上滑动的滑块，其中，所述马达设于所述支撑系统的侧板的一侧，在所述侧板的另一侧设有与所述马达转动轴同轴设置并驱动的转动轮，所述转动轮的外周侧设有外齿，所述同步带上设有内齿，所述同步带与所述转动轮通过内、外齿啮合传动。所述同步带套设于所述转动轮上，在所述马达的驱动下，与所述马达同轴连接并转动的转动轮带动同步带转动。所述滑轨竖直布设于所述支撑系统的侧板上，与所述同步带相互平行设置，以便同步带带动与其连接的滑块在滑轨上上升或者下降。

优选的，所述试剂管套头装置包括与所述传动系统连接的电机架、设于所述电机架中下部的所述套头，所述电机架的上部呈U型，所述电机架的下部是一块竖向设置的立板，立板与所述传动系统的滑块固定连接，该立板的一侧设有与所述同步带连接的连接部件，连接部件可以是夹块和夹片，夹块与夹片连接的一侧设有供同步带穿过的扁孔，夹片与夹块通过螺栓或者螺钉固定连接，以使得电机架连接在同步带上，便于在同步带移动的同时带动电机架及其上的部件同时上升或下降。所述电机架上部呈U型的部位用于设置电磁铁，使电磁铁稳定的设于电机架上。所述电机架呈U型部位的一侧设有横向板状的机架，该机架上设有安装电机的轴过孔和安装位，以用于设置电机；所述电机架的U型部位远离所述侧板的一侧设有用于设置套头的套头块，所述套头块设于所述电机架U型部位的下部和所述立板的上部之间，即电机架整体的中下部，所述套头设于所述套头块的下部，以便在滑块的间接带动下先靠近或者接触试剂管组的部件。所述磁棒伸缩装置包括与所述套头同轴设置的所述磁棒、驱动所述磁棒穿过所述套头上升或下降的动力装置，将磁棒与套头同轴设置，便于在套头套接所述磁棒套后能够与磁棒对试剂管组的试剂管进行相应的动作，如取磁珠、洗磁珠、进行液体混合等操作。

优选的，所述动力装置包括设于所述电机架上的电机、设于电机下方且与所述电机连接的螺纹杆、限定所述螺纹杆位置的限定杆、与所述螺纹杆连接的磁棒架，所述磁棒的一端与所述磁棒架的上端连接，所述磁棒的另一端能够穿过所述套头上升或下降。将电机设于所述电机架上使得磁棒既能够随电机架一起上升或下降，又能够被电机驱动相对所述电机架进行独立的分运动，即可相对所述电机架独立上升或下降，以便所述磁棒穿过所述套头伸入到预定位置的试剂管内进行混合、转移磁珠等动作。所述限定杆与所述立板固定连接，以稳定的限定螺纹杆的位置。

优选的，所述磁棒架包括与所述磁棒固定连接的桁架、与所述桁架相互垂直的导向杆、设于所述导向杆下端的螺纹部，所述螺纹部上设有与所述螺纹杆螺纹连接的螺纹孔，所述导向杆竖向设置，所述导向杆设于所述桁架远离所述磁棒的一端，所述导向杆沿其长度方向设有腰型孔。所述螺纹部上设有内螺纹，所述螺纹杆上设有外螺纹，所述螺纹部与所述螺纹杆通过内外螺纹螺接，磁棒架通过螺纹部与螺纹杆连接，以便在电机正向或者逆向转动时带动螺纹杆转动，进而驱动与螺纹杆螺纹连接的导向杆上升或者下降，使得与导向杆间接连接的桁架上的磁棒上升或者下降。所述限定杆包括沿竖直方向设置且与所述电机架固定连接的竖杆、设于所述竖杆下端的用于固定所述螺纹杆的底架、设于所述竖杆上端的U型支架，所述U型支架上设有穿过所述腰型孔的横向杆，所述U型支架上设有供所述螺纹杆穿过的过孔，所述螺纹孔和所述过孔同轴设置，以使得电机驱动螺纹杆转动时，所述限定杆限定所述螺纹杆的位置，防止螺纹杆偏移，且不会影响设置于所述U型支架和所述底架之间的螺纹部在螺纹杆上的上升或者下降。所述U型支架的横向杆卡设于所述腰型孔内，起到限定导向杆在竖直方向上的移动距离和防止导向杆晃动的作用。

优选的，所述磁吸系统还包括试剂管脱除装置，所述试剂管脱除装置包括设于所述电机架上的电磁铁，所述电磁铁上设有能够从所述电磁铁中穿过的伸缩轴，以便电磁铁能够推动伸缩轴上升或者下降，所述伸缩轴的下端部固设有连接板，所述连接板设于所述套头的上部且靠近所述套头，连接板在随伸缩轴下降后，连接板的边缘与所述试剂支撑板上试剂管上端边沿的部分面积重合。当所述连接板下降时，所述连接板的下表面能够与所述试剂管组的各试剂管或组件的上表面抵接，以使各试剂管或组件从套头上脱出。

优选的，所述试剂架系统包括框架、固定于所述框架上的驱动装置、与所述驱动装置固定连接的下板、与所述下板固定连接的试剂支撑板，所述驱动装置上设有旋转轴，所述下板与所述驱动装置的旋转轴固定连接，以实现驱动装置转动时带动下板同步转动，所述试剂支撑板上设有与所述下板连接的支柱，所述试剂支撑板上设有多个试剂管容纳槽和定位孔。试剂管容纳槽用于设置试剂管，所述试剂管容纳槽呈具有开口的孔状，开口以便试剂管卡入试剂管容纳槽或从试剂管容纳槽中脱出。定位孔用于固定定位沉孔，以使试管组件稳定的设于所述试剂管支撑板上。

优选的，所述下板和所述试剂支撑板均呈圆盘状，以便设于试剂支撑板上的试剂管能够围绕试剂支撑板的圆心转动，便利核酸的提取。

优选的，所述试剂支撑板上设有供所述锁扣件卡入的锁扣孔，以便锁扣件卡入锁扣孔后进一步固定连接盖主体部和试剂支撑板，使试剂管组件和试剂架系统连接成为一个相对的整体，防止试剂管组件在试剂架系统的运输或者转动过程中滑动造成损害。

优选的，所述下板和所述框架之间设有电触点组件，所述电触点组件连接有加热组件，所述电触点组件用于在下板转动时随下板同步转动并与外部电源接触电连接，以为加热组件供电产生热量，所述加热组件用于为待提取核酸的试剂管组件进行加热，以便在合适的温度下进行核酸的扩增。

优选的，所述电触点组件包括多组与外部电源连接的导电槽、与所述导电槽对应并滑动接触的弹片以及与所述弹片电连接的控制件；所述加热组件包括基座、固设于所述基座上的管固定部，所述基座与所述控制件连接，基座内部设有用于发热的部件，该发热部件与所述控制件电连接，发热部件可以是电热丝或者电热膜，以便加热基座，方便控制件控制电热丝的通电数量或电热膜的面积，进而控制基座的发热量。管固定部用于使试剂管组件中的试剂管稳定的设于加热组件上，并且起到均匀加热试剂管底部的作用。

优选的，所述下板上还设有挡臂，挡臂可随下板一起旋转以周期性的经过设置于框架侧壁或者支撑系统的侧板上的对射型光电传感器，以实时监测下板的旋转状态和位置；在支架板上设置有光电传感器，用以检测试剂管组件是否安装到位。具体的，当有试剂管组件安装时，所述光电传感器发出或者不发出信号，从而光电传感器的处理器能够得知试剂管组件是否安装，通过设置光电传感器的位置可知晓试剂管组件是否安装到位。

优选的，所述电触点组件上设有外罩，以将电触点组件和下板罩设在内，起到保护的作用。

优选的，所述核酸提取设备上还配套设有试剂管组件，试剂管组件设于所述试剂架系统上。试剂管组件可与核酸提取设备一起销售，也可分开销售。所述试剂管组件包括遮蔽盖、设于所述遮蔽盖下部的周向支撑壳，以及设于所述周向支撑壳上的试剂管组。所述遮蔽盖与所述周向支撑壳可拆卸连接，以便在保护设于周向支撑壳内部的试剂管组的同时，还便于从周向支撑壳内取出或者放入试剂管组。所述遮蔽盖上设有试剂管暴露缺口，以便试剂管组中只有单个试剂管从试剂管暴露缺口处露出，进行进一步的操作，防止试剂管组中的其他试剂管被污染。

优选的，所述试剂管组包括多个试剂管，其中一个试剂管为预装有磁珠的磁珠管；所述磁珠管转动至所述试剂管暴露缺口时，所述磁棒能够插入所述磁珠管内或者从所述磁珠管内脱出。

优选的，所述试剂管组还包括磁棒套，所述磁棒套套设于套头上时，所述磁棒插入磁棒套以使得二者能够插入所述磁珠管内或从所述磁珠管内脱出。通过在磁棒外面套设磁棒套使得磁棒不用直接接触磁珠，有效防止磁棒被污染，可实现磁棒的长期重复使用，降低成本。

优选的，所述遮蔽盖包括盖主体部、设于所述盖主体部上的把手以及设于所述盖主体部下侧用于与所述周向支撑壳连接的连接部，所述连接部用于与周向支撑壳可拆卸的连接。所述连接部包括所述盖主体部下侧的定位凸起，通过将定位凸起插入周向支撑壳的定位沉孔中连接盖主体部和周向支撑壳，完成遮蔽盖和周向支撑壳之间的定位安装。所述盖主体部侧面设有与凸起扣合的凹槽，盖主体部侧面的凸起与凹槽扣合，使得第一支架板和第二支架板对遮蔽盖起到固定支撑作用，以连接试剂架系统与所述支撑系统。当然，凸起也可以设置为凹槽，相应地，凹槽设置为与之对应可扣合的凸起。

优选的，所述定位凸起的端部设置有针部，当驱动装置驱动与其间接连接的试剂支撑板旋转时，周向支撑壳以及位于周向支撑壳内的试管组也随试剂支撑板一起旋转，而遮蔽盖由于第一支架板和第二支架板固定支撑，故遮蔽盖不随之一起旋转，针部被折断并被保留在定位孔中，在未进行提取时，遮蔽盖、周向支撑壳和试管组相对固定，便于运输与拿取，在需要进行提取时，遮蔽盖与周向支撑壳相对旋转以使得始终只有单一试管从试管暴露缺口暴露，而防止其他试管的污染。

优选的，所述连接部还包括设于所述盖主体部下侧朝下凸起的锁扣件，以便进一步使盖主体部连接于所述周向支撑壳上。

优选的，所述锁扣件包括第一凸环和第二凸环，试剂支撑板上设置有轴承定子、轴承转子和轴承滚珠，第一凸环可插拔地卡设在轴承转子的端面上，第二凸环可被主壳体的下表面限制在主壳体的下方，以防止遮蔽盖意外脱落。

优选的，所述周向支撑壳包括主体壳、设于所述主体壳上的多个试管孔、设于所述主体壳中部的导向凸柱、设于所述导向凸柱周侧的定位沉孔、以及沿着试管长度方向延伸的多条裙摆，所述裙摆环绕所述周向支撑壳的周侧间隔设置，相邻的裙摆之间形成观察孔，每个观察孔的间距、大小一致，以便观察周向支撑壳内的试剂管的状态，且可以节省形成观察孔的该部分制作材料。当将试剂管组件安装至所述核酸提取设备中时，凹槽与凸起扣合，定位沉孔的外周璧伸入定位孔中，锁扣件插入锁扣孔中，完成试剂管组件分别与试剂架系统、支撑系统之间定位安装。

优选的，所述试剂管组至少包括样品管、穿刺针、磁棒套、磁珠管、洗脱液管、洗液管以及裂解液管，所述穿刺针包括粗穿刺针和细穿刺针，可根据具体情况选择使用；在部分方案中还可以设置备用管，备用管可以取消也可以设置多个，可根据实际情况选择是否用备用管。所述洗液管可以设置一个或者多个，所述试剂管组的试剂管的上端均设有密封件，密封件可以是密封铝膜或者密封硅油层，密封件的厚度以能够被粗穿刺针穿透为准，裂解液管的底端也采用密封件密封，以细穿刺针能够穿透为准。优选的，所述粗穿刺针的外径略小于各待穿刺的试剂管的内径，以使得各试剂管上的密封件被尽量多的破坏。

本发明还提供一种基于上述核酸提取设备的控制方法，按照如下步骤进行：

S1、将试剂管组件安装于核酸提取设备上，启动核酸提取设备；

S2、转动试剂架系统上的试剂管组件，向试剂管组件的样品管中加入裂解液，使样品管中的样品与裂解液混合至均匀，以使样品裂解释放出核酸；

S3、转动试剂管组件的磁珠管至套头下方，利用磁棒吸附磁珠管内的磁珠加入到样品管中，并搅拌至均匀，进行核酸的吸附提取；

S4、用磁棒吸取已吸附核酸的磁珠，转动试剂管组件的洗液B管至套头下方，将磁棒吸取的磁珠加入到洗液B管中，并进行混匀清洗；

S6、将清洗后的磁珠用磁棒吸附，转动试剂管组件的洗脱液管至套头下方，将磁棒经过清洗后吸附核酸的磁珠加入到洗脱液管中，使核酸脱离磁珠，然后将磁珠利用磁棒吸附取出，得到提取后的核酸。

为了更进一步的清洗核酸，在所述步骤S4和步骤S5之间还可以增加步骤S5、将洗液B管中经过清洗的磁珠利用磁棒吸附到洗液C管进行进一步清洗，然后再经过步骤S6的洗脱液清洗。

本发明还提供一种核酸提取系统，包括处理器与存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，能实现上述的核酸提取设备的控制方法。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明的核酸提取设备利用试剂架系统将待提取核酸的试剂管转动的设置于试剂架系统的试剂支撑板上，随到随取，在单个或者少量样品到达时即可即时进行核酸的提取，不必等待大批量样品齐备后再进行核酸的提取，转动的试剂架系统使得试剂管具有防止被污染的同时，也避免了现有的核酸提取设备造成的多孔板或试管未完全使用导致的浪费；

2、本发明还提供了一种与核酸提取设备配套的试剂管组件，与核酸提取设备配合使用，试剂架系统和试剂管组件均呈圆盘式布局，结构紧凑，减少了设备的整体体积，且能够更好的进行核酸的提取；

3、本发明还提供了一种基于核酸提取设备的控制方法，该方法与核酸提取设备一起使用，能够防止核酸在提取过程中被污染，并有效的避免多孔板和试管浪费。

附图说明

图1是本发明核酸提取设备第一视角的立体图。

图2是本发明核酸提取设备除去试剂管组件的第一视角立体图。

图3是本发明核酸提取设备第二视角的立体图。

图4是图3中的局部结构B的放大图。

图5是沿图1中截面线A－A的剖视图。

图6是本发明实施例的试剂管组件立体图。

图7是本发明实施例的试剂管组件分解图

图8是本发明实施例的磁吸系统磁棒未下降时的状态图。

图9是本发明实施例磁吸系统磁棒下降时的状态图。

图10是沿图1中的截面线C－C的剖视图。

图11是图10中的局部结构D的放大图。

图12是磁吸系统的背向立体图。

图13是磁吸系统的背向分解图。

图中，2、支撑系统；20、侧板；21、第一支架板；210、凸起；22、第二支架板；

3、传动系统；30、马达；301、转动轮；301a、外齿；31、同步带；31a、内齿；32、滑轨；33、滑块；

4、磁吸系统；4a、试剂管套头装置；4b、磁棒伸缩装置；40、电机架；40a、U型部位；40b、连接部件；40b1、夹块；40b2、扁孔；40b3、夹片；40c、套头块；40d、立板；

4c、动力装置；400、U型支架；400a、横向杆；400b、过孔；401、底架；402、机架；402a、轴过孔；402b、安装位；41、磁棒；42、磁棒架；420、桁架；421、导向杆；4210、腰型孔；423、螺纹部；423a、螺纹孔；43、套头；44、下位行程开关；45、上位行程开关；46、电磁铁；460、伸缩轴；461、连接板；4610、连接板下表面；47、电机；48、螺纹杆；49、限定杆；491、竖杆；

5、试剂架系统；50、框架；51、驱动装置；51a、旋转轴；52、下板；53、试剂支撑板；530、轴承定子；531、轴承转子；532、轴承滚珠；534、试剂管容纳槽；535、定位孔；536、锁扣孔；537、支柱；

54、电触点组件；540、弹片；541、导电槽；542、控制件；

55、加热组件；550、基座；551、管固定部；

56、外罩；57、对射型光电传感器；58、挡臂。

9、试剂管组件；

90、遮蔽盖；900、盖主体部；901、把手；902、凹槽；903、锁扣件；9030、第一凸环；9031、第二凸环；904、试剂管暴露缺口；905、定位凸起；906、针部；

91、试剂管组；910、样品管；911、粗穿刺针；9110、粗穿刺针上表面；912、细穿刺针；913、磁棒套；914、磁珠管；915、洗脱液管；916、洗液C管；917、洗液B管；918、备用管；919、裂解液管；

92、周向支撑壳；920、试管孔；921、导向凸柱；922、裙摆；922a、观察孔；923、主体壳；924、定位沉孔；925、定位沉孔外周壁；

6、控制系统；7、光电传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例：如附图1至附图11所示，本实施例将结合本发明的核酸提取方法、设备的安装及运作过程及对本发明的核酸提取设备的有益效果进行详细的说明。

在进行核酸提取时，将得到的少量的待提取核酸的样品置入样品管中，然后即可进行核酸提取，该样品可以是血液、血浆、血清、唾液等体液，也可以是排泄物、动植物组织等，优选为人体体液。本实施例的试剂管组除了样品管外还包括粗穿刺针、细穿刺针、磁棒套、磁珠管、洗脱液管、洗液C管、洗液B管、备用管、裂解液管。

将包含试剂管组91的试剂管组件9安装至核酸提取设备上。具体的，先将试剂管组91的各个试管和组件按顺序放入周向支撑壳92上的试管孔920内，接着将盖主体部900上的定位凸起905插入周向支撑壳的定位孔924中，再将试剂管组91的各个试管与试剂支撑板53上的试剂管容纳槽对应，然后将盖主体部900上的锁扣件903插入试剂支撑板53上的锁扣孔536内，使锁扣件903的第一凸环9030可插拔的卡设在轴承转子531的端面上，使锁扣件的第二凸环9031被盖主体部900的下表面限制在主体壳923的下方，使遮蔽盖和试剂支撑板牢固连接，以防止遮蔽盖意外脱落。在锁扣件903插入锁扣孔536的同时，将盖主体部900两个侧面的凹槽902分别对准支撑系统2的第一支架板21和第二支架板22上的凸起并扣合，第一支架板和第二支架板对遮蔽盖90起到固定支撑作用，使遮蔽盖与支撑系统固定连接，防止在周向支撑壳转动时遮蔽盖随周向支撑壳一同转动。

试剂管组件9安装到位后，启动核酸提取设备。安装到位的指令可由用户操作设备上的按键或者遥控发出，也可由设备基于自动获取的信号发出，该自动获取的信号可包括传感器感测到的信号，如传感器感测到核酸检测设备整体的上盖闭合。

所述核酸提取设备启动后，控制系统向传动系统、磁吸系统、试剂架系统发送穿刺指令，驱动装置51驱动与其间接连接的试剂支撑板53转动，使粗穿刺针911旋转至遮蔽盖90的试剂管暴露缺口904处，即套头43的下方，如附图1和2所示。在本实施例中，驱动装置51是一驱动马达。控制系统6控制传动系统3的马达30转动，马达30带动同步带31逆时针转动，同步带31进而带动与其连接的滑块33沿滑轨32向下移动，滑块33带动电机架上设置的套头向下移动，使套头43插入粗穿刺针911的开口一定距离，该距离使得粗穿刺针可以稳固的连接于套头上即可。此时，磁棒架42抵接下位行程开关44，控制系统控制马达逆向转动，进而同步带31带动滑块33沿滑轨32反向向上移动，当磁棒架42抵接上位行程开关440后，马达30停止转动，与同步带固定连接的滑块也停止滑动。此时，因套头43前端与粗穿刺针911的开口内径为过盈配合，套头43将粗穿刺针911带离试剂管组件。

滑块33向上滑动一定距离(该距离使粗穿刺针911彻底脱离试剂管组件即可)后，驱动装置51驱动试剂支撑板53使得磁珠管914、洗脱液管915、洗液C管916、洗液B管917、备用管918、裂解液管919、以及样品管依次经过试剂管暴露缺口904处并停留预定时长，该时长以粗穿刺针下降穿刺后使各试剂管上的密封件被破坏为限，本实施例中以密封铝膜为密封件。具体的，在各试剂管停留的预定时长内，滑块33在马达30的带动下往复上下滑动，滑块向下滑动时，带动与其上套头连接的粗穿刺针911向下移动，刺穿相应试剂管上的密封件，完成穿刺指令。优选的是，粗穿刺针的外径略小于各试剂管的内径，以使得各试剂管管口的密封件尽可能的被破坏。

核酸提取设备的控制系统向试剂架系统、磁吸系统以及传动系统发出粗穿刺针复位指令，驱动装置51带动试剂支撑板向相反方向转动，使得放置粗穿刺针911对应的试剂管容纳槽回到套头43的下方，马达30带动滑块向下移动，粗穿刺针911回到试剂支撑板53的对应试剂管容纳槽内，电磁铁46开始通电，从而推动与其伸缩轴460连接的连接板461向下移动，连接板461的下表面4610与粗穿刺针911的上表面9110抵接并推动粗穿刺针911从套头43上脱出，使粗穿刺针回到试剂支撑板53上的试剂管容纳槽内，完成粗穿刺针的复位指令。这里的伸缩轴和/或连接板可以用与电磁体磁极极性相反的磁性材料制成，以便在电磁铁通电时能够推动电磁铁向下移动以使套头上套接的部件脱出。

核酸提取设备的控制系统向试剂架系统、传动系统、磁吸系统发出取裂解液管919指令，驱动装置51带动试剂支撑板53转动，使得裂解液管919转动到套头43的下方，马达30间接带动滑块33向下移动，使套头插入裂解液管，像取用粗穿刺针一样，完成取裂解液管指令。

核酸提取设备的控制系统向试剂架系统、传动系统、磁吸系统发出装裂解液管919指令，样品管910在驱动装置51的驱动下转动至套头下方，马达30间接带动滑块33向下移动，并带动裂解液管919向下移动，使裂解液管919装入样品管910中，裂解液管919从套头上的脱出过程与粗穿刺针从套头上的脱出过程基本相同，在此不再赘述。

核酸提取设备的控制系统向试剂架系统、传动系统、磁吸系统发出穿刺裂解液管919指令，驱动装置51驱动试剂支撑板53转动，使细穿刺针912转动至套头43下方，然后马达30驱动与其间接连接的滑块向下移动，像取用粗穿刺针911一样的取用细穿刺针912，使细穿刺针912从试剂管组中离开。然后再使样品管910转动到套头43下方，接着使细穿刺针912在马达30的间接驱动下向下移动穿刺裂解液管919下部的密封件，使裂解液从裂解液管919流出到样品管中。

核酸提取设备的控制系统向试剂架系统、传动系统、磁吸系统发出细穿刺针912复位指令，细穿刺针的复位参考粗穿刺针的复位过程这里不再详述。

核酸提取设备的控制系统向试剂架系统、传动系统、磁吸系统发出取出裂解液管919的指令，马达30间接驱动滑块33向下移动，使套头43套接裂解液管919的开口，接着马达30反向转动，使裂解液管919从样品管910中取出，驱动装置51驱动试剂支撑板转动，使备用管918转动至套头43下方，裂解液管919在马达30的带动下向下移动，并由连接板推动向下脱出，落入到备用管中，完成裂解液管的取出，将裂解液释放后的裂解液管放入备用管中用以防止裂解液管内残留的液体流出到设备上而导致的污染或影响设备正常运行。

核酸提取设备的控制系统向试剂架系统、传动系统、磁吸系统发出取磁棒套913指令，磁棒套913的取用过程可参考粗穿刺针的取用过程，在此不作详述。

核酸提取设备的控制系统向传动系统、磁吸系统、试剂架系统发出混匀指令，驱动装置51驱动试剂支撑板53转动，使加了裂解液后的样品管910转动至套头43下方，马达30间接驱动滑块33上下往复移动，使得磁棒套913在样品管910中上下移动，使得裂解液与样品充分混合均匀，其中，磁棒套上下往复的次数可按预定程序设定，如上下移动10次或20次或35次，待裂解液与样品混匀后，磁棒套在马达的间接带动下上移。

核酸提取设备的控制系统向传动系统、磁吸系统、试剂架系统发出取磁珠指令，驱动装置51驱动试剂支撑板转动，使磁珠管914转动到套头43的下方，此时磁棒套913仍套设在套头43上，马达30间接带动滑块33向下移动，使磁棒套913插入磁珠管914内。接着电机47动作，带动螺纹杆48旋转，进而带动螺纹杆423、以及与螺纹杆螺纹连接的导向杆421和桁架420向下运动，使得磁棒41穿过套头43而置于磁棒套913内部，此时，磁珠管914内的磁珠吸附到磁棒套913的外壁上，停留预定时长如2～5秒后，电机47反向转动，磁棒41与磁棒架42一同升上，与此同时滑块33在马达30的间接驱动下也向上滑动，带动磁棒套913与磁棒41同步上升，使磁珠能够牢固的吸附在磁棒41外的磁棒套913上，将磁珠带离磁珠管914；

核酸提取设备的控制系统向传动系统、磁吸系统、试剂架系统发出加磁珠指令，驱动装置51驱动试剂支撑板53，使样品管910转动至套头43下方，接着，电机47动作驱动磁棒41下降，与此同时，磁棒套913在马达30的间接带动下与磁棒41同步下降，其外壁上吸附磁珠的插入样品管910内，而后电机反向动作，使磁棒41上升，磁珠从磁棒套913的外壁脱离而置于样品管910内，以便吸磁珠与样品管910内的核酸结合，接着滑块33在马达30的带动下不断地上下移动，以使得磁棒套在样品管910内往复移动，从而使得磁珠与样品混合均匀，例如可以上下移动30～60次。

核酸提取设备的控制系统向传动系统、磁吸系统、试剂架系统发出洗涤指令，电机47动作驱动磁棒41下降，使磁棒41伸入样品管910内的磁棒套913内并停留预定时间，如5～10秒，进行磁珠吸附，然后电机47反向动作带动磁棒41上升，同时滑块33在马达30的带动下也向上移动，并带动与滑块33间接连接的套头43和磁棒套913与磁棒同步上升，接着洗液B管917在驱动装置51的驱动下，由试剂支撑板53上的其他位置转动至套头43下方，接着滑块33在马达30的带动下向下移动，同时电机也驱动磁棒41与磁棒套913同步下降，带动磁棒套913向下伸入洗液B管917中，使磁棒套913上吸附的磁珠浸入洗液B中，然后电机47动作驱动磁棒41上升，使磁珠脱离磁棒套913外壁置于洗液B管中，滑块33在马达30的带动下在滑轨上反复上下滑动，滑块33同时带动与其间接连接的磁棒套913上下移动，以使磁珠与洗液B充分混匀，对磁珠进行洗涤。

接着核酸提取设备的控制系统向传动系统、磁吸系统、试剂架系统在此发出洗涤指令，对磁珠用洗液C进行再次清洗，洗液C的洗涤过程与洗液B的洗涤过程基本一致，区别仅在于是将磁珠从洗液B管转移到洗液C管与洗液C进行混匀和洗涤，因此洗涤过程在此不作详述。洗涤结束后，滑块33在马达的带动下上移，使磁棒套913远离洗液C管。

核酸提取设备的控制系统向传动系统、磁吸系统、试剂架系统发出洗脱指令，驱动装置51驱动试剂支撑板53转动，洗脱液管915由其他位置转动到套头43下方，此时磁棒41与套设在磁棒41外部的磁棒套913带着吸附在磁棒套913外壁上的磁珠同步插入洗脱液管915内，随后电机47动作驱动磁棒41上升，磁珠从磁棒套913外壁脱离而置于洗脱液管915内，滑块33在马达30的带动下上下移动，以使得与滑块间接连接的磁棒套913在洗脱液管915内往复移动，从而使得磁珠与洗脱液混匀，例如可以上下移动15次。混匀结束后，磁棒41由电机47驱动下降以将磁珠吸附到磁棒套913的外壁，停留预定时间如10s后，滑块33在马达30的带动下使磁棒套913与磁棒同步上移，将磁珠带离洗脱液管。

核酸提取设备的控制系统向传动系统、磁吸系统、试剂架系统发出去除磁珠指令，驱动装置51驱动与其间接连接的试剂支撑板转动，使磁珠管914转动至套头43的下方，在马达30的带动下滑块33向下滑动，与此同时电机47驱动磁棒41随磁棒套913同步下降，与滑块33间接连接的磁棒套913带着吸附在其外壁的磁珠插入磁珠管915内，接着电磁铁46通电，从而推动与其伸缩轴460固定连接的连接板461向下移动，连接板461的下表面4610与磁棒套913的上表面抵接从而使得磁棒套913脱离套头43而与磁珠一起置入磁珠管内，防止磁棒套913和磁珠上残留的液体流出导致设备被污染。

核酸提取设备的控制系统发出取核酸指令，洗脱液管915旋转至套头43下方，即试剂管暴露缺口904处，所述设备发出信号提醒用户可以拿走已完成核酸提取的洗脱液管。该信号可以是设备显示装置上的提示信息，也可以是声音或光电信息。

作为本实施例的一种优化技术方案，加热组件55可对样品管910和/或洗脱液管915进行加热，以加快样品进行裂解或进行保温，更快地释放核酸和/或保持提取的核酸的稳定。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.核酸提取设备，包括支撑系统、设于所述支撑系统上的传动系统和试剂架系统、与所述传动系统连接的磁吸系统，以及分别与所述传动系统、试剂架系统、磁吸系统连接的控制系统，其特征在于：

所述试剂架系统包括设置于所述支撑系统上转动的试剂支撑板，所述试剂支撑板上设有多个试剂管容纳槽；所述磁吸系统包括与所述传动系统连接的试剂管套头装置，以及与所述试剂管套头装置连接的磁棒伸缩装置，所述磁棒伸缩装置上设有磁棒，所述试剂管套头装置上设有套头；

所述控制系统用于接收指令以使得所述传动系统驱动所述试剂管套头装置靠近或远离所述试剂管容纳槽，在所述套头装置靠近或远离所述试剂管容纳槽的过程中，所述磁棒可穿过所述套头插入转动至预定位置的所述试剂管容纳槽内或从所述试剂管容纳槽中脱离；

还包括试剂管组件，所述试剂管组件设于所述试剂架系统上；

所述磁棒伸缩装置包括与所述套头同轴设置的所述磁棒、驱动所述磁棒穿过所述套头上升或下降的动力装置；

所述磁吸系统还包括试剂管脱除装置；

所述试剂管组件包括遮蔽盖、设于所述遮蔽盖下部与所述遮蔽盖可拆卸连接的周向支撑壳，以及设于所述周向支撑壳上的试剂管组，所述遮蔽盖上设有试剂管暴露缺口；

所述试剂管组包括多个试剂管，其中一个试剂管为预装有磁珠的磁珠管，所述磁珠管转动至所述试剂管暴露缺口时，所述磁棒能够插入所述磁珠管内或者从所述磁珠管内脱出；

所述试剂管组至少包括样品管、穿刺针、磁棒套、磁珠管、洗脱液管、洗液管以及裂解液管，所述试剂管组的试剂管上端均设有密封件，所述裂解液管的底端设有密封件；

所述套头可与所述穿刺针、磁套棒、裂解液管套接，并带动其移动。

2.根据权利要求1所述的核酸提取设备，其特征在于：所述支撑系统包括侧板、与所述侧板连接的第一支架板和第二支架板，所述第一支架板和所述第二支架板中的至少一个上设有至少一个凸起。

3.根据权利要求1所述的核酸提取设备，其特征在于：所述传动系统包括马达、与所述马达驱动连接的同步带、与所述支撑系统连接且竖向布设的滑轨、以及与所述同步带连接并设于所述滑轨上滑动的滑块，所述滑轨与所述同步带相互平行设置。

4.根据权利要求1所述的核酸提取设备，其特征在于：所述试剂管套头装置包括与所述传动系统连接的电机架、设于所述电机架中下部的所述套头。

5.根据权利要求4所述的核酸提取设备，其特征在于：所述动力装置包括设于所述电机架上的电机、设于电机下方且与所述电机连接的螺纹杆、限定所述螺纹杆位置的限定杆、与所述螺纹杆连接的磁棒架，所述磁棒的一端与所述磁棒架的上端连接，所述磁棒的另一端能够穿过所述套头上升或下降。

6.根据权利要求5所述的核酸提取设备，其特征在于：所述磁棒架包括与所述磁棒固定连接的桁架、与所述桁架相互垂直的导向杆、设于所述导向杆下端的螺纹部，所述螺纹部上设有与所述螺纹杆螺纹连接的螺纹孔，所述导向杆设于所述桁架远离所述磁棒的一端，所述导向杆沿其长度方向设有腰型孔；所述限定杆包括沿竖直方向设置且与所述电机架固定连接的竖杆、设于所述竖杆下端的用于固定所述螺纹杆的底架、设于所述竖杆上端的U型支架，所述U型支架上设有穿过所述腰型孔的横向杆，所述U型支架上设有供所述螺纹杆穿过的过孔，所述螺纹孔和所述过孔同轴设置。

7.根据权利要求4所述的核酸提取设备，其特征在于：所述试剂管脱除装置包括设于所述电机架上的电磁铁，所述电磁铁上设有能够从所述电磁铁中穿过的伸缩轴，所述伸缩轴的下端部设有连接板，所述连接板设于所述套头的上部且靠近所述套头。

8.根据权利要求1所述的核酸提取设备，其特征在于：所述试剂架系统包括框架、固定于所述框架上的驱动装置、与所述驱动装置固定连接的下板、与所述下板固定连接的试剂支撑板，所述驱动装置上设有旋转轴，所述下板与所述驱动装置的旋转轴固定连接，所述试剂支撑板上设有多个试剂管容纳槽和定位孔以及锁扣孔。

9.根据权利要求8所述的核酸提取设备，其特征在于：所述下板和所述框架之间设有电触点组件，所述电触点组件连接有加热组件；所述电触点组件包括多组与外部电源连接的导电槽、与所述导电槽对应并滑动触接的弹片以及与所述弹片电连接的控制件；所述加热组件包括基座、固设于所述基座上的管固定部，所述基座与所述控制件连接。

10.根据权利要求9所述的核酸提取设备，其特征在于：所述遮蔽盖包括盖主体部、设于所述盖主体部上的把手以及设于所述盖主体部下侧用于与所述周向支撑壳连接的连接部，所述连接部包括所述盖主体部下侧的定位凸起，所述盖主体部侧面设有与凸起扣合的凹槽，所述定位凸起的端部设置有针部；所述连接部还包括设于所述盖主体部下侧朝下凸起的锁扣件；所述周向支撑壳包括主体壳、设于所述主体壳上的多个试管孔、设于所述主体壳中部的导向凸柱、设于所述导向凸柱周侧的定位沉孔、以及沿着试管长度方向延伸的多条裙摆，所述裙摆环绕所述周向支撑壳的周侧间隔设置。

11.一种应用于如权利要求1至10任一所述的核酸提取设备的控制方法，其特征在于，按照以下步骤操作：

S1、将试剂管组件安装于核酸提取设备上，启动核酸提取设备；

S2、转动试剂架系统上的试剂管组件，将试剂管组的裂解液管插入试剂管组的样品管中，刺穿所述裂解液管以使得其内的裂解液加入所述样品管中，使样品管中的样品与裂解液混合至均匀，以使样品裂解释放出核酸；

S3、转动试剂管组件的磁珠管至套头下方，利用磁棒吸附磁珠管内的磁珠加入到样品管中，并搅拌至均匀，进行核酸的吸附提取；

S4、用磁棒吸取已吸附核酸的磁珠，转动试剂管组件的洗液管至套头下方，将磁棒吸取的磁珠加入到洗液管中，并进行混匀清洗；

S6、将清洗后的磁珠用磁棒吸附，接着转动试剂管组件的洗脱液管至套头下方，然后将磁棒上吸附的经过清洗后吸附有核酸的磁珠加入到洗脱液管中，使核酸脱离磁珠，然后将磁珠利用磁棒吸附取出，得到提取后的核酸。

12.核酸提取系统，包括处理器与存储器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被所述处理器执行时，能实现权利要求11所述的核酸提取设备的控制方法。