CN113198206B - 生化反应器及其搅拌装置与萃取方法 - Google Patents

Abstract

一种生化反应器，包含机架单元、设置于所述机架单元的搅拌装置、设置于所述机架单元的移载座，及用于驱使所述移载座移动的移载驱动机构，所述搅拌装置适用于带动搅拌套，并包括用于沿高度方向上、下移动的升降模组、沿所述高度方向延伸并包括底磁吸部的磁棒，及能转动地设置于所述升降模组的抓取头，所述抓取头具有与所述磁棒螺接的被驱动螺孔，所述抓取头适用于与所述搅拌套连接，当所述升降模组带动所述抓取头相对于所述磁棒沿所述高度方向上、下移动时，所述抓取头可带动所述搅拌套上、下移动，并可带动所述搅拌套同步自转。

Description

生化反应器及其搅拌装置与萃取方法

技术领域

本发明涉及一种萃取核酸的设备及方法，特别是涉及一种生化反应器及其搅拌装置与萃取方法。

背景技术

如图1所示，为现有一种核酸纯化设备(中华人民共和国专利CN206692665U号)包含一机架1、一可上、下移动地设置于该机架1的磁力套架2、数个设置于该磁力套架2的磁力套3、一用于驱使该磁力套架2上、下移动的第一升降机构4、一可上、下移动地设置于该机架1的磁力棒架5、数支设置于该磁力棒架5的磁力棒6、一用于驱使该磁力棒架5上、下移动的第二升降机构7，及一摆放于该机架1并形成有数个呈矩阵排列的试剂槽801的深孔板8。

藉此，该第一升降机构4可驱使该磁力套架2带动所述磁力套3伸入所对应的所述试剂槽801内，并作往复上、下振动的动作，使得位于所对应的所述试剂槽801内的试剂(图未示)、生物样本(图未示)与磁珠(图未示)可互相混合，以萃取出生物样本中的核酸，然而，由于所述磁力套3只会相对于所对应的所述试剂槽801上、下振动，并无法对试剂槽801内的试剂、生物样本与磁珠产生旋转搅拌的作用，其混合的效果仍有待改进的地方。

发明内容

因此，本发明的一目的，即在提供一种能够克服先前技术的搅拌装置。

于是，本发明搅拌装置，适用于带动搅拌套，该搅拌装置包含升降模组、磁棒，及抓取头。

所述升降模组用于沿高度方向上、下移动。

所述磁棒沿所述高度方向延伸，并包括底磁吸部。

所述抓取头能转动地设置于所述升降模组，并具有与所述磁棒螺接的被驱动螺孔，所述抓取头适用于与所述搅拌套连接，当所述升降模组带动所述抓取头相对于所述磁棒沿所述高度方向上、下移动时，所述抓取头适用于带动所述搅拌套上、下移动，并适用于带动所述搅拌套同步自转。

本发明搅拌装置，所述升降模组包括升降基板，及设置于所述升降基板与所述抓取头之间的轴承。

本发明搅拌装置，所述磁棒还包括与所述抓取头的被驱动螺孔螺接的导螺杆本体，及设置于所述导螺杆本体底端的转接套，所述底磁吸部设置于所述转接套，所述底磁吸部是一种磁铁。

本发明搅拌装置，还包含第一驱动机构，所述第一驱动机构包括设置于所述升降模组的第一螺帽，及平行于所述磁棒并与所述第一螺帽螺接的第一螺杆。

本发明搅拌装置，所述第一驱动机构还包括用于驱动所述第一螺杆的第一驱动马达。

本发明搅拌装置，还包含第二驱动机构，所述第二驱动机构包括安装板、设置于所述安装板的第二螺帽，及平行于所述磁棒并与第二螺帽螺接的第二螺杆，所述磁棒固定地设置于所述安装板，所述安装板在所述高度方向上高于所述升降模组。

本发明搅拌装置，所述第二驱动机构还包括同轴固设于所述第二螺杆的从动齿轮、与所述从动齿轮啮合的主动齿轮，及用于驱动所述主动齿轮的第二驱动马达。

本发明的另一目的，即在提供一种能够克服先前技术的至少一个缺点的生化反应器。

本发明生化反应器，包含机架单元、上述的搅拌装置、移载座，及移载驱动机构。

所述搅拌装置设置于所述机架单元。

所述移载座沿输送方向能移动地设置于所述机架单元。

所述移载驱动机构用于驱使所述移载座沿所述输送方向移动。

本发明生化反应器，所述移载驱动机构包括设置于所述移载座并沿所述输送方向延伸的齿条、与所述齿条啮合的小齿轮，及设置于所述机架单元并用于驱动所述小齿轮的移载驱动马达。

本发明的再一目的，即在提供一种能够克服先前技术的至少一个缺点的萃取方法。

本发明萃取方法，包含：

(A)使搅拌套沿高度方向相对于试剂槽上、下移动，并同步相对于所述试剂槽自转。

(B)使所述搅拌套与同轴于所述搅拌套的磁棒沿所述高度方向相对移动至所述搅拌套的底端邻近于所述磁棒的底端。

(C)使所述搅拌套与所述磁棒沿所述高度方向同步下降至所述搅拌套的底端与所述磁棒的底端邻近于所述试剂槽的底端。

(D)使所述搅拌套与所述磁棒沿所述高度方向同步上升至所述搅拌套与所述磁棒脱出所述试剂槽。

本发明的功效在于：本发明利用所述抓取头与磁棒螺接的设计，当所述升降模组带动所述抓取头相对于所述磁棒沿所述高度方向上、下移动时，所述抓取头除了会带动所述搅拌套上、下移动之外，还会带动所述搅拌套同步自转，如此，所述搅拌套即可以上、下往复移动并同步自转的方式去搅拌装填于试剂匣的试剂槽内的试剂、数个磁珠与数个生物样本，而使所述试剂、所述磁珠与所述生物样本充分且均匀地混合，达到均质化的目的。

附图说明

本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是现有一种核酸纯化设备的一侧视图；

图2是本发明的生化反应器一实施例的一局部分解立体图，说明该实施例可与数个搅拌套及数个试剂匣配合使用；

图3是该实施例移除部分机架后的侧视图；

图4是该实施例的一搅拌装置的一升降模组、一磁棒、一抓取头与其中一搅拌套的不完整的分解立体图；

图5是该实施例的一组合剖视图；

图6是沿着图5中的线Ⅵ-Ⅵ所截取的一剖视图；

图7是一类似于图5的不完整的组合剖视图，说明其中一试剂匣被移动至其最前端的一试剂槽位于其中一搅拌套的下方；

图8是一类似于图7的视图，说明该抓取头、安装于该抓取头的该其中一搅拌套与该磁棒同步下降，而使该其中一搅拌套与该磁棒进入最前端的该试剂槽内；

图9是一类似于图8的视图，说明该抓取头与该其中一搅拌套相对于该磁棒沿一高度方向上、下往复移动，同时，该抓取头也会相对于该磁棒产生转动，而带动该其中一搅拌套产生同步自转；

图10是一类似于图9的视图，说明该抓取头与该其中一搅拌套相对于该磁棒沿该高度方向往上移动至该其中一搅拌套的底端邻近于该磁棒的一底磁吸部；

图11是一类似于图10的视图，说明该抓取头、该其中一搅拌套与该磁棒同步下降至该其中一搅拌套的底端与该磁棒的底磁吸部邻近于最前端的该试剂槽的底端；

图12是一类似于图11的视图，说明该抓取头、该其中一搅拌套与该磁棒同步上升至该其中一搅拌套的底端与该磁棒的底磁吸部脱出最前端的该试剂槽，而位于该其中一试剂匣的上方；

图13是一流程示意图，说明本发明利用该生化反应器的萃取方法的一实施例。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

参阅图2、3、4，为本发明生化反应器100的一实施例，在本实施例中，该生化反应器100可与四个搅拌套200与四个试剂匣300配合使用，每一搅拌套200具有一呈断开环形的嵌槽210，每一试剂匣300具有数个试剂槽310，可以理解的是，在本实施例的其他变化例中，所述搅拌套200与所述试剂匣300的数目也可为一个、两个、三个或多于四个。

如图2、3、4所示，该生化反应器100包含一机架单元10、一搅拌装置20、一移载座30，及一移载驱动机构40。

该机架单元10包括一底座11，及一设置于该底座11的跨架12。

该搅拌装置20设置于该机架单元10的跨架12。

该移载座30沿一输送方向X能移动地设置于该机架单元10的底座11，在本实施例中，所述试剂匣300可拆卸地安装于该移载座30。

该移载驱动机构40用于驱使该移载座30沿该输送方向X移动，在本实施例中，该移载驱动机构40包括一设置于该移载座30的底侧并沿该输送方向X延伸的齿条41、一与该齿条41啮合的小齿轮42，及一设置于该机架单元10的底座11的底侧并用于驱动该小齿轮42的移载驱动马达43。

如图4、5、6所示，该搅拌装置20适用于带动所述搅拌套200，该搅拌装置20包括一升降模组50、四支磁棒60、四个抓取头70、一第一驱动机构80，及一第二驱动机构90。在本实施例中，所述磁棒60与所述抓取头70在一横方向Y上间隔排列，所述磁棒60与所述抓取头70的数目是对应于所述搅拌套200的数目，可以理解的是，在本实施例的其他变化例中，所述磁棒60与所述抓取头70的数目也可为一个、两个、三个或多于四个。

该升降模组50用于沿一高度方向Z上、下移动，在本实施例中，该升降模组50包括一升降基板51，及四个设置于该升降基板51与所述抓取头70之间的轴承52，所述轴承52在该横方向Y上间隔排列，此外，所述轴承52的数目是对应于所述抓取头70的数目，可以理解的是，在本实施例的其他变化例中，所述轴承52的数目也可为一个、两个、三个或多于四个。

每一磁棒60沿该高度方向Z延伸，并包括一导螺杆本体61、一设置于该导螺杆本体61底端的转接套62，及一设置于该转接套62的底磁吸部63，在本实施例中，该底磁吸部63是一种磁铁。

所述抓取头70能转动地设置于该升降模组50的升降基板51，每一抓取头70与各自的轴承52套接，并具有一与各自的磁棒60的导螺杆本体61螺接的被驱动螺孔71，及一嵌卡凸缘72。在本实施例中，每一抓取头70适用于与各自的搅拌套200连接，当所述搅拌套200分别安装于所述抓取头70时，所述抓取头70的嵌卡凸缘72分别与所述搅拌套200的嵌沟210互相可拆卸地嵌卡，使所述搅拌套200分别定位于所述抓取头70。

该第一驱动机构80包括一设置于该升降模组50的升降基板51的第一螺帽81、一平行于所述磁棒60并与该第一螺帽81螺接的第一螺杆82，及一设置于该跨架12并用于驱动该第一螺杆82的第一驱动马达83。在本实施例中，当该第一驱动马达83驱使该第一螺杆82转动，而使该第一螺帽81连动该升降基板51带动所述抓取头70相对于所述磁棒60的导螺杆本体61沿该高度方向Z上、下移动时，每一抓取头70适用于带动各自的搅拌套200上、下移动，并适用于带动各自的搅拌套200同步自转。

该第二驱动机构90包括一安装板91、一设置于该安装板91的第二螺帽92、一平行于所述磁棒60并与该第二螺帽92螺接的第二螺杆93、一同轴固设于该第二螺杆93的顶端的从动齿轮94、一与该从动齿轮94啮合的主动齿轮95，及一用于驱动该主动齿轮95的第二驱动马达96。在本实施例中，所述磁棒60的导螺杆本体61的顶端部固定地设置于该安装板91，该安装板91在该高度方向Z上高于该升降模组50的升降基板51，该第二螺杆93能转动地设置于该跨架12，当该第二驱动马达96驱使该第二螺杆93转动时，该第二螺帽92可连动该安装板91带动所述磁棒60沿该高度方向Z上、下移动。

要说明的是，当要利用该生化反应器100进行核酸萃取作业时，可以先进行下述的前置作业，而且，以下的说明是以同一组互相配合的磁棒60、抓取头70、搅拌套200与试剂匣300来作代表说明，但是，不以此为限：

前置步骤一、如图3、7所示，使该移载驱动马达43驱使该小齿轮42转动，而使该齿条41带动该移载座30沿该输送方向X移动至该试剂匣300的最前端的试剂槽310位于该搅拌套200的下方，但是，不以此为限，也就是说，一开始也可以改由让该试剂匣300的其余试剂槽310的其中一者位于该搅拌套200的下方。在本实施例中，该试剂匣300的所有试剂槽310分别装填有不同功效的试剂320，但是，只有最前端的该试剂槽310进一步装填有数个磁珠330与数个生物样本340。

前置步骤二、如图8所示，使该第一、二驱动马达83、96同步驱使该第一、二螺杆82、93转动，而使该第一、二螺帽81、92分别带动该升降基板51与该安装板91沿该高度方向Z同步下降，如此，该抓取头70、安装于该抓取头70的该搅拌套200与该磁棒60也会随之同步下降，而使该搅拌套200进入最前端的该试剂槽310内。

完成上述前置作业的前置步骤一、二之后，参阅图13，为本发明萃取方法的一实施例，该萃取方法利用该生化反应器100进行，包含以下步骤：

步骤410(见图13)：如图9所示，使该搅拌套200沿该高度方向Z相对于最前端的该试剂槽310上、下移动，并同步相对于最前端的该试剂槽310自转。

在本实施例中，使该第一驱动马达83驱使该第一螺杆82转动，而使该第一螺帽81连动该升降基板51带动该抓取头70与该搅拌套200相对于该磁棒60的导螺杆本体61沿该高度方向Z上、下往复移动，在此过程中，由于该抓取头70的被驱动螺孔71与该磁棒60的导螺杆本体61螺接，因此，该抓取头70除了会带动该搅拌套200上、下往复移动之外，该抓取头70也会相对于该导螺杆本体61产生转动，而带动该搅拌套200产生同步自转，如此，该搅拌套200即会以上、下往复移动并同步自转的方式去搅拌最前端的该试剂槽310内的具有裂解细胞组织功效的该试剂320、所述磁珠330与所述生物样本340，而使该试剂320、所述磁珠330与所述生物样本340充分且均匀地混合，产生均质化的作用，在此过程中，所述生物样本340的细胞壁与细胞膜会被分离破坏，而释出其中的核酸，均质化后的生物样本340连同分离出的核酸将附着于所述磁珠330上。

步骤420(见图13)：如图10所示，使该搅拌套200与同轴于该搅拌套200的该磁棒60沿该高度方向Z相对移动至该搅拌套200的底端邻近于该磁棒60的底端，较佳地，使该搅拌套200沿该高度方向Z上移至该搅拌套200的底端邻近于同轴于该搅拌套200的该磁棒60的底端。

在本实施例中，使该第一驱动马达83驱使该第一螺杆82转动，而使该第一螺帽81连动该升降基板51带动该抓取头70与该搅拌套200相对于该磁棒60的导螺杆本体61沿该高度方向Z往上移动至该搅拌套200的底端邻近于该磁棒60的底磁吸部63，此时，该搅拌套200会离开该试剂320的液面。

步骤430(见图13)：如图11所示，使该搅拌套200与该磁棒60沿该高度方向Z同步下降至该搅拌套200的底端与该磁棒60的底端邻近于最前端的该试剂槽310的底端。

在本实施例中，使该第一、二驱动马达83、96同步驱使该第一、二螺杆82、93转动，而使该第一、二螺帽81、92分别带动该升降基板51与该安装板91沿该高度方向Z同步下降，进而使该抓取头70、该搅拌套200与该磁棒60同步下降至该搅拌套200的底端与该磁棒60的底磁吸部63邻近于最前端的该试剂槽310的底端，如此，该底磁吸部63即可将所述磁珠330吸附于该搅拌套200的外侧，可以理解的是，在此过程中，由于该抓取头70与该磁棒60是同步下降，因此，该抓取头70不会带着该搅拌套200该相对于该磁棒60的导螺杆本体61产生转动，如此，该搅拌套200在往下进入该试剂320的过程中，即不会再去旋转搅动该试剂320。

步骤440(见图13)：如图12所示，使该搅拌套200与该磁棒60沿该高度方向Z同步上升至该搅拌套200与该磁棒60脱出最前端的该试剂槽310。

在本实施例中，使该第一、二驱动马达83、96同步驱使该第一、二螺杆82、93转动，而使该第一、二螺帽81、92分别带动该升降基板51与该安装板91沿该高度方向Z同步上升，进而使该抓取头70、该搅拌套200与该磁棒60同步上升至该搅拌套200的底端与该磁棒60的底磁吸部63脱出最前端的该试剂槽310，而位于该试剂匣300的上方，在此过程中，由于该抓取头70与该磁棒60是同步上升，因此，该抓取头70也不会带着该搅拌套200该相对于该磁棒60的导螺杆本体61产生转动，而使该底磁吸部63可将所述磁珠330稳定吸附于该搅拌套200的外侧，如此，所述磁珠330即可随着该搅拌套200被移出最前端的该试剂槽310。

此后，可再度依循上述前置作业的前置步骤一，而依序使该试剂匣300的其他试剂槽310移动至位于该搅拌套200的下方，则待将所述磁珠330释放于其他试剂槽310内之后，即可重复依循上述前置作业的前置步骤二与步骤410至步骤440，而使所述磁珠330在其他试剂槽310所装填的具有去除非核酸物质作用的不同试剂320中反复清洗，达到纯化萃取的目的。

经由以上的说明，可再将本发明的优点归纳如下：

相较于现有技术，本发明利用该抓取头70与该磁棒60螺接的设计，在该第一驱动机构80驱使该升降模组50带动该抓取头70与该搅拌套200相对于该磁棒60的导螺杆本体61沿该高度方向Z上、下往复移动的过程中，该抓取头70除了会带动该搅拌套200上、下往复移动之外，更会带动该搅拌套200产生同步自转，如此，该搅拌套200即会以上、下往复移动并同步自转的方式去搅拌该试剂槽310内的该试剂320、所述磁珠330与所述生物样本340，而使该试剂320、所述磁珠330与所述生物样本340充分且均匀地混合，而更加均质化。

值得一提的是，如图2、3、5所示，在本实施例中，该移载座30具有数个可拆卸的暂存筒31，所述搅拌套200在未使用之前是分别放置于所述暂存筒31中，当要使用所述搅拌套200时，可先让该移载驱动机构40将该移载座30移动至所述搅拌套200位于所述抓取头70与所述磁棒60下方，接着，可藉由所述抓取头70与所述磁棒60同步下降的方式，使所述搅拌套200分别嵌卡于所述抓取头70，接着，再藉由所述抓取头70与所述磁棒60同步上升的方式，使所述搅拌套200分别脱离所述暂存筒31，以便于进行上述的核酸萃取作业，如此，在上述的核酸萃取作业完成之后，则可让该移载驱动机构40将该移载座30移动至所述暂存筒31位于所述搅拌套200下方，并藉由所述磁棒60分别相对于所述抓取头70下降的方式，去推抵所述搅拌套200，使所述搅拌套200分别脱离所述抓取头70，而分别落入所述暂存筒31中，以便于回收所述搅拌套200。

综上所述，本发明的生化反应器及其搅拌装置与萃取方法，可使该搅拌套以上、下往复移动并同步自转的方式去搅拌该试剂槽内的该试剂、所述磁珠与所述生物样本，以使该试剂、所述磁珠与所述生物样本充分且均匀地混合，所以确实能达成本发明的目的。

Claims (10)

1.一种搅拌装置，适用于带动搅拌套，所述搅拌装置包含升降模组，及磁棒，其特征在于：

所述搅拌装置还包含抓取头；

所述升降模组，用于沿高度方向上、下移动；

所述磁棒，沿所述高度方向延伸，并包括底磁吸部；及

所述抓取头，能转动地设置于所述升降模组，并具有与所述磁棒螺接的被驱动螺孔，所述抓取头适用于与所述搅拌套连接，当所述升降模组带动所述抓取头相对于所述磁棒沿所述高度方向上、下移动时，所述抓取头适用于带动所述搅拌套上、下移动，并适用于带动所述搅拌套同步自转。

2.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于：所述升降模组包括升降基板，及设置于所述升降基板与所述抓取头之间的轴承。

3.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于：所述磁棒还包括与所述抓取头的被驱动螺孔螺接的导螺杆本体，及设置于所述导螺杆本体底端的转接套，所述底磁吸部设置于所述转接套，所述底磁吸部是一种磁铁。

4.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于：所述搅拌装置还包含第一驱动机构，所述第一驱动机构包括设置于所述升降模组的第一螺帽，及平行于所述磁棒并与所述第一螺帽螺接的第一螺杆。

5.根据权利要求4所述的搅拌装置，其特征在于：所述第一驱动机构还包括用于驱动所述第一螺杆的第一驱动马达。

6.根据权利要求4所述的搅拌装置，其特征在于：所述搅拌装置还包含第二驱动机构，所述第二驱动机构包括安装板、设置于所述安装板的第二螺帽，及平行于所述磁棒并与第二螺帽螺接的第二螺杆，所述磁棒固定地设置于所述安装板，所述安装板在所述高度方向上高于所述升降模组。

7.根据权利要求6所述的搅拌装置，其特征在于：所述第二驱动机构还包括同轴固设于所述第二螺杆的从动齿轮、与所述从动齿轮啮合的主动齿轮，及用于驱动所述主动齿轮的第二驱动马达。

8.一种生化反应器，包含机架单元、移载座，及移载驱动机构，其特征在于：

所述生化反应器还包含根据权利要求1至7中任一项所述 的搅拌装置；

所述搅拌装置，设置于所述机架单元；

所述移载座，沿输送方向能移动地设置于所述机架单元；及

所述移载驱动机构，用于驱使所述移载座沿所述输送方向移动。

9.根据权利要求8所述的生化反应器，其特征在于：所述移载驱动机构包括设置于所述移载座并沿所述输送方向延伸的齿条、与所述齿条啮合的小齿轮，及设置于所述机架单元并用于驱动所述小齿轮的移载驱动马达。

10.一种萃取方法，其特征在于：

所述萃取方法，包含：

(A)使搅拌套沿高度方向相对于试剂槽上、下移动，并同步相对于所述试剂槽自转；

(B)使所述搅拌套与同轴于所述搅拌套的磁棒沿所述高度方向相对移动至所述搅拌套的底端邻近于所述磁棒的底端；

(C)使所述搅拌套与所述磁棒沿所述高度方向同步下降至所述搅拌套的底端与所述磁棒的底端邻近于所述试剂槽的底端；及

(D)使所述搅拌套与所述磁棒沿所述高度方向同步上升至所述搅拌套与所述磁棒脱出所述试剂槽。

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