CN113462557A - 核酸提取仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核酸提取仪，其中，驱动组件包括磁棒组件和磁套组件，磁棒组件和磁套组件设置在加热组件的上方，磁套组件包括磁棒套，磁棒套上连接有磁套驱动结构，磁套驱动结构与第二驱动组件直接连接，第二驱动组件直接驱动磁套驱动结构移动；磁棒组件包括磁棒，磁棒上连接有磁棒承载结构，磁棒承载结构上凸出设置有驱动臂，驱动臂的下方设置有磁棒驱动结构，磁棒驱动结构与第一驱动组件直接连接，磁棒驱动结构的表面与驱动臂的表面为接触式连接，第一驱动组件驱动磁棒驱动结构向上移动，间接托动驱动臂带动磁棒承载结构上移，磁棒承载结构依靠磁棒组件自身重力向下移动。本发明的核酸提取仪驱动效果安全可靠不易损坏，体积小，加热效率高。

Description

核酸提取仪

技术领域

本发明涉及基因工程仪器设备领域，尤其涉及一种核酸提取仪。

背景技术

核酸提取仪是应用配套的核酸提取试剂来自动完成样本核酸提取工作的仪器，广泛应用在疾病控制中心、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、畜牧业和分子生物学研究等多种领域。核酸提取包括以下几个基本步骤：1、裂解：在样品中加入裂解液，通过机械运动及加热，实现反应液的混匀及充分反应，使细胞裂解，释放核酸；2、吸附：在样品裂解液中加入磁珠，充分混匀，利用磁珠在高盐低PH值下对核酸具有很强亲和力的特点，吸附核酸，并在外加磁场作用下，使磁珠与裂解液分离；3、洗涤：将吸附有核酸的磁珠转移至新的洗涤缓冲液中充分混匀，洗去杂质，然后在外加磁场作用下将磁珠与洗涤缓冲液分离；4、洗脱：将磁珠转移至洗脱缓冲液中，撤去外加磁场，使磁珠与洗脱液充分混匀，结合的核酸即可与磁珠分离，混入洗脱缓冲液中，从而得到纯化的核酸。

现有的核酸提取仪一般采用磁棒法磁珠分离技术，通过利用磁棒和磁棒套的相互配合运动，实现磁珠的吸附和转移，同时利用磁棒套反复搅拌液体，充分混匀反应液体系，再经过样本裂解、核酸吸附到磁珠、磁珠洗涤与核酸洗脱等步骤，最终获得纯化的核酸。在裂解和洗脱步骤中，需要对裂解试剂和洗脱试剂进行加热，现有的核酸提取仪中通常会设置加热装置，在进行核酸提取时，将试剂盒放置在核酸提取仪的试剂仓中，使加热装置对应在试剂盒盛装有的裂解液和洗脱液的位置上，以进行加热。

现有核酸提取仪中通常会使磁棒和磁棒套分别与两个动力元件直接相连接，通过两个动力元件各自的直接驱动实现磁棒和磁棒套的同步移动、同步振动、单独移动或振动。但这种驱动方式存在一些问题，由于磁棒和磁棒套在每个步骤中都需要有精密的运动配合，因此一旦仪器的控制系统或检测系统出现故障，或者仪器长时间运行使运动机构的运动精度变差，都有可能导致磁棒过度地朝向磁棒套移动，发生相互碰撞，进而损坏仪器甚至引发事故。特别是在磁棒与磁棒套需要共同移动或共同振动时，需要两组动力元件的驱动保持绝对同步，这不仅使仪器的硬件和软件设计难度增加，不便于实现，而且更容易发生磁棒相对于磁棒套过度移动的问题，产生危险。

此外，由于裂解和洗脱两个步骤中采用的试剂的量差别很大，两个步骤的加热需求不同，而现有的加热装置对裂解和洗脱步骤所采用的加热结构和加热方式均相同，这导致了对于裂解步骤而言，加热装置的加热效果明显不足，而对于洗脱步骤而言，加热装置的加热效果又明显过剩，因此产生了加热效率低、核酸提取速度慢的问题。由于裂解步骤所需加热时间较长，裂解区域的热量会较多的辐射到旁边的洗涤、洗脱等实验区域，影响其他步骤的实验效果；而在洗脱步骤中，洗脱试剂的液体量较小，加热装置加热量过大会造成洗脱液过度挥发，浪费试剂，影响试剂浓度，甚至在振荡过程中，导致磁珠受热蒸发干结在试管的内壁上，使磁珠上的核酸无法正常溶于洗脱液中，影响样本质量。

发明内容

本发明公开了一种核酸提取仪，通过设置特殊的驱动结构和加热组件，使磁棒相对于磁棒套的移动更加安全可控，避免发生事故，同时针对裂解和洗脱步骤的不同加热需求设置不同的加热结构，提高了加热效率，减少了热量辐射产生的不良影响。具体技术方案如下：

一种核酸提取仪，包括驱动组件和加热组件，驱动组件包括磁棒组件和磁套组件，磁棒组件和磁套组件设置在加热组件的上方，磁套组件包括磁棒套，磁棒套上连接有磁套驱动结构，磁套驱动结构与第二驱动组件直接连接，第二驱动组件直接驱动磁套驱动结构移动；磁棒组件包括磁棒，磁棒上连接有磁棒承载结构，磁棒承载结构上凸出设置有驱动臂，驱动臂的下方设置有磁棒驱动结构，磁棒驱动结构与第一驱动组件直接连接，磁棒驱动结构的表面与驱动臂的表面为接触式连接，第一驱动组件驱动磁棒驱动结构向上移动，间接托动驱动臂带动磁棒承载结构上移，磁棒承载结构依靠磁棒组件自身重力向下移动。

进一步，磁棒固定连接在磁棒架上，磁棒套可拆卸地设置在磁套架上，磁棒承载结构包括磁棒臂和磁棒承载块，磁棒臂包括沿横向方向设置的第一连接臂和沿竖向方向设置的第二连接臂，第一连接臂与磁棒架固定连接，第二连接臂与磁棒承载块固定连接；磁套驱动结构包括磁套臂和磁套驱动块，磁套臂包括沿横向方向设置的第三连接臂和沿竖向方向设置的第四连接臂，第三连接臂与磁套架固定连接，第四连接臂与磁套驱动块固定连接；第一连接臂与第三连接臂位置相对设置。

进一步，第一驱动组件包括第一电机和第一丝杠，第二驱动组件包括第二电机和第二丝杠，第一电机和第二电机固定设置在底座组件上，第一丝杠的一端与第一电机相连，另一端沿竖向方向朝远离底座组件的方向延伸设置，第二丝杠的一端与第二电机相连，另一端沿竖向方向朝远离底座组件的方向延伸设置；底座组件与仪器底板活动连接，底座组件上连接有第三丝杠，第三丝杠沿横向方向延伸设置，第三丝杠上连接有第三电机，第三电机转动可驱动第三丝杠带动底座组件在仪器底板上移动。

进一步，底座组件包括上底板和下底板，上底板位于下底板的上方，上底板和下底板之间设置有侧支板和两个侧支柱，侧支板连接上底板和下底板的第一端部，两个侧支柱连接上底板和下底板的第二端部，上底板与下底板之间形成有容置空间，第一电机、第二电机和第三电机均设置在容置空间中，第一丝杠和第二丝杠穿过上底板向上延伸设置，磁棒驱动结构设置在第一丝杠上，磁套驱动结构设置在第二丝杠上，两个侧支柱之间形成空隙，空隙中设置有支架，支架固定设置在仪器底板上，第三丝杠的一端与支板相连接，另一端与支架相连接。

进一步，底座组件上设置有第一导向轴和第二导向轴，第一导向轴与第一丝杠平行且并排设置，第一导向轴的一端与上底板固定连接，另一端沿竖直方向朝底座组件的上方延伸设置，磁棒承载结构上设置有第二导向孔，第二导向孔套设在第一导向轴上，磁棒承载结构可带动磁棒沿第一导向轴上下滑动；磁套驱动结构上设置有第一导向孔，第一导向孔套设在第一导向轴上，以对磁套驱动结构起导向作用，第二导向轴一端与上底板固定连接，另一端沿竖直方向朝底座组件的上方延伸设置，第二导向轴与第二丝杠平行且并排设置，磁棒驱动结构上设置有第三导向孔，第三导向孔套设在第二导向轴上，对磁棒驱动结构起导向作用。

进一步，包括红外检测组件，红外检测组件包括第一光电挡片、第二光电挡片和第三光电挡片，以及与第一光电挡片、第二光电挡片和第三光电挡片配合设置的传感器，第一光电挡片设置在底座组件上，可随底座组件沿水平方向移动，第二光电挡片设置在磁套驱动结构上，可随磁套驱动结构上下移动，第三光电挡片设置在磁棒驱动结构上，可随磁棒驱动结构上下移动。

进一步，加热组件包括用于承托核酸提取试剂盒的底座，底座上设置有第一加热体和第二加热体，第一加热体对应试剂盒的裂解工位试管设置，第二加热体对应试剂盒的洗脱工位试管设置，第一加热体上形成有第一加热槽，第二加热体上形成有第二加热槽，第一加热槽的深度大于第二加热槽的深度，第一加热槽的深度与裂解工位试管中的液面高度相匹配，第二加热槽的深度与洗脱工位试管中的液面高度相匹配。

进一步，第一加热体包括相连接的第一供热部和第一发热部，第二加热体包括相连接的第二供热部和第二发热部，多个第一加热槽形成在第一供热部上，多个第二加热槽形成在第二供热部上，第一供热部的长度大于第二供热部的长度，第一发热部内形成有第一通槽，第二发热部内形成有第二通槽，第一通槽和第二通槽内设置有发热元件。

进一步，第一供热部上形成有多个第一镂空结构和多个第二镂空结构，第一镂空结构设置在相邻两个第一加热槽之间，第二镂空结构位于第一供热部的两侧侧壁上，对称设置在每个第一加热槽的两侧；第一供热部上形成有多个加热柱，加热柱位于相邻两个裂解工位试管之间，加热柱的形状与相邻两个裂解试管之间形成的缝隙的形状相匹配。

进一步，第一加热体和第二加热体的侧壁上设置有测温孔和测温通道，测温孔中设置有测温探头，测温通道与测温孔连通设置，测温探头的接线沿测温通道布设；底座上设置有至少两个安装槽，第一加热体和第二加热体设置在不同的安装槽内，底座的下方设置有固定卡，固定卡上设置有卡槽，卡槽卡设在第一发热部、第二发热部的下方，与底座的下表面固定连接；卡槽内设置有下凹部，下凹部中设置有温保装置，温保装置与第一加热体和/或第二加热体中的发热元件电性连接，以控制发热元件通电或断电。

本发明的核酸提取仪具有以下优点：

1、能够保证磁棒组件与磁套组件之间不发生硬接触，避免磁棒组件和磁套组件因发生碰撞而损坏或产生事故；

2、简化了核酸提取仪的硬件和软件的复杂程度；

3、驱动组件结构紧凑，大大缩小了仪器的体积和占用空间，同时提高了驱动组件的驱动效果，使其运动过程更加安全可靠，不易发生损坏或事故；

4、提高了加热组件的加热效率，减少了不利于核酸提取效果的热辐射，减少了试剂的过度挥发，保证试剂浓度的稳定性，提高了核酸提取的效率和提取质量；

5、加热组件装配精度高，不易发生位置偏移或上下错位，且试剂盒与加热装置的配合精度高，有利于提高核酸提取的质量和效率。

附图说明

图1为本发明中的核酸提取仪的立体图。

图2为本发明中的核酸提取仪的内部结构示意图。

图3为本发明中核酸提取仪的驱动组件的立体图一。

图4为本发明中核酸提取仪的驱动组件的立体图二。

图5为本发明中核酸提取仪的驱动组件的立体图三。

图6为本发明中的磁棒组件和磁套组件装配状态下的示意图一。

图7为本发明中的磁棒组件和磁套组件装配状态下的示意图二。

图8为本发明中的磁棒组件的立体图一。

图9为本发明中的磁棒组件的立体图二。

图10为本发明中的磁套组件的立体图一。

图11为本发明中的磁套组件的立体图二。

图12为本发明中核酸提取仪的加热组件的立体图一。

图13为本发明中核酸提取仪的加热组件的正视图。

图14为本发明中核酸提取仪的加热组件的爆炸图。

图15为本发明中核酸提取仪的加热组件的立体图二。

图16为本发明中核酸提取仪的加热组件的立体图三。

图17为本发明中的第一加热体和第二加热体的立体图一。

图18为本发明中的第一加热体和第二加热体的立体图二。

图19为本发明中的第一固定卡和第二固定卡的立体图。

图20为本发明中核酸提取仪的加热组件的底部结构示意图。

图21为本发明中核酸提取仪的加热组件的正面剖视图。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的核酸提取仪做进一步详细的描述。

本发明中的核酸提取仪采用磁棒法磁珠分离技术，通过利用磁棒吸附和转移磁珠，同时利用磁棒套反复搅拌液体，充分混匀反应液体系，经过样本裂解、核酸吸附到磁珠、磁珠洗涤与核酸洗脱等步骤，最终获得纯化的核酸。

具体的，如图1所示，本发明中的核酸提取仪包括外壳1，外壳1内形成有容置腔室，核酸提取仪的各功能模块设置在外壳1内；外壳1上设置有门板2，门板2可相对于外壳1转动，以打开或关闭容置腔室，进而放入或取出用于提取核酸的试剂盒；外壳1上还设置有用于操作和显示数据及仪器工作状态的显示屏3，以便于用户控制和观察仪器设备。

进一步，如图2所示，核酸提取仪的容置腔室内设置有电源模块（图中未示出）、驱动组件4和试剂仓模块5，试剂仓模块5靠近驱动组件4设置，电源模块靠近驱动组件4设置，其中，驱动组件4上设置有磁棒组件6和磁套组件7，电源模块可为驱动组件4提供动力，以使驱动组件4带动磁棒组件6和磁套组件7移动或振动。在进行核酸提取时，将试剂盒（图中未示出）放置在试剂仓模块5上，试剂盒内设置有多个工位，分别盛装有裂解液、洗涤缓冲液、洗脱液等核酸提取用试剂，驱动组件4驱动磁棒组件6和磁套组件7在多个盛装有不同试剂的工位处移动或振动，以吸附和转移磁珠、搅拌混匀液体，最终从样本中提取到纯化的核酸。

进一步，如图3至图5所示，本发明中的核酸提取仪的驱动组件4包括底座组件，底座组件活动设置在核酸提取仪的仪器底板上，可在仪器底板上沿直线方向水平滑动。底座组件上设置有磁棒组件6和磁套组件7，磁套组件7位于磁棒组件6的下方；磁棒组件6与底座组件通过第一驱动组件活动连接，第一驱动组件可驱动磁棒组件6相对于底座组件在竖直方向上做上下移动；磁套组件7与底座组件通过第二驱动组件活动连接，第二驱动组件可驱动磁套组件7相对于底座组件在竖直方向上做上下移动。底座组件上还设置有第三驱动组件，底座组件可在第三驱动组件的驱动下，沿仪器底板上的导轨做直线滑动。

具体的，如图4和图5所示，底座组件包括上底板11、下底板12、侧支板13和侧支柱14，上底板11位于下底板12的上方，侧支板13位于上底板11与下底板12之间，将上底板11的第一端与下底板12的第一端固定连接；在上底板11的第二端和下底板12的第二端之间设置有两个侧支柱14，以将上下底板12的第二端部位置固定连接。上底板11、下底板12、侧支板13和侧支柱14共同围成了一个框架结构，框架结构的内部形成有容置空间；下底板12活动设置在仪器底板的导轨上，下底板12沿导轨滑动，可使整个底座组件在仪器底板上滑动。

具体的，如图3、图6和图7所示，磁套组件7包括磁套架71，磁套架71上设置有滑槽72，滑槽72内可拆卸地设置有磁棒套（图中未示出），磁棒套沿竖向方向延伸设置，悬设于试剂仓模块5的上方；磁套架71的一端连接有磁套臂73，磁套臂73上连接有磁套驱动块74，磁套驱动块74与第二驱动组件相连接；第二驱动组件包括第二电机和第二丝杠，第二电机固定设置在底座组件的下底板12上，位于底座组件的容置空间中，第二丝杠的一端与第二电机相连，另一端自底座组件上底板11上的第二通孔穿出，并沿竖向方向朝远离底座组件的方向延伸设置；磁套驱动块74与第二丝杠通过螺纹结构相连接，磁套驱动块74可在第二电机的驱动下，带动磁套臂73、磁套架71和磁棒套一同沿第二丝杠做上下移动。

优选地，底座组件上设置有第一导向轴81，第一导向轴81的一端与上底板11固定连接，另一端沿竖直方向朝底座组件的上方延伸设置；相对应的，磁套驱动块74上设置有第一导向孔，第一导向孔套设在第一导向轴81上，使磁套驱动块74能够沿第一导向轴81上下滑动，进而对磁套驱动块74的移动起到导向作用。

优选地，底座组件上设置有两根第一导向轴81，两根第一导向轴81对称地设置在第二丝杠的两侧，相对应的，磁套驱动块74上设置有两个第一导向孔，分别套设在两根第一导向轴81上。这种设置方式能够进一步提高导向效果，使磁套驱动块74的移动更加稳定可靠。

具体的，如图3、图6和图7所示，磁棒组件6包括磁棒架61，磁棒架61上固定设置有多根用于产生磁力并吸附磁珠的磁棒62，磁棒架61和磁棒62位于磁套架71和磁棒套的上方，磁棒套可套设在磁棒62的外部；磁棒架61的一端连接有磁棒臂63，磁棒臂63上连接有磁棒承载块64，磁棒臂63位于磁套臂73的上方，磁棒承载块64位于磁套驱动块74的上方；磁棒承载块64上设置有两个第二导向孔，两个第二导向孔分别套设在两根第一导向轴81上，以使磁棒承载块64能够带动磁棒臂63、磁棒架61和磁棒62一同沿第一导向轴81上下滑动。

第一驱动组件包括第一电机和第一丝杠，第一电机固定设置在底座组件的下底板12上，位于底座组件的容置空间中，与第二电机靠近设置；第一丝杠的一端与第一电机相连，另一端自底座组件上底板11上的第一通孔穿出，并沿竖向方向朝远离底座组件的方向延伸设置。第一丝杠上设置有磁棒驱动块65，磁棒驱动块65与第一丝杠通过螺纹结构相连接；磁棒驱动块65靠近磁棒承载块64设置，位于磁棒承载块64的下方，当磁棒驱动块65在第一电机的驱动下沿第一丝杠向上移动时，磁棒驱动块65的上表面与磁棒承载块64相抵触，并托起磁棒承载块64沿第一导向轴81向上滑动，进而带动磁棒臂63、磁棒架61和磁棒62一起沿第一导向轴81向上移动；当磁棒驱动块65在第一电机的驱动下沿第一丝杠向下移动时，磁棒承载块64依靠自身重力沿第一导向轴81向下滑动，使磁棒臂63、磁棒架61和磁棒62一同向下移动。

优选地，磁棒承载块64上设置有驱动臂66，驱动臂66凸出于磁棒承载块64的表面设置，磁棒驱动块65位于磁棒承载块64凸出的驱动臂66的下方，通过托举驱动臂66，实现对磁棒承载块64的向上托动。更进一步地，如图3所示，磁套驱动块74和磁棒承载块64均套设在第一导向轴81上，磁套驱动块74位于磁棒承载块64的下方；磁棒驱动块65设置在磁棒承载块64和磁套驱动块74远离磁棒62和磁棒套的一侧；磁棒承载块64上的驱动臂66朝向磁棒驱动块65所在一侧凸出设置；磁棒驱动块65位于驱动臂66的下方，且磁棒驱动块65靠近磁棒承载块64的一侧侧壁与磁套驱动块74之间，在水平方向上形成有间隔空间，以避免磁棒驱动块65在上下移动时与磁套驱动块74相互干涉、发生碰撞。

优选地，底座组件上设置有两根第二导向轴82，两根第二导向轴82对称地设置在第一丝杠的两侧，相对应的，磁棒驱动块65上设置有两个第三导向孔，分别套设在两根第二导向轴82上，起到导向作用，并提高磁棒驱动块65的移动稳定性和可靠性。

在上述磁棒承载块64、磁棒驱动块65和磁套驱动块74的设置方式中，磁套驱动块74与第二驱动组件直接连接，第二驱动组件直接驱动磁套驱动结构沿竖向方向上下移动；磁棒驱动块65位于磁棒承载块64的下方，磁棒驱动块65与第一驱动组件直接连接，且磁棒驱动块65的上表面与磁棒承载块64的下表面为接触式连接，即仅是表面相接触，没有通过机械结构直接连接；第一驱动组件驱动磁棒驱动块65向上移动，间接托动磁棒承载块64上移，磁棒承载块64依靠磁棒组件6的自身重力向下移动。

通过采用上述方式设置，当需要磁棒62向上移动时，可驱动磁棒驱动块65向上移动，进而托起磁棒架61和磁棒62；当需要磁棒62向下移动时，磁棒驱动块65向下移动，磁棒架61和磁棒62依靠重力下移，这样即使磁棒驱动块65的运动精度出现误差或运动控制出现故障，导致磁棒驱动块65向下过度移动，磁棒架61也只能够呈置放在磁套架71上的状态，而不会对磁套架71施加过多的压力，也就不会使磁棒62过度抵触磁棒套，避免发生仪器损坏的问题；当需要磁棒62和磁棒套一同升降时，可以只驱动磁套驱动块74上下移动，使磁套臂73托动磁棒臂63上下移动，这样就对第一电机和第二电机的配合精度的要求有所降低，简化了仪器硬件和软件的复杂程度；同时，采用直接驱动的方式驱动磁棒组件进行移动，还能够在确保磁棒和磁棒套移动安全的前提下，尽可能地保证驱动组件4整体的运动稳定性，提高驱动组件4整体的运动精度。此外，采用上述排布方式设置磁棒承载块64、磁棒驱动块65和磁套驱动块74，使仪器的传动结构紧凑地设置在一起，减小了仪器的体积。

进一步，如图3至图5所示，第三驱动组件包括第三电机和第三丝杠，第三电机设置在底座组件的容置空间内，第三丝杠沿水平方向设置在容置空间内，与第三电机转动连接。在底座组件的两根侧支柱14之间形成的空隙中设置有支架15，支架15固定设置在仪器底板上，第三丝杠的一端与底座组件的侧支板13通过螺纹结构相连接，另一端与支架15相连接。当第三电机驱动第三丝杠转动时，底座组件整体可沿第三丝杠进行左右移动，进而带动磁棒62和磁棒套左右移动，以对准不同的试剂盒试管。

综合以上对第一驱动组件、第二驱动组件和第三驱动组件的描述，第一电机、第二电机和第三电机均设置在底座组件的容置空间中，第一丝杠和第二丝杠穿过上底板11，朝上底板11的上方延伸设置，磁棒组件6和磁套组件7设置在第一丝杠和第二丝杠上，第一导向轴81和第二导向轴82直接固定连接在上底板11上，并分别与第一丝杠和第二丝杠平行且并排设置，这种设置方式使得本发明中的核酸提取仪的驱动组件4整体结构非常紧凑，大大缩小了仪器的体积和占用空间，同时提高了驱动组件4的驱动效果，使其运动过程更加安全可靠，不易发生损坏或事故。

进一步，如图6至图11所示，磁棒架61为矩形框架，磁棒架61的中心部位设置有第一镂空结构，磁棒62分为两排，对称地设置在第一镂空结构的两侧。与磁棒架61相连接的磁棒臂63呈L形，包括沿横向方向设置的第一连接臂和沿竖向方向设置的第二连接臂，第一连接臂与磁棒架61固定连接，第二连接臂与磁棒承载块64固定连接。磁棒承载块64为矩形的块状结构，第一侧面与第二固定臂相连，与第一侧面位置相对的第二侧面处设置有凸出的驱动臂66。磁棒承载块64上设置有两个与第一导向轴81相配合的第二导向孔，且磁棒承载块64的中心位置还设置有一个让位孔67。

磁套架71的轮廓形状与磁棒架61相近似，磁套架71上设置有两个对称设置的第二镂空结构，第二镂空结构的位置与磁棒架61上的磁棒62位置相对应；磁套架71的下表面上还设置有两个滑槽72，滑槽72与第二镂空结构位置相对，磁棒套可通过滑动的安装形式卡接在磁套架71的下表面上，并在每次进行核酸提取时进行拆卸更换；在两个第二镂空结构之间还设置有第三镂空结构，第三镂空结构的位置与磁棒架61上的第一镂空结构位置相对应。与磁套架71相连接的磁套臂73也呈L形，包括沿横向方向设置的第三连接臂和沿竖向方向设置的第四连接臂，第三连接臂与磁套架71固定连接，第四连接臂与磁套驱动块74固定连接。磁套驱动块74上设置有两个与第一导向轴81相配合的第一导向孔，且磁套驱动块74的中心位置还设置有一个驱动孔75。

当磁棒组件6与磁套组件7叠放在一起时，磁棒臂63的第一连接臂与磁套臂73的第三连接臂位置相对设置，磁棒62从磁套架71的第二镂空结构中穿过，嵌入至磁棒套中；磁棒架61上的第一镂空结构与磁套架71上的第三镂空结构相互重叠设置。此外，由于磁棒承载块64设置在磁套驱动块74的正上方，为了避免磁棒承载块64与第二丝杠发生位置干涉，磁棒承载块64上设置了让位孔67，让位孔67与磁套驱动块74上的驱动孔75对应设置，第二丝杠依次穿过驱动孔75和让位孔67设置，与驱动孔75通过螺纹结构相连接，进而实现传动，与让位孔67的内壁相互间隔设置、不发生接触，进而避免相互干涉。

进一步，本发明中的核酸提取仪的驱动组件4还包括红外检测组件，具体如图1、图4和图5所示，包括第一光电挡片91、第二光电挡片92和第三光电挡片93，第一光电挡片91可检测底座组件在水平方向上的左右移动位置，第二光电挡片92可检测磁套驱动块74在竖向方向上的移动位置，第三光电挡片93可检测磁棒驱动块65在竖向方向上的移动位置。

其中，第一光电挡片91为长条的片状结构，设置在底座组件的下底板12上，位于下底板12背离磁棒组件6和磁套组件7的一侧；在靠近第一光电挡片91的位置处还设置有两个第一传感器94，两个第一传感器94固定在仪器底板上，且分别靠近第一光电挡片91的两端设置。两个第一传感器94能够分别感应第一光电挡片91的两个端部的移动位置，当检测到第一光电挡片91的端部超出第一传感器94所在位置时，仪器会采取报警、急停等措施，避免仪器的驱动组件4在横向方向上的移动超出最大值，发生部件碰撞。

第二光电挡片92设置在磁套驱动块74的侧壁上，相配合的，在靠近第二光电挡片92的位置处还设置有两个第二传感器95，两个第二传感器95沿竖向方向上下排布，固定连接在驱动组件4的侧板的内壁上；两个第二传感器95能够分别感应第二光电挡片92的两个端部的移动位置，当检测到第二光电挡片92的端部超出第二传感器95所在位置时，仪器会采取报警、急停等措施，避免磁套组件7在竖向方向上的移动超出最大值，发生部件碰撞。

第三光电挡片93设置在磁棒驱动块65的侧壁上，相配合的，在靠近第三光电挡片93的位置处还设置有两个第三传感器96，两个第三传感器96沿竖向方向上下排布，固定连接在驱动组件4的侧板的内壁上；两个第三传感器96能够分别感应第三光电挡片93的两个端部的移动位置，当检测到第三光电挡片93的端部超出第三传感器96所在位置时，仪器会采取报警、急停等措施，避免磁棒组件6在竖向方向上的移动超出最大值，发生部件碰撞。

本发明中的核酸提取仪的驱动组件4上的红外检测组件能够进一步检测驱动组件4中各个部件的移动位置，控制部件的移动范围，进而保证驱动组件4的运动安全。

进一步，在试剂仓模块5处设置有加热组件，加热组件用于对试剂盒中的裂解工位和洗脱工位进行加热。具体的，加热组件包括底座100，底座100上设置有第一加热体200和第二加热体300，分别对应试剂盒的裂解工位和洗脱工位设置。其中，第一加热体200上形成有第一加热面，第一加热面靠近试剂盒的裂解工位试管设置，用于对裂解工位试管中的液体进行加热；第二加热体300上形成有第二加热面，第二加热面靠近试剂盒的洗脱工位试管设置，用于对洗脱工位试管中的液体进行加热；第一加热面的高度大于第二加热面的高度。

根据用户对样本提取量的不同需求，底座100上可选择地设置一组、两组或多组第一加热体200和第二加热体300，以用于对一组、两组或多组裂解工位和洗脱工位进行加热。

具体的，如图12至图16所示，底座100包括沿水平方向设置的承托板110，承托板110上开设有两个或多个安装槽130，第一加热体200和第二加热体300分别嵌设在不同的安装槽130内，以与底座100固定连接。承托板110的边缘位置形成有凸台120，凸台120自承托板110的上表面处，沿远离上表面的方向延伸设置，以在承托台上形成容纳仓，容纳仓用于容纳盛装有核酸提取试剂的试剂盒。优选地，凸台120形成于承托板110的两侧边缘部位，以及承托板110靠近驱动组件一侧的边缘部位，并在承托板110与核酸提取仪门板2相对应的一侧形成开口，以便于将试剂盒放入或取出。

底座100的底部设置有四根支柱400，分别设置在底座100的四个顶角部位，支柱400的一端与底座100固定连接，另一端与核酸提取仪的仪器底板固定连接。一方面，支柱400用于将底座100固定设置在仪器底板上，另一方面，支柱400支撑底座100，以使底座100与仪器底板之间形成间隔空间；间隔空间中设置有风扇500，风扇500固定连接在仪器底板上，风扇500的一侧对应仪器底板上的通风孔设置，另一侧对应第一加热体200和第二加热体300设置，以对第一加热体200和第二加热体300进行通风和冷却。

进一步，如图17和图18所示，第一加热体200和第二加热体300均为长条形的块状结构，优选为采用金属等导热性能良好的材料制成。其中，第一加热体200包括第一发热部210和第一供热部220，第一发热部210与第一供热部220优选为一体成型设置。第一发热部210内形成有第一通槽230，第一通槽230沿第一加热体200的长度方向延伸设置；第一供热部220凸出于第一发热部210设置，且第一供热部220上形成有多个第一加热槽240。在第一发热部210的第一通槽230内设置有发热元件（图中未示出），进行核酸提取的裂解步骤时，试剂盒上裂解工位处的试管位于第一加热槽240内，发热元件可产生热量，并将热量传递至第一发热部210处，第一发热部210再将热量传递至第一供热部220处，以对嵌设在第一加热槽240内的试管和试管中的液体进行加热。

相类似的，第二加热体300包括第二发热部310和第二供热部320，第二发热部310与第二供热部320优选为一体成型设置。第二发热部310内形成有第二通槽330，第二通槽330沿第二加热体300的长度方向延伸设置；第二供热部320凸出于第二发热部310设置，且第二供热部320上形成有多个第二加热槽340。在第二发热部310的第二通槽330内设置有发热元件（图中未示出），进行核酸提取的洗脱步骤时，试剂盒上洗脱工位处的试管位于第二加热槽340内，发热元件可产生热量，并将热量传递至第二发热部310处，第二发热部310再将热量传递至第二供热部320处，以对嵌设在第二加热槽340内的试管和试管中的液体进行加热。

进一步，第一加热体200上的第一加热槽240的深度大于第二加热体300上第二加热槽340的深度。具体的，在进行核酸提取时，裂解步骤中试管内所需添加的试剂量较大，而洗脱步骤中试管内所需添加的试剂量较小，这会使裂解试管中的液面高度较高，洗脱试管中的液面高度较低；为了使裂解和洗脱步骤均能达到较好的加热效果，优选地，第一加热槽240的深度与裂解试管中的液面高度相匹配，第二加热槽340的深度与洗脱试管中的液面高度相匹配。则，当试剂盒放置在底座100上，并与第一加热体200和第二加热体300配合设置时，裂解工位的试管嵌入至第一加热槽240内的深度，大于洗脱工位的试管嵌入至第二加热槽340内的深度，且裂解工位试管的液面高度与第一加热槽240的深度相匹配，洗脱工位试管的液面高度与第二加热槽340的深度相匹配。

具体的，如图16、图20和图21所示，底座100上的安装槽130包括第一槽体和第二槽体，第一槽体位于第二槽体的上方，且第一槽体的宽度小于第二槽体的宽度，以使第一槽体与第二槽体相连接的位置处形成凸台结构；第一加热体200的第一供热部220的宽度小于第一发热部210的宽度，以使第一供热部220与第一发热部210的连接处形成凸台结构。在安装第一加热体200时，将第一加热体200自底座100的下方插入至安装槽130中，使第一供热部220依次穿过第二槽体和第一槽体，并从底座100的上表面处伸出；第一加热体200上的凸台结构与安装槽130内的凸台结构相互抵靠，以限制第一加热体200在安装槽130中的位置，固定第一供热部220伸出至底座100上表面外的高度；底座100的下方设置有固定组件，固定组件上设置有卡槽，第一发热部210的部分结构凸出于底座100的下表面设置，固定组件上的卡槽可卡设在第一发热部210凸出的部分上，以将第一发热部210固定在底座100下方，进而使第一加热体200在安装槽130内稳定不动。

相类似的，第二加热体300采用相同的方式安装在底座100的安装槽130内。第二加热体300自底座100的下方插入至安装槽130中，使第二供热部320依次穿过第二槽体和第一槽体，并从底座100的上表面处伸出；第二加热体300上的凸台结构与安装槽130内的凸台结构相互抵靠，以限制第二加热体300在安装槽130中的位置，固定第二供热部320伸出至底座100上表面外的高度；第二发热部310的部分结构凸出于底座100的下表面设置，底座100下方的固定组件可通过卡槽将第二发热部310固定在底座100下方，进而使第二加热体300在安装槽130内稳定不动。

优选地，第一加热体200第一供热部220的长度大于第二加热体300第二供热部320的长度，进而使第一供热部220伸出至底座100上表面的高度高于第二供热部320伸出至底座100上表面的高度；第一加热槽240形成在第一供热部220伸出至底座100上表面的部位，第二加热槽340形成在第二供热部320伸出至底座100上表面的部位，以使第一加热槽240的深度大于第二加热槽340的深度。

当然，除采用上述结构外，也可以采用其他结构形式设置第一加热体200和第二加热体300，使第一加热体200与裂解试管的接触面的高度大于第二加热体300与洗脱试管的接触面的高度即可。例如，将易导热的金属丝进行螺旋缠绕，形成环形的加热体，其中，与裂解试管相对应的加热体缠绕圈数增加，使形成的环形结构在竖直方向上长度更长，进而增大与裂解试管接触面的高度，与洗脱试管相对应的加热体缠绕圈数减少，使形成的环形结构在竖直方向上长度较短，进而减小与洗脱试管接触面的高度。

采用上述方式设置的第一加热体200和第二加热体300具有以下有益效果：

（1）裂解试管中的液体量较大，需要获取较多热量才能够使温度达到裂解需求，由于第一加热槽240的深度较深，因此能够增加第一加热体200与裂解试管的传热面积，进而提高加热效率，使裂解试管中的液体迅速升温，提高核酸提取的整体速度；

（2）裂解工位快速完成升温和裂解步骤，还能够大量减少因加热时间过长导致的热量辐射，防止裂解工位处的热量过多辐射到附近的洗涤、洗脱等其他工位处，影响其他步骤的工作效果；

（3）洗脱试管中的液体量较小，一旦加热量过大，会造成洗脱液过度挥发，不仅浪费试剂，还会影响试剂的浓度，而将第二加热槽340设置为较浅的深度，既可以达到快速升温加热试剂的效果，又不会使试剂过度挥发，保证了试剂浓度的稳定性；

（4）第二加热槽340的深度与洗脱试管中的液体液面高度相匹配，不高于洗脱液的液面高度，能够避免在振荡过程中，磁珠被振荡至洗脱液的液面以上时，发生磁珠受热蒸发干结在试管的内壁上的问题，进而保证磁珠上的核酸能够完全溶于洗脱液中，不影响样本质量。

通过这种第一加热体200和第二加热体300一高一低的配合设置方式，能够使加热组件具有更快更好的加热效果，同时提高核酸提取的效率和提取质量。

进一步，如图20和图21所示，第一加热体200和第二加热体300与底座100的安装槽130之间设置有隔热块600，隔热块600采用耐高温、不易导热的材料制成，以将第一加热体200和第二加热体300与底座100隔离设置。隔热块600一方面能够保护底座100不受高温损坏，另一方面可减少第一加热体200和第二加热体300的热量向底座100传导，减少热量损失。

进一步，如图16、图10和图21所示，用于固定第一加热体200和第二加热体300的固定组件包括第一固定卡700和第二固定卡800，第一固定卡700和第二固定卡800分别位于第一加热体200和第二加热体300的两个端部位置处，以将第一加热体200和第二加热体300的两端固定连接在底座100上。

具体的，第一固定卡700和第二固定卡800均为长条形的块状结构，第一固定卡700上设置有两个或多个第一卡槽710，当第一固定卡700与底座100固定连接时，第一卡槽710卡设在第一加热体200和第二加热体300的下部，以对第一加热体200和第二加热体300进行固定；相类似的，第二固定卡800上设置有两个或多个第二卡槽810，当第二固定卡800与底座100固定连接时，第二卡槽810卡设在第一加热体200和第二加热体300的下部，以对第一加热体200和第二加热体300进行固定。第一卡槽710和第二卡槽810的数量和开设位置与第一加热体200和第二加热体300的设置数量及设置位置相对应。

采用上述安装槽130与固定卡相配合的固定方式，结合第一加热体200与第二加热体300的固定结构，能够稳定地将第一加热体200和第二加热体300固定设置在底座100上，且加热体的装配精度高，不易发生位置偏移或上下错位，有利于提高试剂盒与加热装置的配合精度，保证核酸提取的质量和效率。

如图19和图21所示，第一固定卡700的第一卡槽710内还设置有下凹部，当第一固定卡700固定住第一加热体200和第二加热体300，并与底座100的下表面固定连接时，下凹部与第一加热体200或第二加热体300靠近并连通设置。下凹部中设置有温保装置（图中未示出），温保装置与第一加热体200和/或第二加热体300中的发热元件电性连接，可控制发热元件通电或断电，以达到温度保护的功能。温保装置设置有温度感应器和温度上限值，当仪器或加热装置发生故障，导致仪器控温功能失灵时，控温装置感应到第一加热体200和/或第二加热体300的温度超过温度上限值，则温保装置会使发热元件断路，避免发热元件持续加热造成事故或损坏仪器；当温保装置感应到第一加热体200和/或第二加热体300的温度降低至温度上限值以下，则会重新连通发热元件，使其加热。

如图17和图18所示，第一加热体200和第二加热体300的侧壁上设置有测温孔910和测温通道920，测温孔910与测温通道920连通设置；测温孔910中设置有测温探头，测温探头的接线沿测温通道920布设，以实现对第一加热体200和第二加热体300的温度的实时探测。测温探头探测到的温度数据可供仪器的控温装置和/或上述温保装置使用。

优选地，测温孔910设置在第一加热体200和第二加热体300的侧壁的中部位置，靠近第一加热体200的第一供热部220和第一发热部210相连接的位置处设置，或靠近第二加热体300的第二供热部320和第二发热部310相连接的位置处设置。测温通道920开设在第一加热体第一发热部210的侧壁上，或第二加热体第二发热部310的侧壁上。一方面，测温孔910位于第一加热体200和第二加热体300的中心区域设置，有利于提高测温探头探测温度的准确性和可靠性；另一方面，当第一加热体200和第二加热体300安装在底座100上时，测温通道920可隐藏在底座100的内部和下部，不会露出至底座100的上表面外，不仅美观，且便于接线的布设。

进一步，如图17和图18所示，第一加热体200的第一供热部220上形成有多个第一镂空结构，第一镂空结构设置在相邻两个第一加热槽240之间，以使相邻两个第一加热槽240相互连通。第一加热体200的第一供热部220上还形成有多个第二镂空结构，第二镂空结构设置在第一供热部220的两侧侧壁上，每个第一加热槽240的两侧对称设置有两个第二镂空结构。当试剂盒与第一加热体200配合设置时，第一供热部220套设在裂解试管的外部，由于第一供热部220的高度较高，因此第一供热部220会延伸至裂解试管的液面所在高度位置。而试剂盒上的试管数量较多，排布较密，相邻位置的试管之间间距较小，因此试管与第一供热部220之间很可能发生相互干涉。设置第一镂空结构能够避免位于相邻位置的两个裂解试管与第一供热部220之间发生相互干涉，设置第二镂空结构能够避免裂解工位一列的试管与相邻两列其他工位的试管因第一供热部220发生相互干涉；此外，第一镂空结构还能够促进热量在多个第一加热槽240之间流动，使多个裂解试管均匀受热。

进一步，如图17和图18所示，第一加热体200的第一供热部220上形成有多个加热柱250，多个加热柱250并排并列设置，以构成多个第一加热槽240。加热柱250近似于三棱柱形，位于相邻两个裂解试管之间，与相邻两个裂解试管之间形成的缝隙的形状相匹配，一方面能够尽量贴近试管的管壁，促进热量传递，一方面能够完全填充两个裂解试管之间形成的缝隙，增大发热量，进而提高第一加热体200的加热速度。

进一步，如图15和图21所示，第一加热体200和第二加热体300间隔设置，以进一步减少热量的相互辐射，避免影响试剂的浓度和核酸的提取效果。优选地，第一加热体200与第二加热体300之间至少间隔有试剂盒上一列试管的长度。

本发明的核酸提取仪具有以下优点：

1、能够保证磁棒组件与磁套组件之间不发生硬接触，避免磁棒组件和磁套组件因发生碰撞而损坏或产生事故；

2、简化了核酸提取仪的硬件和软件的复杂程度；

3、驱动组件结构紧凑，大大缩小了仪器的体积和占用空间，同时提高了驱动组件的驱动效果，使其运动过程更加安全可靠，不易发生损坏或事故；

4、提高了加热组件的加热效率，减少了不利于核酸提取效果的热辐射，减少了试剂的过度挥发，保证试剂浓度的稳定性，提高了核酸提取的效率和提取质量；

5、加热组件装配精度高，不易发生位置偏移或上下错位，且试剂盒与加热装置的配合精度高，有利于提高核酸提取的质量和效率。

以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种核酸提取仪，包括驱动组件和加热组件，其特征在于，驱动组件包括磁棒组件和磁套组件，磁棒组件和磁套组件设置在加热组件的上方，磁套组件包括磁棒套，磁棒套上连接有磁套驱动结构，磁套驱动结构与第二驱动组件直接连接，第二驱动组件直接驱动磁套驱动结构移动；磁棒组件包括磁棒，磁棒上连接有磁棒承载结构，磁棒承载结构上凸出设置有驱动臂，驱动臂的下方设置有磁棒驱动结构，磁棒驱动结构与第一驱动组件直接连接，磁棒驱动结构的表面与驱动臂的表面为接触式连接，第一驱动组件驱动磁棒驱动结构向上移动，间接托动驱动臂带动磁棒承载结构上移，磁棒承载结构依靠磁棒组件自身重力向下移动。

2.如权利要求1所述的核酸提取仪，其特征在于，磁棒固定连接在磁棒架上，磁棒套可拆卸地设置在磁套架上，磁棒承载结构包括磁棒臂和磁棒承载块，磁棒臂包括沿横向方向设置的第一连接臂和沿竖向方向设置的第二连接臂，第一连接臂与磁棒架固定连接，第二连接臂与磁棒承载块固定连接；磁套驱动结构包括磁套臂和磁套驱动块，磁套臂包括沿横向方向设置的第三连接臂和沿竖向方向设置的第四连接臂，第三连接臂与磁套架固定连接，第四连接臂与磁套驱动块固定连接；第一连接臂与第三连接臂位置相对设置。

3.如权利要求1所述的核酸提取仪，其特征在于，第一驱动组件包括第一电机和第一丝杠，第二驱动组件包括第二电机和第二丝杠，第一电机和第二电机固定设置在底座组件上，第一丝杠的一端与第一电机相连，另一端沿竖向方向朝远离底座组件的方向延伸设置，第二丝杠的一端与第二电机相连，另一端沿竖向方向朝远离底座组件的方向延伸设置；底座组件与仪器底板活动连接，底座组件上连接有第三丝杠，第三丝杠沿横向方向延伸设置，第三丝杠上连接有第三电机，第三电机转动可驱动第三丝杠带动底座组件在仪器底板上移动。

4.如权利要求3所述的核酸提取仪，其特征在于，底座组件包括上底板和下底板，上底板位于下底板的上方，上底板和下底板之间设置有侧支板和两个侧支柱，侧支板连接上底板和下底板的第一端部，两个侧支柱连接上底板和下底板的第二端部，上底板与下底板之间形成有容置空间，第一电机、第二电机和第三电机均设置在容置空间中，第一丝杠和第二丝杠穿过上底板向上延伸设置，磁棒驱动结构设置在第一丝杠上，磁套驱动结构设置在第二丝杠上，两个侧支柱之间形成空隙，空隙中设置有支架，支架固定设置在仪器底板上，第三丝杠的一端与支板相连接，另一端与支架相连接。

5.如权利要求4所述的核酸提取仪，其特征在于，底座组件上设置有第一导向轴和第二导向轴，第一导向轴与第一丝杠平行且并排设置，第一导向轴的一端与上底板固定连接，另一端沿竖直方向朝底座组件的上方延伸设置，磁棒承载结构上设置有第二导向孔，第二导向孔套设在第一导向轴上，磁棒承载结构可带动磁棒沿第一导向轴上下滑动；磁套驱动结构上设置有第一导向孔，第一导向孔套设在第一导向轴上，以对磁套驱动结构起导向作用，第二导向轴一端与上底板固定连接，另一端沿竖直方向朝底座组件的上方延伸设置，第二导向轴与第二丝杠平行且并排设置，磁棒驱动结构上设置有第三导向孔，第三导向孔套设在第二导向轴上，对磁棒驱动结构起导向作用。

6.如权利要求3至5中任一所述的核酸提取仪，其特征在于，包括红外检测组件，红外检测组件包括第一光电挡片、第二光电挡片和第三光电挡片，以及与第一光电挡片、第二光电挡片和第三光电挡片配合设置的传感器，第一光电挡片设置在底座组件上，可随底座组件沿水平方向移动，第二光电挡片设置在磁套驱动结构上，可随磁套驱动结构上下移动，第三光电挡片设置在磁棒驱动结构上，可随磁棒驱动结构上下移动。

7.如权利要求1至5中任一所述的核酸提取仪，其特征在于，加热组件包括用于承托核酸提取试剂盒的底座，底座上设置有第一加热体和第二加热体，第一加热体对应试剂盒的裂解工位试管设置，第二加热体对应试剂盒的洗脱工位试管设置，第一加热体上形成有第一加热槽，第二加热体上形成有第二加热槽，第一加热槽的深度大于第二加热槽的深度，第一加热槽的深度与裂解工位试管中的液面高度相匹配，第二加热槽的深度与洗脱工位试管中的液面高度相匹配。

8.如权利要求7所述的核酸提取仪，其特征在于，第一加热体包括相连接的第一供热部和第一发热部，第二加热体包括相连接的第二供热部和第二发热部，多个第一加热槽形成在第一供热部上，多个第二加热槽形成在第二供热部上，第一供热部的长度大于第二供热部的长度，第一发热部内形成有第一通槽，第二发热部内形成有第二通槽，第一通槽和第二通槽内设置有发热元件。

9.如权利要求8所述的核酸提取仪，其特征在于，第一供热部上形成有多个第一镂空结构和多个第二镂空结构，第一镂空结构设置在相邻两个第一加热槽之间，第二镂空结构位于第一供热部的两侧侧壁上，对称设置在每个第一加热槽的两侧；第一供热部上形成有多个加热柱，加热柱位于相邻两个裂解工位试管之间，加热柱的形状与相邻两个裂解试管之间形成的缝隙的形状相匹配。

10.如权利要求8所述的核酸提取仪，其特征在于，第一加热体和第二加热体的侧壁上设置有测温孔和测温通道，测温孔中设置有测温探头，测温通道与测温孔连通设置，测温探头的接线沿测温通道布设；底座上设置有至少两个安装槽，第一加热体和第二加热体设置在不同的安装槽内，底座的下方设置有固定卡，固定卡上设置有卡槽，卡槽卡设在第一发热部、第二发热部的下方，与底座的下表面固定连接；卡槽内设置有下凹部，下凹部中设置有温保装置，温保装置与第一加热体和/或第二加热体中的发热元件电性连接，以控制发热元件通电或断电。

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