CN114015534A - 核酸提取仪及核酸提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种核酸提取仪，包括基座、用于承载待提取核酸样品的样品承载件、用于吸附磁珠分离核酸的磁吸组件、用于驱动样品承载件或磁吸组件竖向和水平方向上运动的混匀装置以及用于控制通过磁吸组件的电流以控制磁吸组件的磁通量的电控装置，样品承载件、磁吸组件、混匀装置以及电控装置均设置于基座内。通过上述设置，能够使得样品和其他溶液混合更均匀，使两者的接触和反应更加充分，核酸提取的纯度更高，同时通过调节磁吸组件的磁通量能够满足不同规格的磁珠，适应性更加广泛，核酸的吸附效果更佳。还提供使用上述仪器的核酸提取方法，能够提高混匀效果和反应效果和兼容不同类型磁珠，提高核酸提取的纯度。

Description

核酸提取仪及核酸提取方法

技术领域

本发明属于核酸提取技术领域，尤其涉及核酸提取仪及核酸提取方法。

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。

核酸提取仪通常采用磁珠法提取，该种方法是以磁珠为载体，利用磁珠在高盐低PH值下吸附核酸，在低盐高PH值下与核酸分离的原理，再通过移动磁珠或转移液体来实现核酸的整个提取纯化过程。但是现有的核酸提取仪存在着以下的问题：1、采用上下磁套混匀的方式，该种方式混匀不充分，同时只有一个方向的混匀效果，会发生磁珠挂壁的现象，导致试剂反应不完全，裂解不完全，最终导致提取出来的核酸不纯；2、磁棒磁通量为固定值，没法兼容不同规格的磁珠试剂进行分离，当使用了不匹配的磁通量来配合磁珠时，便可能导致试剂反应不完全，裂解不完全，从而提取出来的核酸不纯。

发明内容

本发明的目的之一在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种震动更加全面，提高混匀效果和反应效果以及能够兼容不同类型磁珠的核酸提取仪。

本发明的目的之二在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种运行上述装置，能够提高混匀效果和反应效果以及兼容不同类型磁珠的核酸提取方法。

本发明的目之一的采用如下技术方案实现：

核酸提取仪，包括：

基座；

样品承载件，设置于所述基座上，用于承载待提取核酸的样品；

磁吸组件，设置于所述基座上，用于吸附磁珠分离核酸；

混匀装置，设置于所述基座上，用于驱动所述样品承载件或磁吸组件竖向和水平方向上运动；

电控装置，设置于所述基座上，用于控制通过所述磁吸组件的电流以控制所述磁吸组件的磁通量。

进一步地，所述磁吸组件包括磁棒以及套装于所述磁棒外部的磁套，所述磁棒与外部电源连接，所述电控装置用于控制通过所述磁棒的电流以控制所述磁吸组件的磁通量。

进一步地，所述混匀装置包括用于驱动所述样品承载件或磁吸组件竖向往复移动的竖向驱动装置以及用于驱动所述样品承载件或磁吸组件水平方向往复移动的水平驱动装置。

进一步地，还包括用于升高所述样品承载件温度的加热装置，所述加热装置设置于所述基座上。

进一步地，所述加热装置包括用于给所述样品承载件加热的多个传热件以及多个电热片，各所述传热件分别对应加热所述样品承载件上的部分区域，多个所述电热片分别设置于各所述传热件的底部和左右两边，各所述电热片均独立加热。

进一步地，还包括用于降低所述样品承载件温度的散热装置，所述散热装置有多个且分别对应各所述传热件设置。

进一步地，还包括多个用于检测各所述传热件温度的温度检测装置，各所述电热片和散热装置均根据各自对应的所述温度检测装置的检测信息进行动作。

进一步地，还包括隔热件，所述隔热件设置于所述传热件的外部。

进一步地，所述样品承载件上分隔设有多个用于放置样品或试管的容纳腔，所述传热件对应所述样品承载件设有多个凹槽，所述样品承载件能够对应放置于所述凹槽中。

本发明的目之二的采用如下技术方案实现：

核酸提取方法，使用如上述核酸提取仪，包括如下步骤：

S1、裂解：在样品承载件中分别加入样品以及裂解液，之后启动混匀装置带动样品承载件运动使两者混合均匀；

S2、吸附：在裂解完成后的溶液中加入磁珠，之后再启动混匀装置混合均匀，根据选用的磁珠类型调节电控装置使得磁吸组件的磁通量与磁珠相匹配，最后启动电控装置使磁吸组件通电将混合液中核酸吸附出，同时清除剩余液体；

S3、洗涤：在样品承载件加入洗涤缓冲液，再断开磁吸组件的电源并启动混匀装置使得核酸与洗涤缓冲液混合清洗均匀，最后导通磁吸组件的电源使其吸附核酸，同时清除洗涤缓冲液；

S4、洗脱：重新在样品承载件加入洗涤缓冲液，断开磁吸组件的电源并启动混匀装置使得核酸与磁吸组件脱离同时与洗涤缓冲液充分混匀。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明的核酸提取仪在使用时，可先将样品放置在样品承载件中，当样品需要和其他溶液混合反应或清洗时，可启动混匀装置驱动样品承载件实现竖向和水平方向全面的运动使其混合均匀，或者通过混匀装置驱动磁吸组件竖向和水平方向运动与样品承载件中的样品接触搅拌均匀。同时当需要提取吸附核酸的磁珠时，可对应不同类型的磁珠调节电控装置进而调节磁吸组件的通电量，使得磁吸组件的磁通量与磁珠相对应并吸附磁珠。本方案通过上述设置，能够使得样品和其他溶液混合更均匀，使两者的接触和反应更加充分，混合效果更好以及核酸提取的纯度更高，同时通过调节磁吸组件的磁通量能够满足不同规格的磁珠，适应性更加广泛，核酸的吸附效果更佳。本发明还提供使用上述仪器的核酸提取方法，该方法能够提高混匀效果和反应效果以及兼容不同类型磁珠，使得提取出的核酸纯度更高。

附图说明

图1是本发明核酸提取仪优选实施方式的结构示意图；

图2是本发明核酸提取仪优选实施方式的部分结构示意图；

图3是本发明核酸提取仪优选实施方式的部分结构另一角度的示意图；

图4是本发明核酸提取方法优选实施方式的步骤流程图。

其中，图中各附图标记：

10、基座；20、样品承载件；30、磁吸组件；31、磁棒；32、磁套；41、竖向驱动装置；42、水平驱动装置；50、加热装置；51、传热件；52、电热片；53、隔热件；60、散热装置；70、温度检测装置。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

本发明参照图1-图2所示，包括基座10、用于承载待提取核酸样品的样品承载件20、用于吸附磁珠分离核酸的磁吸组件30、用于驱动所述样品承载件20或磁吸组件30竖向和水平方向上运动的混匀装置以及用于控制通过所述磁吸组件30的电流以控制所述磁吸组件30的磁通量的电控装置，样品承载件20、磁吸组件30、混匀装置以及电控装置均设置于所述基座10上。本方案在使用时，可先将样品放置在样品承载件20中，当样品需要和其他溶液混合反应或清洗时，可启动混匀装置驱动样品承载件20实现竖向和水平方向全面的运动使其混合均匀，或者通过混匀装置驱动磁吸组件30竖向和水平方向运动与样品承载件20中的样品接触搅拌均匀。同时当需要提取吸附核酸的磁珠时，可对应不同类型的磁珠调节电控装置进而调节磁吸组件30的通电量，使得磁吸组件30的磁通量与磁珠相对应并吸附磁珠。通过上述设置，能够使得样品和其他溶液混合更均匀，使两者的接触和反应更加充分，混合效果更好以及核酸提取的纯度更高，同时通过调节磁吸组件30的磁通量能够满足不同规格的磁珠，适应性更加广泛，核酸的吸附效果更佳。

作为本发明的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：

本实施例中，参照图2所示，所述磁吸组件30包括磁棒31以及套装于所述磁棒31外部的磁套32，所述电控装置用于控制通过所述磁棒31的电流以控制所述磁吸组件30的磁通量。其中磁棒31与外部电源连接，通过上述设置电控装置能够通过控制电源来控制磁棒31的磁通量，最后磁套32套装在磁棒31外部，既不影响磁棒31对核酸的吸附，也能够防止与外部电源导通的磁棒31直接浸染在溶液中，避免对样品造成损害或者引发安全事故。

本实施例中，参照图2所示，所述混匀装置包括用于驱动所述样品承载件20或磁吸组件30竖向往复移动的竖向驱动装置41以及用于驱动所述样品承载件20或磁吸组件30水平方向往复移动的水平驱动装置42。该种混匀装置同时具备了竖向的上下相对运动以及水平方向上的左右运动，由此能够使得样品和溶液的接触更加全面，混合更均匀，反应更加充分。具体的，本实施例中竖向驱动装置41是用于控制磁吸组件30的运动，而水平驱动装置42是用于控制样品承载件20的运动，该种方式能够使得每个组件仅需完成一个方向的动作，简化各自的运动轨迹，同时竖向驱动装置41还能够满足磁吸组件30靠近和远离样品承载件20的动作，由此满足核酸和溶液的分离提取。在其他实施方式中，竖向驱动装置41和水平驱动装置42可同时作用于样品承载件20或磁吸组件30中任一个，或者各作用其中的任一个，并不局限于上述的实现方式。

本实施例中，参照图1所示，还包括用于升高所述样品承载件20温度的加热装置50，所述加热装置50设置于所述基座10上。通过加热装置50的设置，能够加热样品承载件20中样品和溶液，由此满足不同样品在执行不同步骤时所需的工作环境需求。类似的，如当进行样品裂解或洗脱时，此时可通过加热装置50加热样品和溶液，再结合混匀装置的动作能够使得样品和溶液混合更加均匀，反应更加全面，裂解和洗脱后的效果更佳，以此来提高最后核酸提取的纯度。

结合上述加热装置50的设置，本实施例中，参照图3所示，所述加热装置50包括用于给所述样品承载件20加热的多个传热件51以及多个电热片52，各所述传热件51分别对应加热所述样品承载件20上的部分区域，多个所述电热片52分别设置于各所述传热件51的底部和左右两边，各所述电热片52均独立加热。其中样品承载件20上分隔设有多个用于放置样品或试管的容纳腔，同时将多个容纳腔分别按照核酸提取的步骤分为不同的区域，通过上述设置，加热装置50能够独立进行多个传热件51的加热由此实现对样品承载件20不同区域的温度控制，由此便能够实现样品承载件20上同时进行整个核酸提取流程的不同步骤，确保各个步骤顺利完成的同时提高核酸提取的效率。同时将多个电热片52分别设置于各所述传热件51的底部和左右两边，能够使得电热片52的热量更快传递给传热件51，由此实现更快、更均匀的对样品进行传热。最后各所述电热片52均独立加热能够在需要加热的过程中，独立控制各个电热片52进行局部的加热，同时当检测到传热件51出现受热不均匀的情况时，能够对应控制不同位置的电热片52进行动作，加热效果更佳。

结合上述的设置，本实施例中，参照图3所示，还包括用于降低所述样品承载件20温度的所述散热装置60，所述散热装置60有多个且分别对应各所述传热件51设置。由于本方案中样品承载件20是可以进行核酸提取流程的多个步骤，而在其中大部分步骤中均是无需保持高温状态进行的，通过散热装置60的设置，能够当样品完成需要加热的步骤之后，此时散热装置60便会启动，对应的散发该位置传热件51的热量，使得传热件51尽快降温，最后使得样品和溶液的温度降低，满足当下流程的需要，同时也使得核酸提取的纯度更高。具体的，本实施例中的散热装置60为风机，风机设置在传热件51的下方，风机吹风直接作用在传热件51上以实现降温。

结合上述的设置，本实施例中，参照图3所示，还包括多个用于检测各所述传热件51温度的温度检测装置70，各所述电热片52和散热装置60均根据各自对应的所述温度检测装置70的检测信息进行动作。通过温度检测装置70的设置，能够对应检测各个传热件51的温度，由此来确保传热件51能够达到当下步骤的温度要求，而加热装置50和散热装置60便能够根据检测的温度和对应温度要求判断是否应启动，由此更好的对样品和溶液进行加热。同时温度检测装置70能够全面的检测传热件51的受热情况，最后电热片52能够根据检测到的受热情况对应进行运作，使得传热件51的受热更加均匀，升温更快。其中传热件51的底部开设有一条形槽，对应的温度检测装置70放置于条形槽中，由此可使得温度检测装置70紧贴着传热件51，更加准确的检测出传热件51上的温度，同时接触面积更长也能够检测出传热件51是否受热均匀。

本实施例中，参照图3所示，还包括隔热件53，所述隔热件53设置于所述传热件51的外部。通过隔热件53的设置，能够减少传热件51的热量散失，使得电热片52无需一直保持加热状态，减少能量的损失。

本实施例中，用于固定电热片52以及使得电热片52和传热件51充分接触的固定件。通过该设置，不仅能够使得整体结构更加稳定，同时固定件还能够顶推电热片52使得电热片52和传热件51充分接触，使其传热效果更佳。具体的，固定件为隔热硅条，该种材料既能够减少电热片52的热量散失，同时自身也具有一定的弹性，能够在支撑上方部件时也提供一定的缓冲，防止零部件挤压受损。

本实施例中，所述样品承载件20上分隔设有多个用于放置样品或试管的容纳腔，所述传热件51对应所述样品承载件20设有多个凹槽，所述样品承载件20能够对应放置于所述凹槽中。通过上述设置，样品承载件20的每个腔体均可被传热件51包裹起来进行加热，增大两者的接触面积，由此使得加热效果更佳，同时也能够提供一定的保温效果。

本发明还提供一种核酸提取方法，参照图4所示，使用如上所述核酸提取仪，包括如下步骤：

S1、裂解：在样品承载件20中分别加入样品以及裂解液，之后启动混匀装置带动样品承载件20运动使两者混合均匀；

S2、吸附：在裂解完成后的溶液中加入磁珠，之后再启动混匀装置混合均匀，根据选用的磁珠类型调节电控装置使得磁吸组件30的磁通量与磁珠相匹配，最后启动电控装置使磁吸组件30通电将混合液中核酸吸附出，同时清除剩余液体；

S3、洗涤：在样品承载件20加入洗涤缓冲液，再断开磁吸组件30的电源并启动混匀装置使得核酸与洗涤缓冲液混合清洗均匀，最后导通磁吸组件30的电源使其吸附核酸，同时清除洗涤缓冲液；

S4、洗脱：重新在样品承载件20加入洗涤缓冲液，断开磁吸组件30的电源并启动混匀装置使得核酸与磁吸组件30脱离同时与洗涤缓冲液充分混匀。

通过采用上述方法并应用在本方案的仪器中，能够使得样品和其他溶液混合更均匀，使两者的接触和反应更加充分，混合效果更好以及核酸提取的纯度更高，同时通过调节磁吸组件30的磁通量能够满足不同规格的磁珠，适应性更加广泛，核酸的吸附效果更佳。其中洗涤步骤可根据需要进行多次，使得核酸清洗效果更佳，最后提取的纯度更高。

在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.核酸提取仪，其特征在于，包括：

基座（10）；

样品承载件（20），设置于所述基座（10）上，用于承载待提取核酸的样品；

磁吸组件（30），设置于所述基座（10）上，用于吸附磁珠分离核酸；

混匀装置，设置于所述基座（10）上，用于驱动所述样品承载件（20）或磁吸组件（30）竖向和水平方向上运动；

电控装置，设置于所述基座（10）上，用于控制通过所述磁吸组件（30）的电流以控制所述磁吸组件（30）的磁通量。

2.如权利要求1所述的核酸提取仪，其特征在于，所述磁吸组件（30）包括磁棒（31）以及套装于所述磁棒（31）外部的磁套（32），所述磁棒（31）与外部电源连接，所述电控装置用于控制通过所述磁棒（31）的电流以控制所述磁吸组件（30）的磁通量。

3.如权利要求1所述的核酸提取仪，其特征在于，所述混匀装置包括用于驱动所述样品承载件（20）或磁吸组件（30）竖向往复移动的竖向驱动装置（41）以及用于驱动所述样品承载件（20）或磁吸组件（30）水平方向往复移动的水平驱动装置（42）。

4.如权利要求1所述的核酸提取仪，其特征在于，还包括用于升高所述样品承载件（20）温度的加热装置（50），所述加热装置（50）设置于所述基座（10）上。

5.如权利要求4所述的核酸提取仪，其特征在于，所述加热装置（50）包括用于给所述样品承载件（20）加热的多个传热件（51）以及多个电热片（52），各所述传热件（51）分别对应加热所述样品承载件（20）上的部分区域，多个所述电热片（52）分别设置于各所述传热件（51）的底部和左右两边，各所述电热片（52）均独立加热。

6.如权利要求5所述的核酸提取仪，其特征在于，还包括用于降低所述样品承载件（20）温度的散热装置（60），所述散热装置（60）有多个且分别对应各所述传热件（51）设置。

7.如权利要求5所述的核酸提取仪，其特征在于，还包括多个用于检测各所述传热件（51）温度的温度检测装置（70），各所述电热片（52）和散热装置（60）均根据各自对应的所述温度检测装置（70）的检测信息进行动作。

8.如权利要求5所述的核酸提取仪，其特征在于，还包括隔热件（53），所述隔热件（53）设置于所述传热件（51）的外部。

9.如权利要求5所述的核酸提取仪，其特征在于，所述样品承载件（20）上分隔设有多个用于放置样品或试管的容纳腔，所述传热件（51）对应所述样品承载件（20）设有多个凹槽，所述样品承载件（20）能够对应放置于所述凹槽中。

10.核酸提取方法，其特征在于，使用如权利要求1-9任一所述核酸提取仪，包括如下步骤：

S1、裂解：在样品承载件（20）中分别加入样品以及裂解液，之后启动混匀装置带动样品承载件（20）运动使两者混合均匀；

S2、吸附：在裂解完成后的溶液中加入磁珠，之后再启动混匀装置混合均匀，根据选用的磁珠类型调节电控装置使得磁吸组件（30）的磁通量与磁珠相匹配，最后启动电控装置使磁吸组件（30）通电将混合液中核酸吸附出，同时清除剩余液体；

S3、洗涤：在样品承载件（20）加入洗涤缓冲液，再断开磁吸组件（30）的电源并启动混匀装置使得核酸与洗涤缓冲液混合清洗均匀，最后导通磁吸组件（30）的电源使其吸附核酸，同时清除洗涤缓冲液；

S4、洗脱：重新在样品承载件（20）加入洗涤缓冲液，断开磁吸组件（30）的电源并启动混匀装置使得核酸与磁吸组件（30）脱离同时与洗涤缓冲液充分混匀。

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