CN114480117A - 一种核酸自动提取仪及核酸提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种核酸自动提取仪及核酸提取方法，包括基架，基架上设有用于放置提取管的试管支撑座，提取管中预先放置有磁棒套和封存有用于核酸提取的试剂；水平移动机构，驱动试管支撑座沿水平方向移动；第一支架，位于试管支撑座的上方，第一支架上固定安装有磁棒；第一竖向移动机构，驱动第一支架沿竖直方向移动；第二支架，位于试管支撑座的上方，位于第一支架的下方，第二支架上设有供磁棒上下穿梭的定位通孔，第二支架底部设有辅助磁棒套脱套的脱套结构；第二竖向移动机构，驱动第二支架沿竖直方向移动；主控板。本发明能在一个装置中实现裂解、漂洗和洗脱过程，洗脱完毕后折下洗脱液试管低温保存或直接取样检测即可，简单、快捷、高效。

Description

一种核酸自动提取仪及核酸提取方法

技术领域

本发明涉及核酸提取技术领域，具体而言，涉及一种核酸自动提取仪及核酸提取方法。

背景技术

在基因工程和蛋白质工程技术研究领域，核酸分子是主要研究对象，而核酸的分离和线性化是核酸研究的基本技术。核酸是代表生命体遗传特征的基本单元，核酸检测是在分子水平上进行先进的生物检测，相比传统的形态学检测、细胞学检测、免疫学检测等更具灵敏性、特异性、无窗口期等显著优点。核酸检测包括定性PCR、分子杂交，实时荧光定量PCR等技术，这些核酸检测技术的首要关键是要完成对生物样本的核酸进行提取，因此有效、准确地提取核酸模板成为了后续核酸检测的前提。

一般核酸提取过程包括三步：裂解、漂洗和洗脱过程。传统的提取试剂由于取得率相对较低，且步骤较为繁杂，给提取工作带来一定影响，尤其当样品量稀少时，难以得到合格的核酸。并且，传统方法操作步骤多、成本高、对样品的需要量较大且易于造成交叉污染，不利于客户快速提取纯化核酸样品。

另外，在目前核酸检测应用最广的实时荧光PCR技术中，试剂大都不是即用型的，造成PCR检测普遍存在操作复杂、费事、所需费用高等问题，使用前需要有复杂的配置工作，容易造成试验的误差甚至失败。不同人员操作也引起实验误差；不能做到一步法快速提取核酸；PCR检测试剂需要现场手动配置，多个步骤需要人工标记，各阶段的检测仪器独立，不利于全自动处理大量试验样品。特别是在野外作业(如畜牧渔养殖业和宠物疾病诊疗和检验的从业人员)时，样本保藏不易，并且可能由于随着时间，样本中核酸物质会分解，不利于后续检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动化程度高的核酸自动提取仪及核酸提取方法，该核酸自动提取仪预先封存用于核酸提取试剂，可以在一个装置中实现裂解、漂洗和洗脱过程，实现了快速提取核酸，操作简单、快捷、高效，特别适用于野外采样、宠物疾病检测等服务。

本发明提供一种核酸自动提取仪，包括基架，所述基架上设有试管支撑座，所述试管支撑座用于放置提取管，所述提取管中预先放置有磁棒套和封存有用于核酸提取的试剂；

水平移动机构，所述水平移动机构用于驱动所述试管支撑座沿水平方向移动；

第一支架，所述第一支架位于所述试管支撑座的上方，且所述第一支架上固定安装有磁棒；

第一竖向移动机构，所述第一竖向移动机构用于驱动所述第一支架沿竖直方向移动；

第二支架，所述第二支架位于所述试管支撑座的上方，且位于所述第一支架的下方，所述第二支架上设有供所述磁棒上下穿梭的定位通孔，所述第二支架的底部设有用于辅助所述磁棒套脱套的脱套结构；

第二竖向移动机构，所述第二竖向移动机构用于驱动所述第二支架沿竖直方向移动；

主控板，所述水平移动机构、第一竖向移动机构和第二竖向移动机构分别与所述主控板电连接。

相较于现有技术，本发明通过设置水平移动机构驱动试管支撑座水平移动，从而带动提取管的水平移动；通过设置第一竖向移动机构驱动第一支架沿竖直方向移动，第一支架上固定安装有磁棒，从而带动磁棒上下移动；通过设置第二竖向移动机构驱动第二支架沿竖直方向移动，第二支架上开设有供磁棒上下穿梭的定位通孔，第二支架的底部还设有用于辅助磁棒套脱套的脱套结构；第一竖向移动机构和第二竖向移动机构分别与主控板电连接；放置于试管支撑座中的提取管中预先放置有磁棒套和封存有核酸提取的试剂，使用时，启动第一竖向移动机构从而带动磁棒向下移动并插入到磁棒套中以取出磁棒套，并在第一竖向移动机构和第二竖向移动机构的共同驱动下，套有磁棒套的磁棒依次伸入提取管的不同试剂管中完成核酸的提取，核酸提取完成后，通过脱套结构将磁棒套从磁棒上脱下，做废弃物处理，避免生物污染。本发明通过主控板控制第一竖向移动机构、第二竖向移动机构以及水平移动机构协调运动，来实现核酸的自动提取，操作简单，效率高，特别适用于野外采样、宠物疾病检测等服务，有利于客户快速提取纯化核酸样品。

进一步的，所述基架包括沿水平方向设置的横板和沿竖直方向设置的竖板，所述竖板固定安装在所述横板的一端。第一支架、第一竖向移动机构、第二支架和第二竖向移动机构均设置在竖板上，试管支撑座和水平移动机构均设置在横板上。

更进一步的，所述试管支撑座沿所述横板的长度方向滑动设置于所述横板上，所述试管支撑座的上表面开设有用于容置所述提取管的容置腔，所述试管支撑座内设有用于试管加热的加热模块，所述加热模块与所述主控板电连接。该加热模块主要用于对提取管中的裂解液进行加热。

核酸提取过程中，通常在裂解液中需要加入核酸提取蛋白溶解酶，比如蛋白酶K等，核酸提取蛋白溶解酶为生物活性成分，与其他裂解液混合后不易长时间保存。本申请中的核酸提取蛋白溶解酶可以是在使用的时候加入到裂解液中，但是最为方便的方法还是希望能封存在提取管中，这样使用起来更为方便，因此，本发明通过隔离层将核酸提取蛋白溶解酶封存在提取管中，使用时，通过加热化开隔离层以使得核酸提取蛋白溶解酶加入到其他裂解液中，操作非常便捷。

更进一步的，所述加热模块包括从上到下依次贴合设置的加热块、导热层、电加热片和隔热层。通电后，电加热片发热，并通过导热层将热量均匀传递至加热块，加热块与提取管接触实现对提取管的加热，设置隔热层是为了防止热量从底部散发，提高加热效果和加热效率。

更进一步的，所述提取管包括依次连接的洗脱液试管、裂解液试管、磁珠放置管、第一漂洗液试管、第二漂洗液试管、磁棒套放置孔、废弃磁棒套放置管和试管盖，所述裂解液试管、第一漂洗液试管、第二漂洗液试管和洗脱液试管中分别预先封存用于核酸提取的裂解液、第一漂洗液、第二漂洗液和洗脱液。将核酸提取用的试剂预先封存在提取管中，以此来提高核酸提取的效率。

进一步的，所述第一竖向移动机构包括第一滑块以及固定设置在所述竖板上的竖向滑杆、第一皮带轮组件和第一驱动电机，所述第一滑块滑动连接在所述竖向滑杆上，所述第一滑块的一端与所述第一支架固定连接，所述第一滑块的另一端与所述第一皮带轮组件固定连接，所述第一驱动电机驱动所述第一皮带轮组件转动从而带动所述第一支架沿竖直方向移动，由于磁棒固定安装在第一支架上，因此最终带动磁棒沿竖直方向移动。

进一步的，所述第二竖向移动机构包括第二滑块以及固定设置在所述竖板上的第二皮带轮组件和第二驱动电机，所述第二滑块滑动连接在所述竖向滑杆上，且所述第二滑块位于所述第一滑块的下方，所述第二滑块的一端与所述第二支架固定连接，所述第二滑块的另一端与所述第二皮带轮组件固定连接，所述第二驱动电机驱动所述第二皮带轮组件转动从而带动所述第二支架沿竖直方向移动。

更进一步的，所述第一皮带轮组件和所述第二皮带轮组件分别设置在所述竖板的两侧，所述竖向滑杆位于所述第一皮带轮组件和第二皮带轮组件之间，所述第一皮带轮组件或所述第二皮带轮组件包括沿竖向间隔布置的两个转轮，两个所述转轮之间装配有皮带。通过位置排布，使得整个核酸提取仪结构紧凑，节省设备壳体内的安装空间，使得整个仪器体积小，携带方便。

更进一步的，所述水平移动机构包括设置在所述试管支撑座两侧的横向滑杆、分别滑动连接在所述横向滑杆上的第三滑块、固定设置在所述横板上的第三皮带轮组件和第三驱动电机，两个所述第三滑块均与所述试管支撑座固定连接，其中一个所述第三滑块与所述第三皮带轮组件固定连接。通过该结构，实现试管支撑座的水平移动，实现自动化。

本发明还提供了一种核酸自动提取仪的核酸提取方法，包括以下提取步骤：

1)启动第三驱动电机工作，将试管支撑座沿横向滑杆移动至操作人员面前，操作人员将封装有核酸提取试剂的提取管放到试管支撑座的容置腔内；

2)启动第一驱动电机和第二驱动电机工作，使磁棒穿过第二支架上的定位通孔后插入磁棒套放置孔中的磁棒套中以取出磁棒套，再将套有磁棒套的磁棒伸入磁珠放置管以吸附磁珠；

3)通过主控板控制加热模块加热裂解液试管，并将生物样本加入到含有核酸提取蛋白溶解酶和裂解液的裂解液试管中进行裂解并释放核酸；

4)将吸附有磁珠的磁棒套及磁棒伸入裂解液试管中进行上下抽动以使磁珠吸附释放的核酸；

5)将吸附有磁珠的磁棒套及磁棒依次伸入第一漂洗液试管和第二漂洗液试管中进行上下抽动漂洗；

6)漂洗完成的磁棒套及磁棒伸入洗脱液试管进行洗脱，洗脱完成后，将洗脱液试管和试管盖从提取管上折断，并将试管盖拧紧盖合在洗脱液试管上，将洗脱液试管低温保存或直接取样进行检测；

7)洗脱完成后要将磁棒套及磁珠置入废弃磁棒套放置管中，在第三驱动电机的驱动下，试管支撑座沿横向滑杆移动至操作人员面前，操作人员将整个提取管及试剂进行废弃处理。

本发明采用上述核酸提取方法，可以在一个装置中实现裂解、漂洗和洗脱过程，洗脱完毕后只需要折下洗脱液试管低温保存或直接取样进行检测即可，采用本申请装置10分钟内即可完成高质量、高纯度核酸提取，可处理多种类型样本，如全血、组织、唾液等，提取过程无需移液设备、离心机，真正实现了快速提取核酸，简单、快捷、高效，特别适用于野外采样、宠物疾病检测等服务。

附图说明

图1为本发明的整体结构立体图一；

图2为本发明的整体结构立体图二；

图3为本发明的整体结构立体图三；

图4为本发明的整体结构侧视图；

图5为本发明的整体结构正视图；

图6为本发明中的加热模块的结构爆炸图一；

图7为本发明中的加热模块的结构爆炸图二；

图8为本发明中的提取管的结构示意图；

图9为本发明中的提取管的俯视图；

图10为沿图9中A-A方向的结构剖视图；

图11为本发明中的磁棒套的结构示意图。

附图标记说明：

1、基架；1.1、横板；1.2、竖板；2、试管支撑座；2.1、容置腔；2.2、推板；3、加热模块；3.1、加热块；3.2、导热层；3.3、电加热片；3.4、隔热层；

4、第一支架；5、磁棒；6、第一竖向移动机构；6.1、第一滑块；6.2、竖向滑杆；6.3、第一皮带轮组件；6.3.1、转轮；6.3.2、皮带；6.4、第一驱动电机；7、第二支架；7.1、定位通孔；7.2、T型槽；8、第二竖向移动机构；8.1、第二滑块；8.2、第二皮带轮组件；8.3、第二驱动电机；9、水平移动机构；9.1、横向滑杆；9.2、第三滑块；9.3、第三皮带轮组件；9.4、第三驱动电机；10、主控板；

11、提取管；11.1、洗脱液试管；11.2、裂解液试管；11.3、磁珠放置管；11.4、第一漂洗液试管；11.5、第二漂洗液试管；11.6、磁棒套放置孔；11.7、废弃磁棒套放置管；11.8、试管盖；12.1、试管面；12.2、第一连接部；12.3、第二连接部；12.4、台阶面；12.5、第一容置腔；12.6、第二容置腔；12.7、凸台；12.8、第一管径段；12.9、第二管径段；12.10、凸沿；12.11、凸筋；

13、磁棒套；13.1、套管段；13.2、定位管段；13.3、筋条；13.4、帽檐。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图5所示，本发明示出了一种核酸自动提取仪，包括基架1，基架1上设有试管支撑座2，试管支撑座2用于放置提取管11，提取管11中预先封存有用于核酸提取的试剂；

水平移动机构9，水平移动机构9用于驱动试管支撑座2沿水平方向移动；

第一支架4，第一支架4位于试管支撑座2的上方，且第一支架4上固定安装有磁棒5；

第一竖向移动机构6，第一竖向移动机构6用于驱动第一支架4沿竖直方向移动；

第二支架7，第二支架7位于试管支撑座2的上方，且位于第一支架4的下方，第二支架7上设有供磁棒5上下穿梭的定位通孔7.1；

第二竖向移动机构8，第二竖向移动机构8用于驱动第二支架7沿竖直方向移动；

主控板10，水平移动机构9、第一竖向移动机构6和第二竖向移动机构8分别与主控板10电连接。

具体的结构如下：

基架1包括沿水平方向设置的横板1.1和沿竖直方向设置的竖板1.2，竖板1.2固定安装在横板1.1的一端。

试管支撑座2沿横板1.1的长度方向滑动设置于横板1.1上，试管支撑座2的上表面开设有用于容置提取管11的容置腔2.1，试管支撑座2内设有用于试管加热的加热模块3，加热模块3与主控板10电连接。

如图6和图7所示，加热模块3包括从上到下依次贴合设置的加热块3.1、导热层3.2、电加热片3.3和隔热层3.4。通电后，电加热片3.3发热，并通过导热层3.2将热量均匀传递至加热块3.1，加热块3.1与提取管11接触实现对提取管11的加热，设置隔热层3.4是为了防止热量从底部散发，提高加热效果和加热效率。

其中，导热层3.2为导热硅胶垫，其能够填充加热块3.1和电加热片3.3之间的缝隙，打通发热部位即电加热片3.3与加热块3.1之间的热通道，有效提升热传递效率。导热硅胶垫是一种极佳的导热填充材料，其底面覆盖在电加热片3.3上，顶面贴合在加热块3.1底部，能够使得热传导均匀。

热量从电加热片3.3产生，热量也会往下传递，为了减少热量的损失，在电加热片3.3底部设置隔热层3.4，本实施例中，隔热层3.4为隔热棉，防止热量从电加热片3.3底部散去。

如图8和图9，具体的，提取管11包括依次连接的洗脱液试管11.1、裂解液试管11.2、磁珠放置管11.3、第一漂洗液试管11.4、第二漂洗液试管11.5、磁棒套放置孔11.6、废弃磁棒套放置管11.7和试管盖11.8，裂解液试管11.2、第一漂洗液试管11.4、第二漂洗液试管11.5和洗脱液试管11.1中分别预先封存用于核酸提取的裂解液、第一漂洗液、第二漂洗液和洗脱液。将核酸提取用的试剂预先封存在提取管11中，以此来提高核酸提取的效率。

裂解液试管11.2、磁珠放置管11.3、第一漂洗液试管11.4、第二漂洗液试管11.5、磁棒套放置孔11.6和废弃磁棒套放置管11.7的试管口边沿形成一体连接的试管面12.1，试管盖11.8与试管面12.1之间设有可折断的第一连接部12.2，使试管盖11.8从试管面12.1处断开，洗脱液试管11.1与裂解液试管11.2之间设有可折断的第二连接部12.3，使洗脱液试管11.1从裂解液试管11.2处断开，试管盖11.8取下后可盖合在洗脱液试管11.1上。

本发明在核酸提取管中预先封存用于核酸提取的裂解液、第一漂洗液、第二漂洗液和洗脱液，可以在一个装置中实现裂解、漂洗和洗脱过程，实现了快速提取核酸，操作简单、快捷、高效；在核酸提取管的磁珠放置管11.3中预先封存用于核酸提取的磁珠，在磁棒套放置孔11.6中放置一次性使用的磁棒套13，整个提取过程中，磁棒套13和磁珠只使用一次，提取完成后磁棒套13和磁珠进行废弃处理，防止出现交叉污染，安全性和纯化程度较高；该预先封存有用于核酸提取试剂的提取管11结构携带便捷，操作步骤少、成本低，特别适用于野外采样、宠物疾病检测等服务，有利于客户快速提取纯化核酸样品。

如图10，更加具体的，裂解液试管11.2内部底部结构为台阶状，具有台阶面12.4，包括低于台阶面12.4设置的第一容置腔12.5和高于台阶面12.4设置的第二容置腔12.6，第一容置腔12.5和第二容置腔12.6之间通过隔离层分隔开，第一容置腔12.5内封存有核酸提取蛋白溶解酶，第二容置腔12.6内封存有除核酸提取蛋白溶解酶以外的其他裂解液成分。

核酸提取过程中，通常在裂解液中需要加入核酸提取蛋白溶解酶，比如蛋白酶K等，核酸提取蛋白溶解酶为生物活性成分，与其他裂解液混合后不易长时间保存。本申请中的核酸提取蛋白溶解酶可以是在使用的时候加入到裂解液中，但是最为方便的方法还是希望能封存在裂解液试管11.2中，这样使用起来更为方便，因此，本发明在裂解液试管11.2内通过隔离层将试管容置空间分为第一容置腔12.5和第二容置腔12.6，在第一容置腔12.5内封存核酸提取蛋白溶解酶，在第二容置腔12.6内封存除核酸提取蛋白溶解酶以外的其他裂解液成分，由此将核酸提取蛋白溶解酶和其他裂解液成分分隔开保存，使用的时候只要加热下裂解液试管11.2即可化开隔离层使得核酸提取蛋白溶解酶加入到其他裂解液中。本申请中，隔离层采用熔点为40-65℃的有机固态材料，具体采用石蜡。

本发明中，第一容置腔12.5内低于台阶面12.4处设有用于支撑隔离层的凸台12.7，使得隔离层石蜡更稳定地设置，保证第一容置腔12.5和第二容置腔12.6之间的密封性。而且，本申请中的第一容置腔12.5的管径较小，第一容置腔12.5的管径小于第二容置腔12.6的管径，管径越小，使用石蜡预埋时就越不容易漏，密封性较好。

本发明中，裂解液试管11.2、磁珠放置管11.3、第一漂洗液试管11.4和第二漂洗液试管11.5均包括相互连接的第一管径段12.8和第二管径段12.9，第一管径段12.8靠近试管开口，第二管径段12.9靠近试管底端；第一管径段12.8的高度大于第二管径段12.9的高度，且第一管径段12.8的内径大于第二管径段12.9的内径。本申请通过将各个试管分成第一管径段12.8和第二管径段12.9，这样，通过第一管径段12.8的大容积可以容纳容积较大的样本试剂及提取试剂，可容纳2000ml试剂，而当样本试剂及提取试剂的容积过小时，由于第二管径段12.9的内径小，则容积过小的溶液也可以在第二管径段12.9中呈现一定的高度，这样就便于后续的磁棒5在提取管11中上下抽动，进而使得该提取管的适应范围更广。

还有，第一连接部12.2为连接在试管盖11.8与试管面12.1之间的连接条带。第二连接部12.3为连接在洗脱液试管11.1侧壁与裂解液试管11.2侧壁之间的可折断的两个连接点。优选的，连接条带或连接点上设有刻线或缺口，以便折下试管盖11.8或洗脱液试管11.1。

由于本发明中的试剂是预先封存的，因此在裂解液试管11.2、磁珠放置管11.3、第一漂洗液试管11.4和第二漂洗液试管11.5的管口朝垂直于试管面12.1向上突出设有用于塑封的环形的凸沿12.10，以便于封膜对管口的塑封，同时将洗脱液试管11.1的管口高度设置成与凸沿12.10的高度相同，以便于整体塑封，一步到位。

另外，裂解液试管11.2、磁珠放置管11.3、第一漂洗液试管11.4、第二漂洗液试管11.5、磁棒套放置孔11.6和废弃磁棒套放置管11.7的外壁上设有使提取管11搁起放置在试管支撑座2中的凸筋12.11。

本发明中，洗脱液试管11.1、裂解液试管11.2、磁珠放置管11.3、第一漂洗液试管11.4、第二漂洗液试管11.5、磁棒套放置孔11.6、废弃磁棒套放置管11.7和试管盖11.8通过一体注塑成型。

本发明中的核酸自动提取仪还包括磁棒套13，磁棒套13置于磁棒套放置孔11.6中。本申请中的磁棒套13属于耗材，一次性使用，避免发生交叉污染。而且，磁棒套13和提取管11结构均为透明材料制成，便于观察试管中的提取情况，便于观察磁珠转移是否完全。

如图11，具体的，磁棒套13包括相互连接的套管段13.1和定位管段13.2，定位管段13.2靠近开口端，套管段13.1靠近底端；定位管段13.2的内径大于套管段13.1的内径，且定位管段13.2的内径沿开口端至底端方向逐渐减小。本申请中将磁棒套13分为套管段13.1和定位管段13.2，套管段13.1套在磁棒5外，用于伸入试管中进行上下抽动搅拌，定位管段13.2的内径沿开口端至底端方向逐渐减小，是用于与磁棒5之间的过盈配合，使得定位管段13.2牢牢地套在磁棒5上，防止磁棒套13掉落下来影响核酸提取。

另外，定位管段13.2靠近开口端的外壁设有使磁棒套13搁起放置在磁棒套放置孔11.6中的筋条13.3。

在本实施例中，定位管段13.2的开口处设有便于将磁棒套13从磁棒5上脱下的帽檐13.4。也就是说，磁棒套13的开口处设有帽檐13.4，核酸提取仪上设有与帽檐13.4相配合的槽口，磁棒套13脱套时，帽檐13.4卡入槽口以固定磁棒套13，此时磁棒5抽离即可实现脱套操作，操作便捷。

具体的，第二支架7的下表面开设有供帽檐13.4卡入的T型槽7.2。磁棒5脱套时，磁棒套13的帽檐13.4先卡入T型槽7.2内，然后在第一竖向移动机构6的驱动下向上移动第一支架4，由于第一支架4上固定安装有磁棒5，随着第一支架4的向上移动，磁棒5抽离出来，磁棒套13被T型槽7.2限位卡住，就实现了磁棒套13的脱套。

脱套后需要将磁棒套13置入废弃磁棒套放置管11.7中，具体的结构如下：

试管支撑座2的内侧(远离操作人员站位方向)设有推板2.2。脱套时，当磁棒套13的帽檐13.4卡在T型槽7.2中，随着水平移动机构驱动试管支撑座2的移动，推板2.2会碰到磁棒套13从而推着磁棒套13从T型槽7.2内脱出来，本实施例中，试管支撑座2从后向前方向移动，也就是说，推板2.2往前推，将磁棒套13的帽檐13.4往前从T型槽7.2内脱出，脱出后磁棒套13掉落到废弃磁棒套放置管11.7中，统一废弃处理，避免生物污染。

如图5，另外，T型槽7.2沿前后方向贯通设置，是为了方便磁棒套13从T型槽7.2内脱出来，沿前后方向都可以脱出，相应的，推板2.2也可以设置在试管支撑座2的外侧(靠近操作人员站位方向)，推板2.2只要配合将脱套的磁棒套13从T型槽7.2内推出来掉落到废弃磁棒套放置管11.7中即可。

具体的，第一竖向移动机构6包括第一滑块6.1以及固定设置在竖板1.2上的竖向滑杆6.2、第一皮带轮组件6.3和第一驱动电机6.4，第一滑块6.1滑动连接在竖向滑杆6.2上，第一滑块6.1的一端与第一支架4固定连接，第一滑块6.1的另一端与第一皮带轮组件6.3固定连接，第一驱动电机6.4驱动第一皮带轮组件6.3转动从而带动第一支架4沿竖直方向移动，由于磁棒5固定安装在第一支架4上，因此最终带动磁棒5沿竖直方向移动。

第二竖向移动机构8包括第二滑块8.1以及固定设置在竖板1.2上的第二皮带轮组件8.2和第二驱动电机8.3，第二滑块8.1滑动连接在竖向滑杆6.2上，且第二滑块8.1位于第一滑块6.1的下方，第二滑块8.1的一端与第二支架7固定连接，第二滑块8.1的另一端与第二皮带轮组件8.2固定连接，第二驱动电机8.3驱动第二皮带轮组件8.2转动从而带动第二支架7沿竖直方向移动。

第一皮带轮组件6.3和第二皮带轮组件8.2分别设置在竖板1.2的两侧，竖向滑杆6.2位于第一皮带轮组件6.3和第二皮带轮组件8.2之间，第一皮带轮组件6.3或第二皮带轮组件8.2包括沿竖向间隔布置的两个转轮6.3.1，两个转轮6.3.1之间装配有皮带6.3.2。通过位置排布，使得整个核酸提取仪结构紧凑，节省设备壳体内的安装空间，使得整个仪器体积小，携带方便。

如图3，水平移动机构9包括设置在试管支撑座2两侧的横向滑杆9.1、分别滑动连接在横向滑杆9.1上的第三滑块9.2、固定设置在横板1.1上的第三皮带轮组件9.3和第三驱动电机9.4，两个第三滑块9.2均与试管支撑座2固定连接，其中一个第三滑块9.2与第三皮带轮组件9.3固定连接。其中的第三皮带轮组件9.3设置在横板1.1的一侧，包括间隔布置的两个转轮6.3.1，两个转轮6.3.1之间装配有皮带6.3.2，第三滑块9.2的一端与皮带6.3.2固定连接。通过该结构，实现试管支撑座2的水平移动，实现自动化。

本发明还提供了一种核酸自动提取仪的核酸提取方法，包括以下提取步骤：

1)启动第三驱动电机9.4工作，将试管支撑座2沿横向滑杆9.1移动至操作人员面前，操作人员将封装有核酸提取试剂的提取管11放到试管支撑座2的容置腔2.1内；

2)启动第一驱动电机6.4和第二驱动电机8.3工作，使磁棒5穿过第二支架7上的定位通孔7.1后插入磁棒套放置孔11.6中的磁棒套13中以取出磁棒套13，再将套有磁棒套13的磁棒5伸入磁珠放置管11.3以吸附磁珠；

3)通过主控板10控制加热模块3加热裂解液试管11.2，并将生物样本加入到含有核酸提取蛋白溶解酶和裂解液的裂解液试管11.2中进行裂解并释放核酸；

4)将吸附有磁珠的磁棒套13及磁棒5伸入裂解液试管11.2中进行上下抽动以使磁珠吸附释放的核酸；

5)将吸附有磁珠的磁棒套13及磁棒5依次伸入第一漂洗液试管11.4和第二漂洗液试管11.5中进行上下抽动漂洗；

6)漂洗完成的磁棒套13及磁棒5伸入洗脱液试管11.1进行洗脱，洗脱完成后，将洗脱液试管11.1和试管盖11.8从提取管11上折断，并将试管盖11.8拧紧盖合在洗脱液试管11.1上，将洗脱液试管11.1低温保存或直接取样进行检测；

7)洗脱完成后要将磁棒套13及磁珠置入废弃磁棒套放置管11.7中，在第三驱动电机9.4的驱动下，试管支撑座2沿横向滑杆9.1移动至操作人员面前，操作人员将整个提取管11及试剂进行废弃处理。

本发明采用上述核酸提取方法，可以在一个装置中实现裂解、漂洗和洗脱过程，洗脱完毕后只需要折下洗脱液试管11.1低温保存或直接取样进行检测即可，采用本申请装置10分钟内即可完成高质量、高纯度核酸提取，可处理多种类型样本，如全血、组织、唾液等，提取过程无需移液设备、离心机，真正实现了快速提取核酸，简单、快捷、高效，特别适用于野外采样、宠物疾病检测等服务。

综上所述，本发明具有如下优点：

1)在核酸提取管11中预先封存用于核酸提取的裂解液、第一漂洗液、第二漂洗液和洗脱液，可以在一个装置中实现裂解、漂洗和洗脱过程，洗脱完毕后只需要折下洗脱液试管11.1保存即可，实现了快速提取核酸，操作简单、快捷、高效；

2)在核酸提取管的磁珠放置管11.3中预先封存用于核酸提取的磁珠，在磁棒套放置孔11.6中放置一次性使用的磁棒套13，整个提取过程中，磁棒套13和磁珠只使用一次，提取完成后磁棒套13和磁珠进行废弃处理，防止出现交叉污染，安全性和纯化程度较高；

3)该预先封存有用于核酸提取试剂的提取管11结构携带便捷，操作步骤少、成本低，特别适用于野外采样、宠物疾病检测等服务，有利于客户快速提取纯化核酸样品；

4)通过设置水平移动机构9驱动试管支撑座2水平移动；通过设置第一竖向移动机构6驱动第一支架4沿竖直方向移动，第一支架4上固定安装有磁棒5；通过设置第二竖向移动机构8驱动第二支架7沿竖直方向移动，第二支架7上开设有供磁棒5上下穿梭的定位通孔7.1；第一竖向移动机构6和第二竖向移动机构8分别与主控板10电连接；本发明通过主控板10控制第一竖向移动机构6、第二竖向移动机构8以及水平移动机构9协调运动，来实现核酸的自动提取，操作简单，效率高。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、内、外……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种核酸自动提取仪，包括基架(1)，其特征在于：所述基架(1)上设有

试管支撑座(2)，所述试管支撑座(2)用于放置提取管(11)，所述提取管(11)中预先放置有磁棒套(13)和封存有用于核酸提取的试剂；

水平移动机构(9)，所述水平移动机构(9)用于驱动所述试管支撑座(2)沿水平方向移动；

第一支架(4)，所述第一支架(4)位于所述试管支撑座(2)的上方，且所述第一支架(4)上固定安装有磁棒(5)；

第一竖向移动机构(6)，所述第一竖向移动机构(6)用于驱动所述第一支架(4)沿竖直方向移动；

第二支架(7)，所述第二支架(7)位于所述试管支撑座(2)的上方，且位于所述第一支架(4)的下方，所述第二支架(7)上设有供所述磁棒(5)上下穿梭的定位通孔(7.1)，所述第二支架(7)的底部设有用于辅助所述磁棒套(13)脱套的脱套结构；

第二竖向移动机构(8)，所述第二竖向移动机构(8)用于驱动所述第二支架(7)沿竖直方向移动；

主控板(10)，所述水平移动机构(9)、第一竖向移动机构(6)和第二竖向移动机构(8)分别与所述主控板(10)电连接。

2.根据权利要求1所述的核酸自动提取仪，其特征在于：所述基架(1)包括沿水平方向设置的横板(1.1)和沿竖直方向设置的竖板(1.2)，所述竖板(1.2)固定安装在所述横板(1.1)的一端。

3.根据权利要求2所述的核酸自动提取仪，其特征在于：所述试管支撑座(2)沿所述横板(1.1)的长度方向滑动设置于所述横板(1.1)上，所述试管支撑座(2)的上表面开设有用于容置所述提取管(11)的容置腔(2.1)，所述试管支撑座(2)内设有用于试管加热的加热模块(3)，所述加热模块(3)与所述主控板(10)电连接。

4.根据权利要求3所述的核酸自动提取仪，其特征在于：所述加热模块(3)包括从上到下依次贴合设置的加热块(3.1)、导热层(3.2)、电加热片(3.3)和隔热层(3.4)。

5.根据权利要求1所述的核酸自动提取仪，其特征在于：所述提取管(11)包括依次连接的洗脱液试管(11.1)、裂解液试管(11.2)、磁珠放置管(11.3)、第一漂洗液试管(11.4)、第二漂洗液试管(11.5)、磁棒套放置孔(11.6)、废弃磁棒套放置管(11.7)和试管盖(11.8)，所述裂解液试管(11.2)、第一漂洗液试管(11.4)、第二漂洗液试管(11.5)和洗脱液试管(11.1)中分别预先封存用于核酸提取的裂解液、第一漂洗液、第二漂洗液和洗脱液。

6.根据权利要求1所述的核酸自动提取仪，其特征在于：所述第一竖向移动机构(6)包括第一滑块(6.1)以及固定设置在所述竖板(1.2)上的竖向滑杆(6.2)、第一皮带轮组件(6.3)和第一驱动电机(6.4)，所述第一滑块(6.1)滑动连接在所述竖向滑杆(6.2)上，所述第一滑块(6.1)的一端与所述第一支架(4)固定连接，所述第一滑块(6.1)的另一端与所述第一皮带轮组件(6.3)固定连接，所述第一驱动电机(6.4)驱动所述第一皮带轮组件(6.3)转动从而带动所述第一支架(4)沿竖直方向移动。

7.根据权利要求6所述的核酸自动提取仪，其特征在于：所述第二竖向移动机构(8)包括第二滑块(8.1)以及固定设置在所述竖板(1.2)上的第二皮带轮组件(8.2)和第二驱动电机(8.3)，所述第二滑块(8.1)滑动连接在所述竖向滑杆(6.2)上，且所述第二滑块(8.1)位于所述第一滑块(6.1)的下方，所述第二滑块(8.1)的一端与所述第二支架(7)固定连接，所述第二滑块(8.1)的另一端与所述第二皮带轮组件(8.2)固定连接，所述第二驱动电机(8.3)驱动所述第二皮带轮组件(8.2)转动从而带动所述第二支架(7)沿竖直方向移动。

8.根据权利要求7所述的核酸自动提取仪，其特征在于：所述第一皮带轮组件(6.3)和所述第二皮带轮组件(8.2)分别设置在所述竖板(1.2)的两侧，所述竖向滑杆(6.2)位于所述第一皮带轮组件(6.3)和第二皮带轮组件(8.2)之间，所述第一皮带轮组件(6.3)或所述第二皮带轮组件(8.2)包括沿竖向间隔布置的两个转轮(6.3.1)，两个所述转轮(6.3.1)之间装配有皮带(6.3.2)。

9.根据权利要求1所述的核酸自动提取仪，其特征在于：所述水平移动机构(9)包括设置在所述试管支撑座(2)两侧的横向滑杆(9.1)、分别滑动连接在所述横向滑杆(9.1)上的第三滑块(9.2)、固定设置在所述横板(1.1)上的第三皮带轮组件(9.3)和第三驱动电机(9.4)，两个所述第三滑块(9.2)均与所述试管支撑座(2)固定连接，其中一个所述第三滑块(9.2)与所述第三皮带轮组件(9.3)固定连接。

10.一种核酸自动提取仪的核酸提取方法，采用如权利要求1-9任意一项所述的核酸自动提取仪，其特征在于，包括以下提取步骤：

1)启动第三驱动电机(9.4)工作，将试管支撑座(2)沿横向滑杆(9.1)移动至操作人员面前，操作人员将封装有核酸提取试剂的提取管(11)放到试管支撑座(2)的容置腔(2.1)内；

2)启动第一驱动电机(6.4)和第二驱动电机(8.3)工作，使磁棒(5)穿过第二支架(7)上的定位通孔(7.1)后插入磁棒套放置孔(11.6)中的磁棒套(13)中以取出磁棒套(13)，再将套有磁棒套(13)的磁棒(5)伸入磁珠放置管(11.3)以吸附磁珠；

3)通过主控板(10)控制加热模块(3)加热裂解液试管(11.2)，并将生物样本加入到含有核酸提取蛋白溶解酶和裂解液的裂解液试管(11.2)中进行裂解并释放核酸；

4)将吸附有磁珠的磁棒套(13)及磁棒(5)伸入裂解液试管(11.2)中进行上下抽动以使磁珠吸附释放的核酸；

5)将吸附有磁珠的磁棒套(13)及磁棒(5)依次伸入第一漂洗液试管(11.4)和第二漂洗液试管(11.5)中进行上下抽动漂洗；

6)漂洗完成的磁棒套(13)及磁棒(5)伸入洗脱液试管(11.1)进行洗脱，洗脱完成后，将洗脱液试管(11.1)和试管盖(11.8)从提取管(11)上折断，并将试管盖(11.8)拧紧盖合在洗脱液试管(11.1)上，将洗脱液试管(11.1)低温保存或直接取样进行检测；

7)洗脱完成后要将磁棒套(13)及磁珠置入废弃磁棒套放置管(11.7)中，在第三驱动电机(9.4)的驱动下，试管支撑座(2)沿横向滑杆(9.1)移动至操作人员面前，操作人员将整个提取管(11)及试剂进行废弃处理。

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