CN115386572A - 一种质粒上清液制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及DNA质粒上清液制备技术领域，具体为一种质粒上清液制备方法，包括以下步骤：上料、旋盖、加液、摇晃及过滤，通过将原有的震荡摇匀改为摇晃摇匀，并且在摇匀过程中加入研磨珠，作为对菌群破壁的补充，使得菌群在被破壁的过程中，速度更快，效果更好，同时，摇晃摇匀相对于震荡摇匀，噪音更小，污染也更小，并且更为稳定，并且摇晃步骤中，容器不会出现过大的晃动，使得容器内的菌群在摇晃过程中充分与试剂进行均匀混合，使得菌群中的细胞得到破壁处理，使得DNA质粒快速的脱离。
Description
技术领域
本发明涉及DNA质粒上清液制备技术领域，具体为一种质粒上清液制备方法。
背景技术
科研用户为质粒上清液制备的主要市场，科研用户有样品种类多，单种样品数量不确定等特点，对于质粒上清液制备的要求也比较高。特别是高通量用户在做质粒上清液制备工作时，对人员的依赖较大，往往有较高的实验工作强度，较高的实验室设备磨损率，同时样品间的重复性不能很好的保证。
在专利申请号为CN202111030165.X的中国专利中公开了DNA质粒提取工作站及其工作方法，包括提取机构及转移机构，所述提取机构用于提取样液中的DNA质粒，该提取机构通过依序对试样容器中的样液注入用于提取DNA质料的药液，并对样液进行振荡或摇液后，将样液中的DNA质料过滤至取样容器内所述转移机构与所述提取机构邻设，该转移机构用于抓取、转运所述试样容器及取样容器，通过利用提取机构中的旋盖装置、注液装置、涡旋放置装置及过滤装置的自动运行对试液进行DNA质粒的自动提取，配合转移机构中搬运升降装置及旋瓶装置的自动运行，使得试样容器与取样容器的自动转移输出，实现DNA质粒的高效、自动提取。
首先，上述专利的前半部分就公开了关于自动化制备质粒上清液的具体的制备方法，但是，该技术方案公开的方法仍存在菌群破壁速度慢，质粒上清液制备速度慢的问题。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种质粒上清液制备方法，通过将原有的震荡摇匀改为摇晃摇匀，并且在摇匀过程中加入研磨珠，作为对菌群破壁的补充，使得菌群在被破壁的过程中，速度更快，效果更好，同时，摇晃摇匀相对于震荡摇匀，噪音更小，污染也更小，并且更为稳定。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种质粒上清液制备方法，包括以下步骤：
步骤一、上料，将装载有菌群的若干容器上装至旋转架上；
步骤二、旋盖，通过所述容器上方设置的旋盖模块下降，将所述容器顶部的瓶盖夹紧后旋转脱离，露出所述容器顶部的瓶口；
步骤三、加液，通过加液模块逐一向所述容器内注入试剂A、试剂B及试剂C，完成加液后由所述旋盖模块将瓶盖旋回；
步骤四、摇晃，通过摆动模块带动所述旋转架绕轴线左右旋转摆动，使得所述容器呈钟摆式往复摆动摇晃；
步骤五、过滤，完成摇晃后的所述容器通过所述旋盖模块前侧设置的三轴机械手抓取后，将所述容器移动至所述三轴机械手下方的过滤容器的上方进行倾倒，使得所述容器内的溶液流动至所述过滤容器内进行过滤。
作为改进，所述步骤一中，所述容器上装至所述旋转架上后，该容器的瓶身由所述旋转架上的夹瓶组件同步夹紧。
作为改进，所述步骤一中，所述夹瓶组件包括固定夹、活动夹及推送模组；
所述固定夹及所述活动夹均与所述容器一一对应设置，且所述固定夹相对于所述活动夹固定设置；
所述活动夹均由所述推送模组带动向对应的所述固定夹移动，对所述容器的瓶身进行同步夹紧。
作为改进，所述步骤二中，所述旋转架上的所述容器上的瓶盖均由所述旋盖模块同步旋下。
作为改进，所述步骤三中，所述加液模块在向所述容器注入试剂A、试剂B及试剂C之前，需要将所述加液模块的加液头内残留的试剂进行排空。
作为改进，所述加液头位于初始位置处时，其下方设置有接收残留试剂的废液箱。
作为改进，所述步骤三中，所述加液模块还包括试剂容器、导管及提升模组；
所述试剂容器并排放置有三组，分别存储试剂A、试剂B与试剂C；
所述导管分别连通对应的所述试剂容器与所述加液头，该导管上设置有输送泵；
所述提升模组带动所述导管连通所述试剂容器的端部抬升，脱离所述试剂容器。
作为改进，所述步骤四中，所述容器在通过所述摆动模块进行摆动摇晃时，所述容器内加入研磨珠参与摆动摇晃，对菌群进行破壁处理。
作为改进，所述步骤四中，所述摆动模块带动所述旋转架绕轴线左右旋转摆动前，所述夹瓶组件释放所述容器复位。
作为改进，所述步骤四中，所述摆动模块包括旋转电机及摆臂连杆组，所述旋转电机通过所述摆臂连杆组带动所述旋转架旋转摆动。
作为改进，所述步骤五中，所述三轴机械手包括三轴组及机械手，所述机械手通过所述三轴组在X、Y、Z轴向上进行移动，该机械手夹紧所述容器的瓶口，使所述容器倾斜设置。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明通过将原有的震荡摇匀改为摇晃摇匀，并且在摇匀过程中加入研磨珠，作为对菌群破壁的补充，使得菌群在被破壁的过程中，速度更快，效果更好，同时，摇晃摇匀相对于震荡摇匀，噪音更小，污染也更小，并且更为稳定；
（2）本发明在步骤一中，通过利用夹瓶组件将所有的容器同步进行夹紧固定，使得在摇晃步骤中，容器不会出现过大的晃动，使得容器内的菌群在摇晃过程中充分与试剂进行均匀混合，使得菌群中的细胞得到破壁处理，使得DNA质粒快速的脱离；
（3）本发明通过设置自动化的加液模块，利用加液模块对容器进行自动的试剂加注，使得试剂A、试剂B及试剂C逐一的加入到容器内，自动化程度高，使得试剂的加注精度得到保证，更加有效的对菌群的细胞进行破壁处理；
（4）本发明通过将连通加液头与试剂容器的管道进行升降设置，使得管道全部同步抬升，使得试剂容器可以轻松、快速的抽出，更换新的试剂容器，且更换了新的试剂容器后，管道仍能自动插入到试剂容器内，整个过程，操作人员无需接触管道，能很好的保证管道的洁净程度；
（5）本发明通过在注液头的下方设置废液箱，使得注液头在不进行DNA质粒溶液加注时，使得注液头滴落的DNA质量溶液不会污染设备内部，保证制备的DNA质粒上清液的稳定，同时在每次加液时，可以将注液头内的废液排出，保证每次加液的精度。
综上所述，本发明具有自动化程度高、上清液制备过程简洁、污染低、配合精度高等优点，尤其适用于DNA质粒上清液制备技术领域。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图；
图2为本发明质粒上清液制备仪立体结构示意图；
图3为本发明质粒上清液制备仪内部正视结构示意图；
图4为本发明质粒上清液制备仪内部立体结构示意图；
图5为本发明容器立体结构示意图；
图6为本发明加液模块立体结构示意图；
图7为本发明提移动切换模组立体结构示意图；
图8为本发明提升模组立体结构示意图；
图9为本发明立体夹瓶组件结构示意图；
图10为本发明推送模组立体结构示意图；
图11为本发明旋盖模块立体结构示意图；
图12为本发明摆动模块侧视结构示意图；
图13为本发明三轴机械手立体结构示意图一；
图14为本发明三轴机械手立体结构示意图二；
图15为图14中A处结构放大示意图。
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做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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“ 顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、 “第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例一：
如图1所示，一种质粒上清液制备方法，包括以下步骤：
步骤一、上料，将装载有菌群的若干容器10上装至旋转架11上；
步骤二、旋盖，通过所述容器10上方设置的旋盖模块2下降，将所述容器10顶部的瓶盖101夹紧后旋转脱离，露出所述容器10顶部的瓶口；
步骤三、加液，通过加液模块3逐一向所述容器10内注入试剂A、试剂B及试剂C，完成加液后由所述旋盖模块2将瓶盖101旋回，其中，试剂A、试剂B及试剂C依次分别为葡萄糖，氢氧化钠，醋酸钾，三组试剂混合对菌群是细胞进行破壁处理；
步骤四、摇晃，通过摆动模块4带动所述旋转架11绕轴线左右旋转摆动，使得所述容器10呈钟摆式往复摆动摇晃；
步骤五、过滤，完成摇晃后的所述容器10通过所述旋盖模块2前侧设置的三轴机械手5抓取后，将所述容器10移动至所述三轴机械手5下方的过滤容器20的上方进行倾倒，使得所述容器10内的溶液流动至所述过滤容器20内进行过滤，得到较为纯净的质粒上清液。
优选的，所述步骤四中，所述容器10在通过所述摆动模块4进行摆动摇晃时，所述容器10内加入研磨珠参与摆动摇晃，对菌群进行破壁处理。
进一步的，所述步骤贰中，所述容器10上装至所述旋转架11上后，该容器10的瓶身由所述旋转架11上的夹瓶组件12同步夹紧。
并且，所述步骤四中，所述摆动模块4带动所述旋转架11绕轴线左右旋转摆动前，所述夹瓶组件12释放所述容器10复位。
更进一步的，所述步骤二中，所述夹瓶组件12包括固定夹121、活动夹122及推送模组123；
所述固定夹121及所述活动夹122均与所述容器10一一对应设置，且所述固定夹121相对于所述活动夹122固定设置；
所述活动夹122均由所述推送模组123带动向对应的所述固定夹121移动，对所述容器10的瓶身进行同步夹紧。
此外，在所述步骤二中，所述旋转架11上的所述容器10上的瓶盖101均由所述旋盖模块2同步旋下。
并且，在所述步骤三中，所述加液模块3在向所述容器10注入试剂A、试剂B及试剂C之前，需要将所述加液模块3的加液头31内残留的试剂进行排空。
其中，所述加液头31位于初始位置处时，其下方设置有接收残留试剂的废液箱32。
具体的，所述步骤三中，所述加液模块3还包括试剂容器30、导管35及提升模组33；
所述试剂容器30并排放置有三组，分别存储试剂A、试剂B与试剂C；
所述导管35分别连通对应的所述试剂容器30与所述加液头31，该导管35上设置有输送泵34；
所述提升模组33带动所述导管35连通所述试剂容器30的端部抬升，脱离所述试剂容器30。
为了使得容器摇晃更加的稳定，所述步骤四中，所述摆动模块4包括旋转电机41及摆臂连杆组42，所述旋转电机41通过所述摆臂连杆组42带动所述旋转架11旋转摆动，使得旋转架11呈左、右45°的钟摆摆动，使得容器10内的菌群与试剂充分的混合均匀，达到破壁的效果，并且在摇晃过程中，容器内加入了研磨珠，研磨珠配合容器的摇晃，可以使得菌群的细胞壁被破坏的更加彻底与快速。
完成质粒上清液制备后，需要将杂质过滤去除，因此，在所述步骤五中，利用三轴机械手5对容器进行抓取倾倒，使得容器内上清液倒入到过滤容器20内进行过滤，其中，所述三轴机械手5包括三轴组51及机械手52，所述机械手52通过所述三轴组51在X、Y、Z轴向上进行移动，该机械手52夹紧所述容器10的瓶口，使所述容器10倾斜设置。
实施例二：
图2为本发明一种质粒上清液制备仪的结构示意图；如图2至15图所示，一种质粒上清液制备仪，包括：
容器10及过滤容器20；
若干的所述容器10呈直线水平排列设置，其内盛装有菌群，且其由摆动设置的旋转架11装载，所述容器10的正上方安装有升降设置的旋盖模块2，该旋盖模块2用于旋除所述容器10顶部的瓶盖101；
所述容器10均通过加液模块3的加液头31逐一、有序的注入试剂A、试剂B与试剂C，所述加液头31移动安装于所述容器10的上方；
所述容器10均通过安装于旋转架11一侧的摆动模块4驱动，通过旋转架11旋转摆动，使得所述容器10呈钟摆式往复摆动摇晃；
若干的所述过滤容器20呈直线水平排列于所述容器10的前侧，该过滤容器20上方设置有三轴机械手5，所述三轴机械手5同步抓取所述容器10移动至所述过滤容器20的上方进行倾倒，使得所述容器10内的溶液流动至所述过滤容器20内进行过滤。
其中，所述容器10上装至所述旋转架11上后，该容器10的瓶身由所述旋转架11上的夹瓶组件12同步夹紧。
具体的，所述夹瓶组件12包括固定夹121、活动夹122及推送模组123；
所述固定夹121及所述活动夹122均与所述容器10一一对应设置，且所述固定夹121相对于所述活动夹122固定设置；
所述活动夹122均由所述推送模组123带动向对应的所述固定夹121移动，对所述容器10的瓶身进行同步夹紧。
进一步的，活动夹122由导杆1221进行串联，且固定夹121与活动夹122之间设置弹簧1222，之后由推送模组123推送导杆，使得活动夹122朝向对应的固定夹121进行移动，配合固定夹121对容器10进行夹紧固定，其中，推送模组123由步进电机1231、丝杆螺母组1232组成，在步进电机1231带动丝杆螺母组1232进行工作时，丝杆会向前顶住导杆1221进行移动，进而使得活动夹122进行移动，而在步进电机1231带动丝杆螺母组1232复位后，则弹簧1222带动活动夹复位。
作为一种优选的实施方式，所述旋盖模块2包括若干转动设置的旋盖头模组21及驱动该旋盖头模组21同步、同向旋转的驱动模组22；
所述旋盖头模组21与所述容器10一一对应设置，该旋盖头模组21通过其上设置的收缩的夹盖空间211对容纳的所述瓶盖101进行装夹固定后，由所述驱动模组22驱动进行旋转开盖、闭盖工作。
在此需要说明的是，旋盖模块2的结构与背景技术中记载的对比文件中的旋盖装置的结构近似，因此不再详细赘述。
进一步的，用于添加试剂的所述加液模块3包括带动所述加液头31在所述容器10间进行移动切换的移动切换模组36，该移动切换模组36的移动方向与所述容器10的排列方向一致，移动切换模组36优选为直线电机组，通过移动切换模组36带动加液头31在直线排列设置的若干的容器10之间有序的进行切换，将试剂A、试剂B及试剂C滴入到容器10内，使得容器10内细胞进行破壁处理。
并且，所述加液头31位于初始工位时，该加液头31的正下方设置有用于接取其排出废液的废液箱32。
具体的，所述所述加液模块3包括三组的所述加液头31及与该加液头31一一对应连通设置的试剂容器30，所述加液头31与所述试剂容器30通过导管35连通设置，该导管35上安装有输送泵34。
更为优选的，所述导管35与所述试剂容器30连通的端部安装有提升模组33，该提升模组33将所述导管35连通所述试剂容器30的端部从所述试剂容器30内抽出，所述提升模组33包括升降板331及直线电机组332，所述导管35均安装于水平设置的所述升降板331上，所述直线电机组332通过丝杆与丝杆螺母配合的方式带动所述升降板331升降移动。
作为一种优选的实施方式，所述摆动模块4包括旋转电机41及摆臂连杆组42，所述旋转电机41通过所述摆臂连杆组42带动所述旋转架11旋转摆动。
进一步的，所述三轴机械手5包括三轴组51及机械手52，所述机械手52通过所述三轴组51在X、Y、Z轴向上进行移动，该机械手52夹紧所述容器10的瓶口旋转，使所述容器10倾斜设置。
需要说明的是，本申请中的三轴组51即为三组分别沿X、Y、Z轴向设置的直线电机组组成，使得机械手52可以在X、Y、Z轴向上进行移动，而机械手52则有气动手指521与气动旋转气缸522组成，其中气动手指521收设置有与容器10 的瓶口适配的手指。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种质粒上清液制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、上料，将装载有菌群的若干容器（10）上装至旋转架（11）上；
步骤二、旋盖，通过所述容器（10）上方设置的旋盖模块（2）下降，将所述容器（10）顶部的瓶盖（101）夹紧后旋转脱离，露出所述容器（10）顶部的瓶口；
步骤三、加液，通过加液模块（3）逐一向所述容器（10）内注入试剂A、试剂B及试剂C，完成加液后由所述旋盖模块（2）将瓶盖（101）旋回；
步骤四、摇晃，通过摆动模块（4）带动所述旋转架（11）绕轴线左右旋转摆动，使得所述容器（10）呈钟摆式往复摆动摇晃，且此时所述容器（10）内已预先加入研磨珠参与摆动摇晃，对菌群进行破壁处理；
步骤五、过滤，完成摇晃后的所述容器（10）通过所述旋盖模块（2）前侧设置的三轴机械手（5）抓取后，将所述容器（10）移动至所述三轴机械手（5）下方的过滤容器（20）的上方进行倾倒，使得所述容器（10）内的溶液流动至所述过滤容器（20）内进行过滤。
2.根据权利要求1所述的一种质粒上清液制备方法，其特征在于：
所述步骤二中，所述容器（10）上装至所述旋转架（11）上后，该容器（10）的瓶身由所述旋转架（11）上的夹瓶组件（12）同步夹紧。
3.根据权利要求2所述的一种质粒上清液制备方法，其特征在于：
所述步骤二中，所述夹瓶组件（12）包括固定夹（121）、活动夹（122）及推送模组（123）；
所述固定夹（121）及所述活动夹（122）均与所述容器（10）一一对应设置，且所述固定夹（121）相对于所述活动夹（122）固定设置；
所述活动夹（122）均由所述推送模组（123）带动向对应的所述固定夹（121）移动，对所述容器（10）的瓶身进行同步夹紧。
4.根据权利要求1所述的一种质粒上清液制备方法，其特征在于：
所述步骤二中，所述旋转架（11）上的所述容器（10）上的瓶盖（101）均由所述旋盖模块（2）同步旋下。
5.根据权利要求1所述的一种质粒上清液制备方法，其特征在于：
所述步骤三中，所述加液模块（3）在向所述容器（10）注入试剂A、试剂B及试剂C之前，需要将所述加液模块（3）的加液头（31）内残留的试剂进行排空。
6.根据权利要求5所述的一种质粒上清液制备方法，其特征在于：
所述加液头（31）位于初始位置处时，其下方设置有接收残留试剂的废液箱（32）。
7.根据权利要求5所述的一种质粒上清液制备方法，其特征在于：
所述步骤三中，所述加液模块（3）还包括试剂容器（30）、导管（35）及提升模组（33）；
所述试剂容器（30）并排放置有三组，分别存储试剂A、试剂B与试剂C；
所述导管（35）分别连通对应的所述试剂容器（30）与所述加液头（31），该导管（35）上设置有输送泵（34）；
所述提升模组（33）带动所述导管（35）连通所述试剂容器（30）的端部抬升，脱离所述试剂容器（30）。
8.根据权利要求2所述的一种质粒上清液制备方法，其特征在于：
所述步骤四中，所述摆动模块（4）带动所述旋转架（11）绕轴线左右旋转摆动前，所述夹瓶组件（12）释放所述容器（10）复位。
9.根据权利要求1所述的一种质粒上清液制备方法，其特征在于：
所述步骤四中，所述摆动模块（4）包括旋转电机（41）及摆臂连杆组（42），所述旋转电机（41）通过所述摆臂连杆组（42）带动所述旋转架（11）旋转摆动。
10.根据权利要求1所述的一种质粒上清液制备方法，其特征在于：
所述步骤五中，所述三轴机械手（5）包括三轴组（51）及机械手（52），所述机械手（52）通过所述三轴组（51）在X、Y、Z轴向上进行移动，该机械手（52）夹紧所述容器（10）的瓶口，使所述容器（10）倾斜设置。
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