CN115627211A - 一种新型便携自动化核酸提取仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型便携自动化核酸提取仪，包含核酸提取仪器主机箱体和正面箱门，在箱体内部为仪器自动操作空间，设置有清洗构件；外部结构为一个大的方形架框，底部配上袖珍移动滑轮。该便携自动化核酸提取仪利用固定在箱体内顶部基座上的可滑动模块来控制试剂提取探头的位置，横向滑动至对应的试剂管板槽的孔位上方，通过电动伸缩杆延长探头至试管内部进行提取试剂或样品等一系列操作。在提取步骤完成后，通过可伸缩电动杆带动旋转机簧构件中的齿轮在齿条上啮合移动，随着移动带着中心轴杆一起旋转，使试管放置槽区域倒置，然后底部的清水喷头会将泵体从水箱中压出的水液喷出，用以清洗实验后续残留，已达到便捷实用的目的。

Description

一种新型便携自动化核酸提取仪

技术领域

本发明涉及核酸提取，属核酸检测类生物化学技术领域应用，具体为一种自动化核酸提取仪的设计。

背景技术

核酸提取仪，是一种可以自动化流程式提取核酸的精密现代化仪器，它往往具备了优化简化操作过程，自动化流程节省时间和人力成本的实用省时的优点，在生物领域中的研究及检测工作中广泛的被应用着。市面上已有的提取仪往往聚焦于提升机械化操作精确度，确认结果有效性方面的设计优化及改良。在设置好操作流程及相关时间与系数条件后，由自动化提取探头伸入试管中进行吐吸操作，从而按部就班的完成核酸提取流程。但是鉴于在实验完成后的残留以及该类仪器密闭式机箱的特点，后续清洁工作一直以来都是这类仪器让人麻烦的一个重大障碍，操作人员往往很难每次都在使用后及时的对内部进行全方位的清洁，而且不当的清洁还可能会对仪器内部的精密度及使用寿命有意想不到的损伤。本发明基于这个比较少被关注但是实际影响较大的问题提供了一种设计上的改良及优化思路，旨在帮助操作人员事后对内部尤其是试剂管的清洗提供便捷。

发明内容

本发明目的在于提供一种新型便携自动化核酸提取仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明目的通过以下方案实现：一种便携自动化核酸提取仪，包含核酸提取仪器主机箱体，可触摸操作显示屏和正面可打开箱门；其中：所述核酸提取仪器机箱的内部分别设置有试剂提取操作构件和实验残留清洗构件，核酸提取机箱底部设有外部架框，在该架框的底部设置有移动滑轮。

进一步的，所述的试剂提取构件包括：

滑动连接在核酸提取主机箱（1）内部的可推拉支架，可推拉支架的表面转动连接有中心轴杆，可推拉支架与中心轴杆之间设有旋转机簧，由中心轴杆固设试管放置槽，所述的试管放置槽的表面有试管放置孔；

一基座固设在主机箱的内顶壁顶部，基座的底端横向开有限位滑槽，限位滑槽的内部转动连接有螺纹杆，螺纹杆的表面螺纹连接有可移动固位模块，可移动固位模块在限位滑槽内沿螺纹杆横向滑动；所述的可移动固位模块的底端固设有电动伸缩杆α，该电动伸缩杆α的伸缩端固设有核酸提取探头，核酸提取探头与试管放置孔的位置相对应。

核酸提取机箱的顶端设置有操作触摸显示屏。

优选的，所述的清洗构件包括：

固设在核酸提取机箱一侧的储水槽，该储水槽的底端固设有泵体，泵体的进水端与储水槽相连通，泵体的出水端经输水管连接喷头，所述喷头的出水端与试管放置槽倒置后试管放置孔的位置相对应。

优选的，所述顶部安装基座的右侧设有伺服电机，伺服电机的输出轴与螺纹杆的一端固定连接。

优选的，所述的旋转机簧的底端嵌设有可伸缩电动杆β，可伸缩电动杆β的伸缩端延伸至旋转机簧的内部连接齿条；中心轴杆的一端延伸至旋转机簧的内部并固定安装有齿轮，齿条与齿轮啮合。

优选的，述核酸提取机箱的底端嵌设有排液管，其架框的内部设置有废液排污槽，排液管的出液端与废液排污槽的位置相对应。

优选的，所述试管放置槽的底端设置有负压定位组件，所述的负压定位组件包括固设在试管放置槽底端的安装罩，试管放置孔的底端与安装罩的内部相连通，安装罩的底端装有负压管，与固定在核酸提取机箱侧壁的负压泵连接，负压泵的进气端与负压管的出气端相连通。

本发明便携自动化核酸提取仪的操作方法：打开箱门，将待提取试剂管插入试管放置孔中，然后将可推拉支架正位，利用伺服电机带动螺纹杆转动，进而带动可移动固位模块在安装座的底端限槽里横向滑动，通过电动伸缩杆带动核酸提取探头伸长至检测试管中，完成核酸提取操作流程；在检测结束后，驱动电动伸缩杆带动齿条移动，利用齿条与齿轮啮合，带动中心轴杆旋转，使试管放置板槽随之被慢慢翻转倒置，检测试管于放置孔内固定并倒置，通过清洗构件，泵体将储水箱内部的清洗液泵出，清洗液从喷头处喷向检测试管内部，完成试管清洗的目的，节省了实验操作人员打开仪器清洁内部的繁琐过程，省时省力并避免过程中可能对仪器内部元件的潜在损伤。

本发明便携自动化核酸提取仪，通过设置排液管和废液排污槽，能够达到对废弃污液进行收集的目的，通过设置负压定位组件，利用负压泵抽取负压，负压通过安装罩传递至试管放置孔内部，能够达到对检测试管进行负压吸引定位的目的，在试管放置板槽倒置时，能够提升检测试管的稳定性。

附图说明

图1为本新型便携自动化核酸提取仪主视图的正面剖结构示意图；

图2为本新型便携自动化核酸提取仪去除机箱门主视结构示意图；

图3为本新型便携自动化核酸提取仪中旋转机簧的正面剖结构示意图；

图4为便携自动化核酸提取仪所得产物的ds-DNA浓度（ng/mL）,

图5为手动使用核酸提取试剂盒提取出来的产物的ds-DNA浓度（ng/mL）；

图1至3中标号说明：

1——机箱；2——架框2；3——滑轮；

4——可推拉支架；5——中心轴杆；

6——试管放置槽；7——试管放置孔；

8——安装座；9——螺纹杆；

10——可移动固位模块；11——电动伸缩杆α；12核酸提取探头；

13——触摸显示屏；14——储水箱；15——泵体；16——喷头；

17——伺服电机；18——机关盒18；19——电动伸缩杆β；

20——齿条；21——齿轮；

22——排污槽；23——安装罩；24——负压管；25——负压泵25。

具体实施方式

本发明提供了一种便携自动化核酸提取仪的设计思路：包括核酸提取机箱1以及铰接在核酸提取机箱1正面的箱门，核酸提取机箱1的内部分别设置有提取操作构件和清洗构件，核酸提取机箱1的底端固设有架框2，架框2的底端设置有移动滑轮3。

通过设置移动轮3，能够十分方便的对整体核酸提取仪进行移动，便于携带。

提取操作构件包括滑动连接在核酸提取机箱1内部的可推拉支架4，可推拉支架4的表面转动连接有中心轴杆5，可推拉支架4与中心轴杆5之间设置有旋转机簧，中心轴杆5的表面设置有试管放置槽6，试管放置槽6的表面开设有试管放置孔7。

试管放置槽6的底端设置有负压定位组件，负压定位组件包括固设在试管放置槽6底端的安装罩23，试管放置孔7的底端与安装罩23的内部相连通，安装罩23的底端嵌装有负压管24，核酸提取机箱1的右侧壁固设有负压泵25，负压泵25的进气口与负压管24的出气口相连通。

通过设置负压定位组件，利用负压泵25抽取负压，负压通过安装罩23传递至试管放置孔7内部，能够达到对检测试管进行负压吸引定位的目的，在试管放置槽6倒置时，能够提升检测试管的稳定性。

核酸提取机箱1的内顶壁固设有安装座8，安装座8的底端横向设有限位滑槽，限位滑槽的内部转动连接有螺纹杆9，安装座8的右侧固设有伺服电机17，伺服电机17的输出轴与螺纹杆9的右端固定连接。

螺纹杆9的表面螺纹连接有可移动固位模块10，可移动固位模块10与限位滑槽相适配，可移动固位模块10的底端固设有电动伸缩杆α11，电动伸缩杆α11的伸缩端固设有核酸提取探头12，核酸提取探头12与试管放置孔7的位置相对应，核酸提取机箱1的顶端设置有触摸显示屏13。

打开箱门，将检测试管插入试管放置孔7中，然后将可推拉支架4正位，利用伺服电机17带动螺纹杆9转动，进而带动可移动固位模块10在安装座8的底端横向移动，通过电动伸缩杆α11带动核酸提取探头12伸长至检测试管中，完成核酸提取作业，核酸提取的信息显示在触摸显示屏13。

旋转机簧包括固设在可推拉支架4右侧壁的机关盒18，机关盒18的底端嵌设有电动伸缩杆β19，电动伸缩杆β19的伸缩端延伸至机关盒18的内部并固设有齿条20，中心轴杆5的右端延伸至机关盒18的内部并固定安装有齿轮21，齿条20与齿轮21啮合。

清洗构件包括固设在核酸提取机箱1左侧的储水箱14，储水箱14的底端固设有泵体15，泵体15的进水端与储水箱14相连通，泵体15的出水端设置有输水管，输水管的出水端设置有喷头16，喷头16的出水端与试管放置槽6倒置后试管放置孔7的位置相对应。

在检测结束后，驱动电动伸缩杆β19带动齿条20移动，利用齿条20与齿轮21啮合，带动中心轴杆5翻转，试管放置槽6倒置，检测试管倒置，通过设置清洗构件，泵体15将储水箱14内部的清洗液泵出，清洗液从喷头16喷向检测试管内部，完成试管清洗的目的，方便使用。

核酸提取机箱1的底端嵌设有排液管，架框2的内部设置有废液排污槽22，排液管的出液端与废液排污槽22的位置相对应，清洗后的污液经排液管进入废液排污槽22内部，完成污液自动收集的目的。

工作原理：当该便携式自动核酸提取仪使用时，打开箱门，将检测试管插入试管放置孔7中，然后将可推拉支架4复位，利用伺服电机17带动螺纹杆9转动，进而带动可移动固位模块10在安装座8的底端横向移动，通过电动伸缩杆11带动核酸提取探头12伸长至检测试管中，进行核酸提取作业，提取的数据显示在触摸显示屏13，在检测结束后，驱动电动伸缩杆β19带动齿条20移动，利用齿条20与齿轮21啮合，带动中心轴杆5翻转，试管放置槽6倒置，检测试管倒置，通过清洗构件，泵体15将储水箱14内部的清洗液泵出，清洗液从喷头16喷向检测试管内部，完成试管清洗的目的，方便使用，而污液通过排液管进入废液排污槽22中，达到对污液进行收集的目的。

为了便于更深一步阐述本发明并助于理解，下面将结合实施例对本发明的实施方案进行更详细的描述。下列实施例仅用于说明本发明，而发明所描述涉及的范围并不应局限于所述的实施例。

该实施例为使用本发明提供的新型便携自动化核酸提取仪参照对比手动磁珠法提取大肠杆菌菌群样本的核酸实验获得，使用的试剂均为MagPure Circulating DNA MaxiKit，提取流程参照产品操作流程指南说明。

该实施例核酸提取结果采用Qubit4.0测量提取成品浓度，根据操作指南将成品稀释50倍后，再以10:190的比例进行20倍稀释，最后得出结果如下图所示结果如下图所示:

图4为便携自动化核酸提取仪所得产物的ds-DNA浓度（ng/mL）,图5为手动使用核酸提取试剂盒提取出来的产物的ds-DNA浓度（ng/mL）。从结果可知，该新型便携自动化核酸提取仪在提取操作流程上拥有与人工较为接近的精度，且具备对试验残留的废液排污收集，及内部清洁功能，大大减少了操作人员的繁琐，为日益需求庞大的核酸工作带来了省时省力的改良和提升。

Claims (7)

1.一种便携自动化核酸提取仪，包含核酸提取仪器主机箱体（1），可触摸操作显示屏（13）和正面可打开箱门；其特征在于：所述核酸提取仪器机箱（1）的内部分别设置有试剂提取操作构件和实验残留清洗构件，核酸提取机箱（1）底部设有外部架框（2），在该架框（2）的底部设置有移动滑轮（3）。

2.根据权利要求1所述的便携自动化核酸提取仪，其特征在于所述的试剂提取构件包括：

滑动连接在核酸提取主机箱（1）内部的可推拉支架（4），可推拉支架（4）的表面转动连接有中心轴杆（5），可推拉支架（4）与中心轴杆（5）之间设有旋转机簧（18），由中心轴杆（5）固设试管放置槽（6），所述的试管放置槽（6）的表面有试管放置孔（7）；

一基座（8）固设在主机箱（1）的内顶壁顶部，基座（8）的底端横向开有限位滑槽，限位滑槽的内部转动连接有螺纹杆（9），螺纹杆（9）的表面螺纹连接有可移动固位模块（10），可移动固位模块（10）在限位滑槽内沿螺纹杆（9）横向滑动；所述的可移动固位模块（10）的底端固设有电动伸缩杆α（11），该电动伸缩杆α（11）的伸缩端固设有核酸提取探头（12），核酸提取探头（12）与试管放置孔（7）的位置相对应。

3.根据权利要求1或2所述的便携自动化核酸提取仪，其特征在于：所述的清洗构件包括：

固设在核酸提取机箱（1）一侧的储水槽（14），该储水槽（14）的底端固设有泵体（15），泵体（15）的进水端与储水槽（14）相连通，泵体（15）的出水端经输水管连接喷头（16），所述喷头（16）的出水端与试管放置槽（6）倒置后试管放置孔（7）的位置相对应。

4.根据权利要求1所述的便携自动化核酸提取仪，其特征在于，所述核酸提取主机箱（1）顶部安装基座的一侧设有伺服电机（17），伺服电机（17）的输出轴与螺纹杆（9）的一端固定连接。

5.根据权利要求2所述的便携自动化核酸提取仪，其特征在于：所述的旋转机簧（18）的底端嵌设有可伸缩电动杆β（19），可伸缩电动杆β（19）的伸缩端延伸至旋转机簧（18）的内部连接齿条（20）；中心轴杆（5）的一端延伸至旋转机簧（18）的内部并固定安装有齿轮（21），齿条（20）与齿轮（21）啮合。

6.根据权利要求3所述的便携自动化核酸提取仪，其特征在于：所述核酸提取机箱（1）的底端嵌设有排液管，其架框（2）的内部设置有废液排污槽（22），排液管的出液端与废液排污槽（22）的位置相对应。

7.根据权利要求2所述的便携自动化核酸提取仪，其特征在于：所述试管放置槽（6）的底端设置有负压定位组件，所述的负压定位组件包括固设在试管放置槽（6）底端的安装罩（23），试管放置孔（7）的底端与安装罩（23）的内部相连通，安装罩（23）的底端装有负压管（24），与固定在核酸提取机箱（1）侧壁的负压泵（25）连接，负压泵（25）的进气端与负压管（24）的出气端相连通。

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