CN116694453A - 原位自动化微流控eDNA富集提取装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及核酸提取技术领域，具体为原位自动化微流控eDNA富集提取装置及其使用方法，裂解组件包括固定于基体底部的裂解槽体以及固定于裂解槽体槽口中部的固定板，裂解槽体内腔设有微加热器、温度传感器a、液位传感器以及超声波振子，核酸提取组件包括沿竖向固定于基体的基块、沿竖向插装在基块腔体内的提取瓶、与提取瓶底端相对的伸缩杆及固定于伸缩杆伸缩端的钕磁体，基块内靠近提取瓶处设有温控设备，提取瓶端口套有带通孔的瓶盖，富集组件包括设于裂解槽体中部的枷锁结构及其中部的过滤膜其两端的进水端口和出水端口，蠕动泵、多个电磁阀和柱塞泵一和柱塞泵二通过管路形成液体和磁粉的输送系统；解决了eDNA核酸提取操作复杂、效率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及核酸提取技术领域，具体为原位自动化微流控eDNA富集提取装置及其使用方法。
背景技术
eDNA指从环境样品中提取到的一切不对生物进行分离的DNA的总和，其来源广泛，如环境中生物的体液、粪便、脱落的组织等，总之生物的一切生命活动都会释放出部分的DNA。eDNA技术主要步骤分为样品采集、eDNA提取及eDNA处理分析，其中eDNA处理分析主要包括引物设计、PCR(聚合酶链式反应)扩增、测序等。通过对eDNA的鉴别来对环境中生物的种类、群落结构及生活习性等进行定性或定量分析的技术。它是一种具有经济高效、灵敏度高、对生态系统干扰低等优势的监测分析新技术。
河流生态健康保护的关键在于快速有效的获取河流生态系统中的生物信息。然而基于形态学的传统调查手段费时费力、分辨度低，且无法在流域尺度开展大规模、高频率的生态监测。此外对eDNA样本核酸提取常为实验室提取，对样本处理需大量人工前处理操作。
发明内容
本发明的目的在于提供原位自动化微流控eDNA富集提取装置及其使用方法，用于解决现有技术中eDNA核酸提取操作复杂、效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：原位自动化微流控eDNA富集提取装置，所述基体设有外壳包被，所述裂解组件包括固定于所述基体中央底部的裂解槽体以及固定于所述裂解槽体槽口中部的固定板，所述裂解槽体内腔设有微加热器、温度传感器a、液位传感器以及超声波振子，所述蠕动泵固定于所述基体中部的一侧，所述核酸提取组件包括沿竖向固定于所述基体中央顶部的基块、沿竖向插装在所述基块腔体内的提取瓶、沿水平方向固定于所述基块外壁且伸缩端与所述提取瓶底端侧壁相对的伸缩杆以及固定于所述伸缩杆伸缩端的钕磁体，所述基块内腔靠近所述提取瓶的位置设有温控设备，所述提取瓶的端口套装有设有多个通孔的瓶盖，柱塞泵一和柱塞泵二固定于所述基体顶部两侧，多个电磁阀固定于所述基体中部，所述富集组件包括固定于所述固定板中部下方的枷锁结构、沿竖向固定于所述枷锁结构中部的过滤膜以及设于所述枷锁结构两端的进水端口和出水端口；
所述蠕动泵的两端使用管路分别连接有所述电磁阀，所述蠕动泵一端的所述电磁阀通过管路分别与所述进水端口、所述提取瓶内腔以及所述裂解槽体内腔相连，所述柱塞泵一和柱塞泵二分别通过管路连接有所述电磁阀并分别与所述提取瓶内腔以及所述裂解槽体内腔相连，所述提取瓶通过管路连接有气泵，所述进水端口通过管路连接有所述电磁阀，所述柱塞泵一和出水端口分别通过管路连接有结合液。
优选的，所述蠕动泵与所述进水端口之间的管路为四氟管，且四氟管上安装有压力流量计。
优选的，所述固定板底面两侧分别可拆卸安装有夹板，所述富集组件固定夹于两个所述夹板之间。
优选的，所述基块设有贯穿其顶底面的置入腔，所述基块位于所述置入腔一侧的位置平行设置有加热腔和传感器腔，所述提取瓶插装于所述置入腔内，所述加热腔内插装有加热棒，所述传感器腔内插装有温度传感器b。
优选的，所述基块的两侧壁分别固定有连接板，所述连接板分别与所述基体的正面固定连接，所述基块一侧壁的靠近底端位置垂直固定有基座，所述伸缩杆固定于所述基座底面。
优选的，所述瓶盖上设置的通孔分别为进样孔、鼓气孔、磁粉入口和出液孔，气泵输出端连接的管路通过所述鼓气孔插入所述提取瓶内腔的底部，所述蠕动泵一端连接的所述电磁阀所连接的管路通过所述出液孔插入所述提取瓶内腔的底部，所述柱塞泵一和柱塞泵二对应连接的管路分别通过所述进样孔和磁粉入口插入所述提取瓶内腔顶部。
原位自动化微流控eDNA富集提取装置的使用方法，包括以下步骤：
S1、所述过滤膜的冲洗；
其中，对所述过滤膜进行正向冲洗时，由所述蠕动泵抽取蒸馏水并通过所述进水端口排至富集腔体中，以对所述过滤膜进行冲洗，冲洗后的蒸馏水经所述出水端口排出；
对所述过滤膜进行逆向冲洗时，由所述蠕动泵对所述进水端口进行抽吸，使得蒸馏水由所述出水端口进入所述枷锁结构内部形成的富集腔体中，以对所述过滤膜进行正向冲洗，冲洗后的蒸馏水由进水端口经所述蠕动泵排出；
S2、所述柱塞泵一和柱塞泵二的冲洗；
分别对所述柱塞泵一和柱塞泵二设定通道吸取蒸馏水并设定通道进行排出，重复进行五遍冲洗的操作；
S3、水样的富集；
首先，将所述蠕动泵一端连接的所述电磁阀通过管路与采样管相连；
其次，将采样管置于水面以下设定深度位置，启动所述蠕动泵，以采集水样，并将水样经所述进水端口进入富集腔体，期间压力流量计对水样进行计量，当流过水样达到设定的水量阈值时停止所述蠕动泵；
S4、裂解eDNA物质；
首先，所述柱塞泵一和柱塞泵二分别设定通道抽吸裂解液A和裂解液B,并分别排至裂解液混合器中；
其次，所述柱塞泵一设定通道抽吸裂解混合液并从富集腔体内，关闭所述进水端口和出水端口两端的阀门，使得裂解混合液封闭在富集腔体内；
再次，所述液位传感器检测所述裂解槽体内的水位，当水位复合设定阈值时，所述微加热器开启加热，所述温度传感器a检测水温，当水温达到设定温度时，停止所述微加热器加热，使得水温恒定为设定温度；
最后，启动所述超声波振子，使得eDNA物质完全裂解并释放出基因组核酸；
S5、提取核酸；
S51、所述柱塞泵一设定通道将核酸经所述进样孔转移至所述提取瓶内，所述柱塞泵一设定通道将结合液经所述进样孔转移至所述提取瓶内；
S52、所述柱塞泵二设定通道将磁粉通过所述磁粉入口进入所述提取瓶内，并启动气泵使得气体经所述鼓气孔进入所述提取瓶内，以使得提取瓶内的混合物混合均匀；
S53、所述伸缩杆伸长，使得所述钕磁体靠近所述提取瓶的底部，以进行吸磁，启动所述蠕动泵由所述出液孔将所述提取瓶内溶液排干；
S54、所述柱塞泵一和柱塞泵二的冲洗；
分别对所述柱塞泵一和柱塞泵二设定通道吸取蒸馏水并设定通道进行排出，重复进行五遍冲洗的操作；
S55、洗脱液a洗脱磁粉与外排；
所述柱塞泵一设定通道吸洗脱液a经所述进样孔进入所述提取瓶内，回收所述伸缩杆，使所述钕磁体远离提取瓶底部，进行放磁，启动气泵使得气体经所述鼓气孔进入所述提取瓶内，以使得提取瓶内的洗脱液混合均匀，随后伸长所述伸缩杆，使所述钕磁体靠近所述提取瓶底部，进行控磁，启动所述蠕动泵将所述提取瓶内残液由所述出液孔排干；
S56、洗脱液b洗脱磁粉与外排；
所述柱塞泵一设定通道吸洗脱液b经所述进样孔进入所述提取瓶内，将所述伸缩杆收缩，使所述钕磁体远离所述提取瓶底部，进行放磁，启动气泵使得气体经所述鼓气孔进入所述提取瓶内，以使得提取瓶内的洗脱液混合均匀，随后伸长所述伸缩杆，使所述钕磁体靠近所述提取瓶底部，进行吸磁，启动所述蠕动泵将所述提取瓶内残液由所述出液孔排干；重复该过程两次；
S57、保存液进提取瓶；
首先，所述加热棒进行工作使所述提取瓶开始升温，启动气泵经所述鼓气孔吹气，烘干所述提取瓶内磁粉；
其次，所述柱塞泵一设定通道吸定值量保存液经所述进样孔进入所述提取瓶内；
再次，将所述伸缩杆收缩，使所述钕磁体远离所述提取瓶底部，进行放磁，启动气泵使得气体经所述鼓气孔进入所述提取瓶内，以使得提取瓶内的保存液与磁粉混合均匀；
最后，所述加热棒工作，通过所述温度传感器b控制设定温度，使核酸充分脱落进入到保存液中，随后伸长所述伸缩杆，使所述钕磁体靠近所述提取瓶底部，进行吸磁，保存液待转移；
S6、保存液经所述蠕动泵通过所述出液孔转移到核酸保存室进行标号与设定温度保存，备用于下游检测。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明涉及的原位自动化微流控eDNA富集提取装置能够实现集成野外水样采集、样本运输以及实验室eDNA核酸提取处理的一体化操作，大大提高了样本采集到核酸提取过程的效率，而且有力保证了提取核酸的纯净度。
2.本发明涉及的原位自动化微流控eDNA富集提取装置能够适用于绝大多数水环境，例如海洋、淡水湖泊、溪流等，而且能够支持远程监控，可远程进行程序操控，极大提高了样本采集即核酸提取的便利性。
附图说明
图1为本发明整体的主视结构示意图；
图2为本发明裂解组件的拆解立体结构示意图；
图3为本发明核酸提取组件的拆解立体结构示意图；
图4为本发明富集组件的拆解立体结构示意图；
图5为本发明原理图；
图6为本发明核酸基因组琼脂糖电泳检测图。
图中：1-基体；
2-裂解组件；21-裂解槽体；22-固定板；23-夹板；24-微加热器；25-温度传感器a；26-液位传感器；27-超声波振子；
3-蠕动泵；
4-核酸提取组件；41-基块；411-置入腔；412-加热腔；413-传感器腔；42-提取瓶；43-瓶盖；431-进样孔；432-鼓气孔；433-磁粉入口；434-出液孔；44-加热棒；45-温度传感器b；46-连接板；47-基座；48-伸缩杆；49-钕磁体；
5-柱塞泵一；
6-柱塞泵二；
7-电磁阀；
8-富集组件；81-枷锁结构；82-过滤膜；83-进水端口；84-出水端口。
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。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案，原位自动化微流控eDNA富集提取装置，基体1设有外壳包被，裂解组件2包括固定于基体1中央底部的裂解槽体21以及固定于裂解槽体21槽口中部的固定板22，裂解槽体21内腔设有微加热器24、温度传感器a25、液位传感器26以及超声波振子27，蠕动泵3固定于基体1中部的一侧，核酸提取组件4包括沿竖向固定于基体1中央顶部的基块41、沿竖向插装在基块41腔体内的提取瓶42、沿水平方向固定于基块41外壁且伸缩端与提取瓶42底端侧壁相对的伸缩杆48以及固定于伸缩杆48伸缩端的钕磁体49，基块41设有贯穿其顶底面的置入腔411，基块41位于置入腔411一侧的位置平行设置有加热腔412和传感器腔413，提取瓶42插装于置入腔411内，加热腔412内插装有加热棒44，传感器腔413内插装有温度传感器b45；基块41的两侧壁分别固定有连接板46，连接板46分别与基体1的正面固定连接，基块41一侧壁的靠近底端位置垂直固定有基座47，伸缩杆48固定于基座47底面；瓶盖43上设置的通孔分别为进样孔431、鼓气孔432、磁粉入口433和出液孔434，气泵输出端连接的管路通过鼓气孔432插入提取瓶42内腔的底部，蠕动泵3一端连接的电磁阀7所连接的管路通过出液孔434插入提取瓶42内腔的底部，柱塞泵一5和柱塞泵二6对应连接的管路分别通过进样孔431和磁粉入口433插入提取瓶42内腔顶部。
柱塞泵一5和柱塞泵二6固定于基体1顶部两侧，多个电磁阀7固定于基体1中部，富集组件8包括固定于固定板22中部下方的枷锁结构81、沿竖向固定于枷锁结构81中部的过滤膜82以及设于枷锁结构81两端的进水端口83和出水端口84，其中固定板22底面两侧分别可拆卸安装有夹板23，富集组件8固定夹于两个夹板23之间，富集组件8能够便于从裂解槽体21内拆除，枷锁结构81可拆卸为两部分，从而便于将过滤膜82取出，进行更换。
蠕动泵3的两端使用管路分别连接有电磁阀7，蠕动泵3一端的电磁阀7通过管路分别与进水端口83、提取瓶42内腔以及裂解槽体21内腔相连，柱塞泵一5和柱塞泵二6分别通过管路连接有电磁阀7并分别与提取瓶42内腔以及裂解槽体21内腔相连，蠕动泵3与进水端口83之间的管路为四氟管，且四氟管上安装有压力流量计。提取瓶42通过管路连接有气泵，进水端口通过管路连接有电磁阀7，柱塞泵一5和出水端口84分别通过管路连接有结合液。
原位自动化微流控eDNA富集提取装置的使用方法，包括以下步骤：
S1、过滤膜82的冲洗；
其中，对过滤膜82进行正向冲洗时，由蠕动泵3抽取蒸馏水并通过进水端口83排至富集腔体中，以对过滤膜82进行冲洗，冲洗后的蒸馏水经出水端口84排出；
对过滤膜82进行逆向冲洗时，由蠕动泵3对进水端口83进行抽吸，使得蒸馏水由出水端口84进入枷锁结构81内部形成的富集腔体中，以对过滤膜82进行正向冲洗，冲洗后的蒸馏水由进水端口83经蠕动泵3排出；
S2、柱塞泵一5和柱塞泵二6的冲洗；
分别对柱塞泵一5和柱塞泵二6设定通道吸取蒸馏水并设定通道进行排出，重复进行五遍冲洗的操作；
S3、水样的富集；
首先，将蠕动泵3一端连接的电磁阀7通过管路与采样管相连；
其次，将采样管置于水面以下设定深度位置，启动蠕动泵3，以采集水样，并将水样经进水端口83进入富集腔体，期间压力流量计对水样进行计量，当流过水样达到设定的水量阈值时停止蠕动泵3；
压力流量计实时检测蠕动泵3与富集腔体及相关所述四氟管路内压力，同时实时检测流经水量，当采样水体较为清澈，按国标采样1L，当采样水体清澈且水中悬浮物极少时，可采样2L～5L，更多富集到过滤膜82上物质，当水样较为浑浊时，通常采样不足1L过滤膜82便会堵塞，此情况下会将管路压力设定阈值，当管路中压力达到设定阈值时，蠕动泵3会停止采集水样，压力流量计会记录流经水样体积。
S4、裂解eDNA物质；
首先，柱塞泵一5和柱塞泵二6分别设定通道抽吸裂解液A和裂解液B,并分别排至裂解液混合器中；
其次，柱塞泵一5设定通道抽吸裂解混合液并从富集腔体内，关闭进水端口83和出水端口84两端的阀门，使得裂解混合液封闭在富集腔体内；
再次，液位传感器26检测裂解槽体21内的水位，当水位复合设定阈值时，微加热器24开启加热，温度传感器a25检测水温，当水温达到设定温度时，停止微加热器24加热，使得水温恒定为设定温度；
最后，启动超声波振子27，使得eDNA物质完全裂解并释放出基因组核酸；
S5、提取核酸；
S51、柱塞泵一5设定通道将核酸经进样孔431转移至提取瓶42内，柱塞泵一5设定通道将结合液经进样孔431转移至提取瓶42内；
其中，结合液与裂解后的核酸溶液流经相同管路，冲洗残存在管壁上的裂解产物基因组核酸溶液，利于提高核酸提取产量。
S52、柱塞泵二6设定通道将磁粉通过磁粉入口433进入提取瓶42内，并启动气泵使得气体经鼓气孔432进入提取瓶42内，以使得提取瓶42内的混合物混合均匀；
其中，磁粉为生物磁珠，即具有细小粒径的超顺磁微球，利用钕磁体49吸附与释放磁珠间接吸附与释放核酸，在高盐低pH环境下选择性吸附DNA，在低盐高pH时会释放DNA，通过反复快速搅拌、混匀液体，经过核酸吸附、洗涤与洗脱等步骤，便于最终得到纯净的核酸。
S53、伸缩杆48伸长，使得钕磁体49靠近提取瓶42的底部，以进行吸磁，启动蠕动泵3由出液孔434将提取瓶42内溶液排干；
S54、柱塞泵一5和柱塞泵二6的冲洗；
分别对柱塞泵一5和柱塞泵二6设定通道吸取蒸馏水(或专用清洗液)并设定通道进行排出，重复进行五遍冲洗的操作；
S55、洗脱液a洗脱磁粉与外排；
柱塞泵一5设定通道吸洗脱液a经进样孔431进入提取瓶42内，回收伸缩杆48，使钕磁体49远离提取瓶底部，进行放磁，启动气泵使得气体经鼓气孔432进入提取瓶42内，以使得提取瓶42内的洗脱液混合均匀，随后伸长伸缩杆48，使钕磁体49靠近提取瓶42底部，进行控磁，启动蠕动泵3将提取瓶42内残液由出液孔434排干；
S56、洗脱液b洗脱磁粉与外排；
柱塞泵一5设定通道吸洗脱液b经进样孔431进入提取瓶42内，将伸缩杆48收缩，使钕磁体49远离提取瓶42底部，进行放磁，启动气泵使得气体经鼓气孔432进入提取瓶42内，以使得提取瓶42内的洗脱液混合均匀，随后伸长伸缩杆48，使钕磁体49靠近提取瓶42底部，进行吸磁，启动蠕动泵3将提取瓶42内残液由出液孔434排干；重复该过程两次；
S7、保存液进提取瓶；
首先，加热棒44进行工作使提取瓶42开始升温，启动气泵经鼓气孔432吹气，烘干提取瓶42内磁粉；
其次，柱塞泵一5设定通道吸定值量保存液经进样孔431进入提取瓶42内；
再次，将伸缩杆48收缩，使钕磁体49远离提取瓶42底部，进行放磁，启动气泵使得气体经鼓气孔432进入提取瓶42内，以使得提取瓶42内的保存液与磁粉混合均匀；
最后，加热棒44工作，通过温度传感器b45控制设定温度，使核酸充分脱落进入到保存液中，随后伸长伸缩杆48，使钕磁体49靠近提取瓶42底部，进行吸磁，保存液待转移；
S6、保存液经蠕动泵3通过出液孔434转移到核酸保存室进行标号与设定温度保存，备用于下游检测。
原位自动化微流控eDNA富集提取装置的数据采用云平台存储，各监测点对应建立监测断面数字化平台，使用5G多模通信关键智能通信装备与多继通信组网，具有在监测断面无卫星覆盖条件下通信能力；提供监测断面风险分析数据库，支持PB级大数据管理能力，目标定位精度≤1m，目标异常行为告警准确率≥80％。
核酸提取结束时，将核酸全部转移到核酸保存室，核酸保存室为多个储存管，当核酸进入对应编号核酸保存室时，机械臂带动机械爪，将其放入-20℃环境保存，通常核酸在-20℃环境下核酸保存液缓冲液溶液中保存一个月不会降解。
该原位自动化微流控eDNA富集提取装置适用于一切水环境中生物eDNA富集提取，例如河流、海洋中一切水生生物(如鱼类、藻类)eDNA富集提取；城市生活污水一切生物(如新冠病毒)eDNA富集提取；山间河流、湖泊、区域水体一切生物(如爬行动物、两栖类动物)eDNA富集提取。
经原位自动化微流控eDNA富集提取装置提取的核酸纯度与核酸完整度经验证完全可用于下游分子实验所需。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.原位自动化微流控eDNA富集提取装置，其特征在于，包括：
基体(1)，所述基体(1)设有外壳包被；
裂解组件(2)，所述裂解组件(2)包括固定于所述基体(1)中央底部的裂解槽体(21)以及固定于所述裂解槽体(21)槽口中部的固定板(22)，所述裂解槽体(21)内腔设有微加热器(24)、温度传感器a(25)、液位传感器(26)以及超声波振子(27)；
蠕动泵(3)，所述蠕动泵(3)固定于所述基体(1)中部的一侧；
核酸提取组件(4)，所述核酸提取组件(4)包括沿竖向固定于所述基体(1)中央顶部的基块(41)、沿竖向插装在所述基块(41)腔体内的提取瓶(42)、沿水平方向固定于所述基块(41)外壁且伸缩端与所述提取瓶(42)底端侧壁相对的伸缩杆(48)以及固定于所述伸缩杆(48)伸缩端的钕磁体(49)，所述基块(41)内腔靠近所述提取瓶(42)的位置设有温控设备，所述提取瓶(42)的端口套装有设有多个通孔的瓶盖(43)；
固定于所述基体(1)顶部两侧的柱塞泵一(5)和柱塞泵二(6)；
固定于所述基体(1)中部的多个电磁阀(7)；以及
富集组件(8)，所述富集组件(8)包括固定于所述固定板(22)中部下方的枷锁结构(81)、沿竖向固定于所述枷锁结构(81)中部的过滤膜(82)以及设于所述枷锁结构(81)两端的进水端口(83)和出水端口(84)；
所述蠕动泵(3)的两端使用管路分别连接有所述电磁阀(7)，所述蠕动泵(3)一端的所述电磁阀(7)通过管路分别与所述进水端口(83)、所述提取瓶(42)内腔以及所述裂解槽体(21)内腔相连，所述柱塞泵一(5)和柱塞泵二(6)分别通过管路连接有所述电磁阀(7)并分别与所述提取瓶(42)内腔以及所述裂解槽体(21)内腔相连，所述提取瓶(42)通过管路连接有气泵，所述进水端口通过管路连接有所述电磁阀(7)，所述柱塞泵一(5)和出水端口(84)分别通过管路连接有结合液。
2.根据权利要求1所述的原位自动化微流控eDNA富集提取装置，其特征在于：所述蠕动泵(3)与所述进水端口(83)之间的管路为四氟管，且四氟管上安装有压力流量计。
3.根据权利要求2所述的原位自动化微流控eDNA富集提取装置，其特征在于：所述固定板(22)底面两侧分别可拆卸安装有夹板(23)，所述富集组件(8)固定夹于两个所述夹板(23)之间。
4.根据权利要求3所述的原位自动化微流控eDNA富集提取装置，其特征在于：所述基块(41)设有贯穿其顶底面的置入腔(411)，所述基块(41)位于所述置入腔(411)一侧的位置平行设置有加热腔(412)和传感器腔(413)，所述提取瓶(42)插装于所述置入腔(411)内，所述加热腔(412)内插装有加热棒(44)，所述传感器腔(413)内插装有温度传感器b(45)。
5.根据权利要求4所述的原位自动化微流控eDNA富集提取装置，其特征在于：所述基块(41)的两侧壁分别固定有连接板(46)，所述连接板(46)分别与所述基体(1)的正面固定连接，所述基块(41)一侧壁的靠近底端位置垂直固定有基座(47)，所述伸缩杆(48)固定于所述基座(47)底面。
6.根据权利要求5所述的原位自动化微流控eDNA富集提取装置，其特征在于：所述瓶盖(43)上设置的通孔分别为进样孔(431)、鼓气孔(432)、磁粉入口(433)和出液孔(434)，气泵输出端连接的管路通过所述鼓气孔(432)插入所述提取瓶(42)内腔的底部，所述蠕动泵(3)一端连接的所述电磁阀(7)所连接的管路通过所述出液孔(434)插入所述提取瓶(42)内腔的底部，所述柱塞泵一(5)和柱塞泵二(6)对应连接的管路分别通过所述进样孔(431)和磁粉入口(433)插入所述提取瓶(42)内腔顶部。
7.根据权利要求6所述的原位自动化微流控eDNA富集提取装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、所述过滤膜(82)的冲洗；
其中，对所述过滤膜(82)进行正向冲洗时，由所述蠕动泵(3)抽取蒸馏水并通过所述进水端口(83)排至富集腔体中，以对所述过滤膜(82)进行冲洗，冲洗后的蒸馏水经所述出水端口(84)排出；
对所述过滤膜(82)进行逆向冲洗时，由所述蠕动泵(3)对所述进水端口(83)进行抽吸，使得蒸馏水由所述出水端口(84)进入所述枷锁结构(81)内部形成的富集腔体中，以对所述过滤膜(82)进行正向冲洗，冲洗后的蒸馏水由进水端口(83)经所述蠕动泵(3)排出；
S2、所述柱塞泵一(5)和柱塞泵二(6)的冲洗；
分别对所述柱塞泵一(5)和柱塞泵二(6)设定通道吸取蒸馏水并设定通道进行排出，重复进行五遍冲洗的操作；
S3、水样的富集；
首先，将所述蠕动泵(3)一端连接的所述电磁阀(7)通过管路与采样管相连；
其次，将采样管置于水面以下设定深度位置，启动所述蠕动泵(3)，以采集水样，并将水样经所述进水端口(83)进入富集腔体，期间压力流量计对水样进行计量，当流过水样达到设定的水量阈值时停止所述蠕动泵(3)；
S4、裂解eDNA物质；
首先，所述柱塞泵一(5)和柱塞泵二(6)分别设定通道抽吸裂解液A和裂解液B,并分别排至裂解液混合器中；
其次，所述柱塞泵一(5)设定通道抽吸裂解混合液并从富集腔体内，关闭所述进水端口(83)和出水端口(84)两端的阀门，使得裂解混合液封闭在富集腔体内；
再次，所述液位传感器(26)检测所述裂解槽体(21)内的水位，当水位复合设定阈值时，所述微加热器(24)开启加热，所述温度传感器a(25)检测水温，当水温达到设定温度时，停止所述微加热器(24)加热，使得水温恒定为设定温度；
最后，启动所述超声波振子(27)，使得eDNA物质完全裂解并释放出基因组核酸；
S5、提取核酸；
S51、所述柱塞泵一(5)设定通道将核酸经所述进样孔(431)转移至所述提取瓶(42)内，所述柱塞泵一(5)设定通道将结合液经所述进样孔(431)转移至所述提取瓶(42)内；
S52、所述柱塞泵二(6)设定通道将磁粉通过所述磁粉入口(433)进入所述提取瓶(42)内，并启动气泵使得气体经所述鼓气孔(432)进入所述提取瓶(42)内，以使得提取瓶(42)内的混合物混合均匀；
S53、所述伸缩杆(48)伸长，使得所述钕磁体(49)靠近所述提取瓶(42)的底部，以进行吸磁，启动所述蠕动泵(3)由所述出液孔(434)将所述提取瓶(42)内溶液排干；
S54、所述柱塞泵一(5)和柱塞泵二(6)的冲洗；
分别对所述柱塞泵一(5)和柱塞泵二(6)设定通道吸取蒸馏水并设定通道进行排出，重复进行五遍冲洗的操作；
S55、洗脱液a洗脱磁粉与外排；
所述柱塞泵一(5)设定通道吸洗脱液a经所述进样孔(431)进入所述提取瓶(42)内，回收所述伸缩杆(48)，使所述钕磁体(49)远离提取瓶底部，进行放磁，启动气泵使得气体经所述鼓气孔(432)进入所述提取瓶(42)内，以使得提取瓶(42)内的洗脱液混合均匀，随后伸长所述伸缩杆(48)，使所述钕磁体(49)靠近所述提取瓶(42)底部，进行控磁，启动所述蠕动泵(3)将所述提取瓶(42)内残液由所述出液孔(434)排干；
S56、洗脱液b洗脱磁粉与外排；
所述柱塞泵一(5)设定通道吸洗脱液b经所述进样孔(431)进入所述提取瓶(42)内，将所述伸缩杆(48)收缩，使所述钕磁体(49)远离所述提取瓶(42)底部，进行放磁，启动气泵使得气体经所述鼓气孔(432)进入所述提取瓶(42)内，以使得提取瓶(42)内的洗脱液混合均匀，随后伸长所述伸缩杆(48)，使所述钕磁体(49)靠近所述提取瓶(42)底部，进行吸磁，启动所述蠕动泵(3)将所述提取瓶(42)内残液由所述出液孔(434)排干；重复该过程两次；
S57、保存液进提取瓶；
首先，所述加热棒(44)进行工作使所述提取瓶(42)开始升温，启动气泵经所述鼓气孔(432)吹气，烘干所述提取瓶(42)内磁粉；
其次，所述柱塞泵一(5)设定通道吸定值量保存液经所述进样孔(431)进入所述提取瓶(42)内；
再次，将所述伸缩杆(48)收缩，使所述钕磁体(49)远离所述提取瓶(42)底部，进行放磁，启动气泵使得气体经所述鼓气孔(432)进入所述提取瓶(42)内，以使得提取瓶(42)内的保存液与磁粉混合均匀；
最后，所述加热棒(44)工作，通过所述温度传感器b(45)控制设定温度，使核酸充分脱落进入到保存液中，随后伸长所述伸缩杆(48)，使所述钕磁体(49)靠近所述提取瓶(42)底部，进行吸磁，保存液待转移；
S6、保存液经所述蠕动泵(3)通过所述出液孔(434)转移到核酸保存室进行标号与设定温度保存，备用于下游检测。
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|---|---|---|---|
| CN202310685607.7A CN116694453A (zh) | 2023-06-12 | 2023-06-12 | 原位自动化微流控eDNA富集提取装置及其使用方法 |
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| CN202310685607.7A Pending CN116694453A (zh) | 2023-06-12 | 2023-06-12 | 原位自动化微流控eDNA富集提取装置及其使用方法 |
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|---|---|
| CN (1) | CN116694453A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117801943A (zh) * | 2024-02-28 | 2024-04-02 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 水样核酸提取装置及水样核酸提取方法 |
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2023
- 2023-06-12 CN CN202310685607.7A patent/CN116694453A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117801943A (zh) * | 2024-02-28 | 2024-04-02 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 水样核酸提取装置及水样核酸提取方法 |
| CN117801943B (zh) * | 2024-02-28 | 2024-06-04 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 水样核酸提取装置及水样核酸提取方法 |
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